Схемы транзисторных усилителей. Обзор схем транзисторных усилителей звука: УНЧ и УМЗЧ своими руками

Основные элементы схемы:

• VT1 — предварительный каскад на транзисторе КТ315
• VT2, VT3 — выходные транзисторы КТ819, КТ818
• R1-R6 — резисторы смещения и эмиттерные
• C1-C3 — разделительные конденсаторы

Входной сигнал усиливается VT1 и поступает на комплементарную пару VT2-VT3. Выходные транзисторы работают в противофазе, что позволяет получить большую выходную мощность.

Мощный УМЗЧ на полевых транзисторах

Для построения мощных hi-fi усилителей часто применяют полевые транзисторы. Рассмотрим схему УМЗЧ мощностью 100 Вт на полевых транзисторах:

Особенности расчета и конструирования УМЗЧ

При разработке мощных усилителей звука необходимо учитывать ряд важных моментов:

1. Правильный выбор рабочей точки выходных транзисторов
2. Обеспечение температурной стабилизации
3. Защита от перегрузки и короткого замыкания
4. Эффективный теплоотвод выходных транзисторов
5. Минимизация нелинейных искажений

Для расчета параметров усилителя применяют специальные программы моделирования. При конструировании важно обеспечить хороший монтаж и экранировку чувствительных цепей.

Популярные микросхемы для построения УМЗЧ

Многие радиолюбители предпочитают использовать готовые микросхемы усилителей мощности. Наиболее популярные серии:

• TDA — TDA2030, TDA7294 и др.
• LM — LM1875, LM3886 и др.
• STK — STK4192II, STK4050 и др.

Применение специализированных микросхем позволяет упростить схему и повысить надежность усилителя. Однако для получения высококачественного звучания все же рекомендуется использовать дискретные схемы на отдельных транзисторах.

Заключение

Транзисторные усилители звука прошли долгий путь развития и сегодня способны обеспечить великолепное качество звучания при высокой надежности. Схемотехника современных УМЗЧ весьма разнообразна — от простейших однотактных до сложных многокаскадных конструкций. Каждый радиолюбитель может выбрать подходящую схему исходя из своих потребностей и возможностей.

Схема усилителя класса AB на полевых транзисторах мощность150 Вт

Схема усилителя — данный транзисторный усилитель звука класса AB, имеет неплохие технические характеристики: максимальная выходная мощность на нагрузке 4 Ом составляет 150Вт. Это простой, надежный и не привередливый аппарат. Схема достаточно качественная, даже более качественная, чем качество среднестатистического усилителя.

Схема усилителя. В этом материале мы вместе с вами рассмотрим довольно простой усилитель звука с выходной мощностью 150 Вт при нагрузке 4 Ом. Схема в достаточной степени качественная, можно даже сказать высококачественная. Если вы ищите, что-то отличное от этого, то есть хорошая альтернатива, которую можно посмотреть вот здесь.

Усилитель выполнен на транзисторах, за основу была взята базовая схема изобретателя Хун-Чан Лина. Мной в топологию данного аппарата практически ничего не добавлено. Но вместе с тем, усилитель разработан в сверх-упрощенном варианте, не теряя при этом надежности и превосходного звучания. Отличительная черта схемы заключается в ее непосредственности и одновременно в повторяемости.

На принципиальной схеме представлен усилитель мощности, имеющий в оконечном тракте две пары мощных полевых транзисторов. Печатную плату, которого вы найдете ниже, в приложении.

Выходной каскад усилителя обеспечен надежной электронной защитой от короткого замыкания в акустике. Принципиальная схема усилителя была усовершенствована в конце 2017 года.

Технические данные транзисторного усилителя

Сам усилитель не привередливый, не предъявляющий высоких требований к электронным компонентам.

Резисторы

Постоянные резисторы, помимо отдельно отмеченных на схеме, нужно выбирать из расчета 0,25Вт рассеиваемой мощности. Сопротивления желательно устанавливать типа МЛТ или зарубежные аналоги из категории металлопленочных, которые создают меньше фонового шума.

Подбор компонентов

Использовать в схеме прецизионные резисторы, точность которых составляет от 0,001% до 0,5% нет никакой необходимости, вполне нормально будет применение резисторов с точностью 10%. В отличии от резисторов, здесь особое значение имеет качество конденсаторов. А именно тех, которые установлены в сигнальном тракте — это C1 и C5, вот к ихнему подбору нужно отнестись со всем вниманием.

Эти емкости, один из которых электролит, другой пленочный, лучше всего взять какой нибудь известной фирмы. Конечно данный совет необязателен, но все же. Чем качественнее будут компоненты установленные в цепях прохождения звукового сигнала, тем ярче будет звуковая картина на выходе. Схема предполагает электролитический конденсатор С5 на 220µ х 16v, но его желательно поставить не полярный, с таким же номиналом. А в случае, если такового нет, то допускается установка полярной емкости.

Несколько важных советов:

• При выборе электролитических конденсаторов, обращайте принципиальное внимание на фирму-производителя. Никогда не связывайтесь с такими «компаниями» из поднебесной как Elzet, Chang и нескольких других им подобных.
• Ни при каких обстоятельствах вы не должны применять электролитические емкости изготовленные еще при Советском Союзе. Дело в том, что прошло с тех пор уже много лет, и они вполне вероятно полностью высохли, следовательно, их емкость не гарантирует нужных электрически характеристик.
• Установленные в схеме емкости С9, С10, С11, С12, С3, С4 – это электролиты, их функция заключается в фильтрации постоянного напряжения питания. Поэтому, требования к ним высокого качества можно игнорировать. Однако, китайские емкости все же ставить не рекомендуется, особенно когда обозначенная на них фирма вам незнакома. Это относится и к советским конденсаторам — помните, что они могут оказаться высохшими!

Конденсаторы

Подбор номинальных напряжений данных конденсаторов, нужно выполнять согласно указанным значениям в схеме. Емкости С13, С14 относятся к классу само восстанавливающихся конденсаторов, у которых в качестве диэлектрика применяется пленка. Они не являются полярными. Что касается номиналов напряжений для них, то их следует также подбирать согласно указанным у схеме значениям, исходя из максимального напряжения питания усилителя.

Тоже самое и с их качеством, которое принципиального значения особо не имеет. Тем не менее, придерживайтесь всегда привычки использовать комплектующие такие, чтобы потом за них не переживать.

Схема усилителя — транзисторы

По полупроводникам, в частности транзисторов можно сказать только одно. Главным условием здесь должно быть: устанавливать только то, что обозначено в схеме. Избегайте применения транзисторов аналогичных указанных там, только советского производства, особенно с датой выпуска конца 80-х годов.

Как уже говорилось выше, аппарат довольно надежный, и схема усилителя рассчитана на стабильную работу выходного каскада в классе AB. В связи с этим, необходимо обеспечить оконечному тракту существенное охлаждение. Определяющим фактором качественного рассеивания выделяемого транзисторами тепла является площадь радиатора. Например; для устройства имеющего 1Вт выходной мощности, потребуется теплоотвод из алюминиевого сплава с размерами 14-18см².

Толщина основания теплоотвода никогда не помешает, если она несколько больше расчетной и позволяют габариты усилителя. Требующую площадь теплоотвода рассчитывают с помощью формулы:

S=Pвых*(1-КПД)*(12..18), где Pвых — выходная мощность усилителя. Для 150Вт’ного усилителя площадь радиатора должна находится в пределах: от S=150*(1-0,6)*12=720см2, до S=150*(1-0,6)*18=1080см2.

При использовании в конструкции системы принудительного охлаждения с применением вентиляторов, площадь радиаторов можно значительно уменьшить. Но в таком варианте возникает шум от работающих вентиляторов, хотя, для кого, что важнее, увеличение площади теплоотводов либо шум с некоторым количеством пыли.

Катушка индуктивности

Катушка индуктивности установленная на выходе звуковой цепи, представляет из себя бескаркасный дроссель, содержащий 18-20 витков, намотанный на стержне Ø 8мм медным проводом сечением 1,5 мм². Абсолютная точность катушки здесь особой не играет роли.

Выходная мощность усилителя, как известно, определяется значением питающего напряжения. При известном комплексном сопротивлении акустики, и исходя из требуемой мощности на выходе, можно определить по данному графику какое нужно питающее напряжение для усилителя.

Схема усилителя — выходной каскад

Если вы устанавливаете только две пары транзисторов в выходном тракте, тогда не стоит поднимать напряжение питания больше +/- 45v, несмотря на то, какое сопротивление в акустической системе. Для корректной работы аппарата с установленными в оконечном каскаде двух пар транзисторов, какие указаны в схеме, оптимальное решение — 150 Вт. В том случае, когда установлено четыре пары выходных ключей, то тогда возможно увеличить питающее напряжение до значения +/-60v. Благодаря такому напряжению питания, при сопротивлении в нагрузке 4 Ом, усилитель раскачает мощность на выходе до 380Вт.

Схема не требует никаких дополнительных настроек и начинает работать сразу же по окончанию сборки. Кстати, аппарат не требует даже начальной установки тока покоя.

Устранение неполадок</3>

Важно! Какие могут возникнуть проблемы при первом включении усилителя после завершения сборки. На выходных клеммах присутствует постоянное напряжение, появился специфический запах горелого, идет ощутимый перегрев, происходит самовозбуждение. Здесь, вероятнее всего вы где-то, что-то недоглядели.

Во первых нужно проверить правильность и качество монтажа, печатную плату очистить от горевшего флюса, образовавшегося при пайки. Далее нужно удостоверится в корректности установки установки резисторов, на предмет соответствия их номиналов со схемой. Также обратите внимание на цоколевку транзисторов.

Здесь представлена печатная плата усилителя после травления:

Схема имеет раздельную шину заземления для сигнального и силового трактов, тем самым исключается возможность образования фонового искажения.

Места подключения на печатной плате:

• IN — вход сигнала.
• sGND — входная земля (земля от источника сигнала).
• OUT — выход усилителя.
• GND — один контакт для подключения к земле блока питания, второй — минусовой выход усилителя к АС.
• +/-U — шины для подключения источника питания усилителя.

Перечень требующихся электронных компонентов:

Скачать перечень требующихся электронных компонентов: amp206

Скачать: publp-2k17

Скачать: publp-4-2k17

Сборка транзисторного усилителя звука на 150Вт

виды, схемы, простые и сложные :: SYL.ru

Простейший усилитель на транзисторах может быть хорошим пособием для изучения свойств приборов. Схемы и конструкции достаточно простые, можно самостоятельно изготовить устройство и проверить его работу, произвести замеры всех параметров. Благодаря современным полевым транзисторам можно изготовить буквально из трех элементов миниатюрный микрофонный усилитель. И подключить его к персональному компьютеру для улучшения параметров звукозаписи. Да и собеседники при разговорах будут намного лучше и четче слышать вашу речь.

Частотные характеристики

Усилители низкой (звуковой) частоты имеются практически во всех бытовых приборах – музыкальных центрах, телевизорах, радиоприемниках, магнитолах и даже в персональных компьютерах. Но существуют еще усилители ВЧ на транзисторах, лампах и микросхемах. Отличие их в том, что УНЧ позволяет усилить сигнал только звуковой частоты, которая воспринимается человеческим ухом. Усилители звука на транзисторах позволяют воспроизводить сигналы с частотами в диапазоне от 20 Гц до 20000 Гц.

Следовательно, даже простейшее устройство способно усилить сигнал в этом диапазоне. Причем делает оно это максимально равномерно. Коэффициент усиления зависит прямо от частоты входного сигнала. График зависимости этих величин – практически прямая линия. Если же на вход усилителя подать сигнал с частотой вне диапазона, качество работы и эффективность устройства быстро уменьшатся. Каскады УНЧ собираются, как правило, на транзисторах, работающих в низко- и среднечастотном диапазонах.

Классы работы звуковых усилителей

Все усилительные устройства разделяются на несколько классов, в зависимости от того, какая степень протекания в течение периода работы тока через каскад:

1. Класс «А» – ток протекает безостановочно в течение всего периода работы усилительного каскада.
2. В классе работы «В» протекает ток в течение половины периода.
3. Класс «АВ» говорит о том, что ток протекает через усилительный каскад в течение времени, равного 50-100 % от периода.
4. В режиме «С» электрический ток протекает менее чем половину периода времени работы.
5. Режим «D» УНЧ применяется в радиолюбительской практике совсем недавно – чуть больше 50 лет. В большинстве случаев эти устройства реализуются на основе цифровых элементов и имеют очень высокий КПД – свыше 90 %.

Наличие искажений в различных классах НЧ-усилителей

Рабочая область транзисторного усилителя класса «А» характеризуется достаточно небольшими нелинейными искажениями. Если входящий сигнал выбрасывает импульсы с более высоким напряжением, это приводит к тому, что транзисторы насыщаются. В выходном сигнале возле каждой гармоники начинают появляться более высокие (до 10 или 11). Из-за этого появляется металлический звук, характерный только для транзисторных усилителей.

При нестабильном питании выходной сигнал будет по амплитуде моделироваться возле частоты сети. Звук станет в левой части частотной характеристики более жестким. Но чем лучше стабилизация питания усилителя, тем сложнее становится конструкция всего устройства. УНЧ, работающие в классе «А», имеют относительно небольшой КПД – менее 20 %. Причина заключается в том, что транзистор постоянно открыт и ток через него протекает постоянно.

Для повышения (правда, незначительного) КПД можно воспользоваться двухтактными схемами. Один недостаток – полуволны у выходного сигнала становятся несимметричными. Если же перевести из класса «А» в «АВ», увеличатся нелинейные искажения в 3-4 раза. Но коэффициент полезного действия всей схемы устройства все же увеличится. УНЧ классов «АВ» и «В» характеризует нарастание искажений при уменьшении уровня сигнала на входе. Но даже если прибавить громкость, это не поможет полностью избавиться от недостатков.

Работа в промежуточных классах

У каждого класса имеется несколько разновидностей. Например, существует класс работы усилителей «А+». В нем транзисторы на входе (низковольтные) работают в режиме «А». Но высоковольтные, устанавливаемые в выходных каскадах, работают либо в «В», либо в «АВ». Такие усилители намного экономичнее, нежели работающие в классе «А». Заметно меньшее число нелинейных искажений – не выше 0,003 %. Можно добиться и более высоких результатов, используя биполярные транзисторы. Принцип работы усилителей на этих элементах будет рассмотрен ниже.

Но все равно имеется большое количество высших гармоник в выходном сигнале, отчего звук становится характерным металлическим. Существуют еще схемы усилителей, работающие в классе «АА». В них нелинейные искажения еще меньше – до 0,0005 %. Но главный недостаток транзисторных усилителей все равно имеется – характерный металлический звук.

«Альтернативные» конструкции

Нельзя сказать, что они альтернативные, просто некоторые специалисты, занимающиеся проектировкой и сборкой усилителей для качественного воспроизведения звука, все чаще отдают предпочтение ламповым конструкциям. У ламповых усилителей такие преимущества:

1. Очень низкое значение уровня нелинейных искажений в выходном сигнале.
2. Высших гармоник меньше, чем в транзисторных конструкциях.

Но есть один огромный минус, который перевешивает все достоинства, – обязательно нужно ставить устройство для согласования. Дело в том, что у лампового каскада очень большое сопротивление – несколько тысяч Ом. Но сопротивление обмотки динамиков – 8 или 4 Ома. Чтобы их согласовать, нужно устанавливать трансформатор.

Конечно, это не очень большой недостаток – существуют и транзисторные устройства, в которых используются трансформаторы для согласования выходного каскада и акустической системы. Некоторые специалисты утверждают, что наиболее эффективной схемой оказывается гибридная – в которой применяются однотактные усилители, не охваченные отрицательной обратной связью. Причем все эти каскады функционируют в режиме УНЧ класса «А». Другими словами, применяется в качестве повторителя усилитель мощности на транзисторе.

Причем КПД у таких устройств достаточно высокий – порядка 50 %. Но не стоит ориентироваться только на показатели КПД и мощности – они не говорят о высоком качестве воспроизведения звука усилителем. Намного большее значение имеют линейность характеристик и их качество. Поэтому нужно обращать внимание в первую очередь на них, а не на мощность.

Схема однотактного УНЧ на транзисторе

Самый простой усилитель, построенный по схеме с общим эмиттером, работает в классе «А». В схеме используется полупроводниковый элемент со структурой n-p-n. В коллекторной цепи установлено сопротивление R3, ограничивающее протекающий ток. Коллекторная цепь соединяется с положительным проводом питания, а эмиттерная – с отрицательным. В случае использования полупроводниковых транзисторов со структурой p-n-p схема будет точно такой же, вот только потребуется поменять полярность.

С помощью разделительного конденсатора С1 удается отделить переменный входной сигнал от источника постоянного тока. При этом конденсатор не является преградой для протекания переменного тока по пути база-эмиттер. Внутреннее сопротивление перехода эмиттер-база вместе с резисторами R1 и R2 представляют собой простейший делитель напряжения питания. Обычно резистор R2 имеет сопротивление 1-1,5 кОм – наиболее типичные значения для таких схем. При этом напряжение питания делится ровно пополам. И если запитать схему напряжением 20 Вольт, то можно увидеть, что значение коэффициента усиления по току h31 составит 150. Нужно отметить, что усилители КВ на транзисторах выполняются по аналогичным схемам, только работают немного иначе.

При этом напряжение эмиттера равно 9 В и падение на участке цепи «Э-Б» 0,7 В (что характерно для транзисторов на кристаллах кремния). Если рассмотреть усилитель на германиевых транзисторах, то в этом случае падение напряжения на участке «Э-Б» будет равно 0,3 В. Ток в цепи коллектора будет равен тому, который протекает в эмиттере. Вычислить можно, разделив напряжение эмиттера на сопротивление R2 – 9В/1 кОм=9 мА. Для вычисления значения тока базы необходимо 9 мА разделить на коэффициент усиления h31 – 9мА/150=60 мкА. В конструкциях УНЧ обычно используются биполярные транзисторы. Принцип работы у него отличается от полевых.

На резисторе R1 теперь можно вычислить значение падения – это разница между напряжениями базы и питания. При этом напряжение базы можно узнать по формуле – сумма характеристик эмиттера и перехода «Э-Б». При питании от источника 20 Вольт: 20 – 9,7 = 10,3. Отсюда можно вычислить и значение сопротивления R1=10,3В/60 мкА=172 кОм. В схеме присутствует емкость С2, необходимая для реализации цепи, по которой сможет проходить переменная составляющая эмиттерного тока.

Если не устанавливать конденсатор С2, переменная составляющая будет очень сильно ограничиваться. Из-за этого такой усилитель звука на транзисторах будет обладать очень низким коэффициентом усиления по току h31. Нужно обратить внимание на то, что в вышеизложенных расчетах принимались равными токи базы и коллектора. Причем за ток базы брался тот, который втекает в цепь от эмиттера. Возникает он только при условии подачи на вывод базы транзистора напряжения смещения.

Но нужно учитывать, что по цепи базы абсолютно всегда, независимо от наличия смещения, обязательно протекает ток утечки коллектора. В схемах с общим эмиттером ток утечки усиливается не менее чем в 150 раз. Но обычно это значение учитывается только при расчете усилителей на германиевых транзисторах. В случае использования кремниевых, у которых ток цепи «К-Б» очень мал, этим значением просто пренебрегают.

Усилители на МДП-транзисторах

Усилитель на полевых транзисторах, представленный на схеме, имеет множество аналогов. В том числе и с использованием биполярных транзисторов. Поэтому можно рассмотреть в качестве аналогичного примера конструкцию усилителя звука, собранную по схеме с общим эмиттером. На фото представлена схема, выполненная по схеме с общим истоком. На входных и выходных цепях собраны R-C-связи, чтобы устройство работало в режиме усилителя класса «А».

Переменный ток от источника сигнала отделяется от постоянного напряжения питания конденсатором С1. Обязательно усилитель на полевых транзисторах должен обладать потенциалом затвора, который будет ниже аналогичной характеристики истока. На представленной схеме затвор соединен с общим проводом посредством резистора R1. Его сопротивление очень большое – обычно применяют в конструкциях резисторы 100-1000 кОм. Такое большое сопротивление выбирается для того, чтобы не шунтировался сигнал на входе.

Это сопротивление почти не пропускает электрический ток, вследствие чего у затвора потенциал (в случае отсутствия сигнала на входе) такой же, как у земли. На истоке же потенциал оказывается выше, чем у земли, только благодаря падению напряжения на сопротивлении R2. Отсюда ясно, что у затвора потенциал ниже, чем у истока. А именно это и требуется для нормального функционирования транзистора. Нужно обратить внимание на то, что С2 и R3 в этой схеме усилителя имеют такое же предназначение, как и в рассмотренной выше конструкции. А входной сигнал сдвинут относительно выходного на 180 градусов.

УНЧ с трансформатором на выходе

Можно изготовить такой усилитель своими руками для домашнего использования. Выполняется он по схеме, работающей в классе «А». Конструкция такая же, как и рассмотренные выше, – с общим эмиттером. Одна особенность – необходимо использовать трансформатор для согласования. Это является недостатком подобного усилителя звука на транзисторах.

Коллекторная цепь транзистора нагружается первичной обмоткой, которая развивает выходной сигнал, передаваемый через вторичную на динамики. На резисторах R1 и R3 собран делитель напряжения, который позволяет выбрать рабочую точку транзистора. С помощью этой цепочки обеспечивается подача напряжения смещения в базу. Все остальные компоненты имеют такое же назначение, как и у рассмотренных выше схем.

Двухтактный усилитель звука

Нельзя сказать, что это простой усилитель на транзисторах, так как его работа немного сложнее, чем у рассмотренных ранее. В двухтактных УНЧ входной сигнал расщепляется на две полуволны, различные по фазе. И каждая из этих полуволн усиливается своим каскадом, выполненном на транзисторе. После того, как произошло усиление каждой полуволны, оба сигнала соединяются и поступают на динамики. Такие сложные преобразования способны вызвать искажения сигнала, так как динамические и частотные свойства двух, даже одинаковых по типу, транзисторов будут отличны.

В результате на выходе усилителя существенно снижается качество звучания. При работе двухтактного усилителя в классе «А» не получается качественно воспроизвести сложный сигнал. Причина – повышенный ток протекает по плечам усилителя постоянно, полуволны несимметричные, возникают фазовые искажения. Звук становится менее разборчивым, а при нагреве искажения сигнала еще больше усиливаются, особенно на низких и сверхнизких частотах.

Бестрансформаторные УНЧ

Усилитель НЧ на транзисторе, выполненный с использованием трансформатора, невзирая на то, что конструкция может иметь малые габариты, все равно несовершенен. Трансформаторы все равно тяжелые и громоздкие, поэтому лучше от них избавиться. Намного эффективнее оказывается схема, выполненная на комплементарных полупроводниковых элементах с различными типами проводимости. Большая часть современных УНЧ выполняется именно по таким схемам и работают в классе «В».

Два мощных транзистора, используемых в конструкции, работают по схеме эмиттерного повторителя (общий коллектор). При этом напряжение входа передается на выход без потерь и усиления. Если на входе нет сигнала, то транзисторы на грани включения, но все равно еще отключены. При подаче гармонического сигнала на вход происходит открывание положительной полуволной первого транзистора, а второй в это время находится в режиме отсечки.

Следовательно, через нагрузку способны пройти только положительные полуволны. Но отрицательные открывают второй транзистор и полностью запирают первый. При этом в нагрузке оказываются только отрицательные полуволны. В результате усиленный по мощности сигнал оказывается на выходе устройства. Подобная схема усилителя на транзисторах достаточно эффективная и способна обеспечить стабильную работу, качественное воспроизведение звука.

Схема УНЧ на одном транзисторе

Изучив все вышеописанные особенности, можно собрать усилитель своими руками на простой элементной базе. Транзистор можно использовать отечественный КТ315 или любой его зарубежный аналог – например ВС107. В качестве нагрузки нужно использовать наушники, сопротивление которых 2000-3000 Ом. На базу транзистора необходимо подать напряжение смещения через резистор сопротивлением 1 Мом и конденсатор развязки 10 мкФ. Питание схемы можно осуществить от источника напряжением 4,5-9 Вольт, ток — 0,3-0,5 А.

Если сопротивление R1 не подключить, то в базе и коллекторе не будет тока. Но при подключении напряжение достигает уровня в 0,7 В и позволяет протекать току около 4 мкА. При этом по току коэффициент усиления окажется около 250. Отсюда можно сделать простой расчет усилителя на транзисторах и узнать ток коллектора – он оказывается равен 1 мА. Собрав эту схему усилителя на транзисторе, можно провести ее проверку. К выходу подключите нагрузку – наушники.

Коснитесь входа усилителя пальцем – должен появиться характерный шум. Если его нет, то, скорее всего, конструкция собрана неправильно. Перепроверьте все соединения и номиналы элементов. Чтобы нагляднее была демонстрация, подключите к входу УНЧ источник звука – выход от плеера или телефона. Прослушайте музыку и оцените качество звучания.

Схемы усилителей мощности звука на транзисторах

Представленная здесь конструкция является готовым модулем монофонического усилителя НЧ высокой мощности с очень хорошими параметрами.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

Содержание:

• Транзисторный усилитель 50W своими руками
• Усилитель низкой частоты (УНЧ) на микросхеме TDA7250
• Усилитель мощности 1000, 500, 250 и 125 ватт
• Схема простого усилителя звука на транзисторах
• Схемы транзисторных УНЧ — список схем
• Усилитель мощности 1кВт

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: УСИЛИТЕЛЬ НА ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ

Транзисторный усилитель 50W своими руками

Портал QRZ. RU существует только за счет рекламы, поэтому мы были бы Вам благодарны если Вы внесете сайт в список исключений. Мы стараемся размещать только релевантную рекламу, которая будет интересна не только рекламодателям, но и нашим читателям. Отключив Adblock, вы поможете не только нам, но и себе. Что-то не так? Пожалуйста, отключите Adblock.

Как добавить наш сайт в исключения AdBlock. Схемы транзисторных УНЧ — список схем. Просмотр всех схем в категории Схемы транзисторных УНЧ. Всего записей. Показано 1— Hi-Fi subwoofer filter NE NPA S схема. Peri усилитель мощности. Pioneer AX. STK II. TDA H. Амфитон 35УС схема. Амфитон AJУ стерео. Амфитон AJУ стерео транзисторный — 69Кб. Амфитон стерео транзисторный — 56Кб. Амфитон-У стерео транзисторный — 56Кб. Барк 50УС полупроводн. Барк Барку.

Баркстерео транзисторный — 61Кб. Бриг стерео. Бриг стерео транзисторный — 94Кб. Бриг-У стерео полупроводник. БУ для киноустановок транзисторный — 45Кб. Вега 10УС транзисторный — 61Кб. Вега 50УС полупроводник. Высококачественный транзисторный усилитель НЧ класса В 30 Ватт. Высококачественный усилитель мощности на 11 транзисторах Вт. Высококачественный усилитель мощности НЧ 36Вт на 8Ом. Выходные каскады УЗЧ на электронных лампах. ВЭФ стерео полупроводн. Гармония 70М.

Индикатор пиковой мощности для усилителя НЧ. Использование трансформаторов типа ТВЗ. Каскадная схема ОИ-ОБ в усилителе мощности низкой частоты. Корвет стерео тюнер-усилитель — Кб. Корвет УС полупроводник. Кумир 35УС-1 полупроводник. Кумир У стерео полупроводник.

Ламповый корректор для винила. Ламповый УНЧ. Ламповый усилитель пуш-пульник на 20 Ватт. Ламповый усилитель ТУ БУ 4,2. Ласпи стерео транзисторный — Кб. Линейный усилитель мощности на МОП транзисторах 60Вт. Лорта 75УС полупроводник. Мостовой ваттный эстрадный УНЧ. Несколько схем миниусилителей.

Новая схема Лофтин-Уайта. Новые схемы двухтактных ламповых усилителей мощности НЧ. Ода стерео радиокомплекс усил. Одиссей Одиссей У некачеств.! Одиссей УС. Одиссей стерео. Одиссей стерео транзисторный — 72Кб. Одиссей стерео транзисторный — 85Кб. Одиссей стерео транзисторный — Кб.

Одноламповый усилитель на 6П9. Однотактный усилитель на лампе 6П45С. Орбита УМ стерео полупроводн. Очень простой усилитель НЧ 2Вт. Переносной усилитель. Подключение динамиков в ас. Полный стерео усилитель на базе TDA Q. Предварительный усилитель на КУД2. Прибой 50 75 УМС лампово-полупр. Принципиальная схема УНЧ на транзисторах 80 Вт. Принципиальная схема усилителя Корвет УС. Простой мультимедийный усилитель на TDA стерео. Простой транзисторный усилитель с темброблоком 10Вт.

Простой УМЗЧ. Радиотехника У стерео транзисторный — 34Кб. Радиотехника У стерео У стерео. Радиотехника У стерео1ч. Радиотехника У стерео транзисторный — 63Кб. Радиотехника У стерео2ч. Радиотехника У стерео полупроводник. Радиотехника У стерео схема некачеств. Радиотехника УКУ Романтика 15У 50У стерео полупроводн.

Романтика стерео комб. Самодельный УНЧ на германиевых транзисторах. Сигма усилит. Симметричный усилитель НЧ. Стереоусилитель на базе TDAQ. Схема полосного эквалайзера на микросхеме BAL. Схема Вт УНЧ для сабвуфера с индикатором перегрузок. Схема высококачественного транзисторного усилителя мощности 75Вт. Схема высококачественного УНЧ на транзисторах 60Вт. Схема и описние звукового аудиокомплекса А. Схема подключения tda Схема простого усилителя на трех транзисторах КТ до 0,5Вт.

Схема сабвуфера, мощного УНЧ Вт.

Усилитель низкой частоты (УНЧ) на микросхеме TDA7250

Транзисторные усилители мощности низкой частоты УМЗЧ для звуковой и аудио-аппаратуры. В разделе собраны принципиальные схемы самодельных усилителей мощности НЧ на биполярных и полевых транзисторах. Для самодельного аудио-комплекса или при ремонте музыкального центра можно изготовить многоканальный усилитель мощности в конфигурациях:. На транзисторах можно без лишних сложностей собрать небольшой самодельный усилитель для наушников. Присутствуют очень простые и доступные по себестоимости конструкции усилителей, которые прекрасно подойдут для изготовления начинающими радиолюбителями. Усилитель построен по простой схеме на трех транзисторах.

Схема усилителя мощности НЧ на микросхеме TDA . амперметра для измерения тока покоя выходных транзисторов усилителя мощности звука.

Усилитель мощности 1000, 500, 250 и 125 ватт

Как показывает практика применения микросхем усилителей мощности ЗЧ звуковой частоты , выполненных на одном кристалле, главным фактором при выборе элементной базы для звуковоспроизводящей части разрабатываемого устройства являются простота настройки и малое количество элементов обвязки. Однако в большинстве случаев качество воспроизведения звукового сигнала никак не попадает под класс HI-FI в связи с высоким процентом нелинейных искажений. Этот факт связан не только со схемотехническими решениями подобных микросхем, но и с тем, что температуры элементов входного и выходного каскадов напрямую зависят друг от друга. Выходная мощность подобных микросхем не превышает … Вт при нагрузке на сопротивление динамической головки 4…8 Ом. Однако существуют и более качественные элементы для построения выходных каскадов усилителей ЗЧ, например, серия микросборок STK. Они выполнены на бескорпусных элементах, расположенных на металлической подложке с использованием диэлектрических прокладок. Цена таких микросборок, как правило, в несколько раз выше, чем у подобных однокристальных микросхем, а габаритные размеры корпуса значительно больше, чем у однокристальных микросхем.

Схема простого усилителя звука на транзисторах

Основные технические характеристики усилителя мощности:. Нет предела совершенствованию! За прошедшие два года в исходную схему УМЗЧ был внесен ряд изменений, улучшающих характеристики усилителя. Построение усилителя с виртуальной средней точкой дает свои преимущества: не требуется выставление нулевого напряжения, а также не нужна защита АС от постоянного напряжения на выходе усилителя; проще подобрать изготовить трансформатор с двумя отдельными обмотками для усилителя с фиксированной средней точкой требуется четыре отдельные обмотки на одном трансформаторе либо два трансформатора с двумя обмотками.

Схема простого усилителя звука на транзисторах , которая реализована на двух мощных составных транзисторах TIPTIP установленных в выходном каскаде, двух маломощных BCB в дифференциальном тракте и один BDC 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.

Схемы транзисторных УНЧ — список схем

Изготовление хорошего усилителя мощности всегда было одним из нелегких этапов при конструировании аудио-аппаратуры. Качество звучания, мягкость басов и отчетливое звучание средних и высоких частот, детализация музыкальных инструментов — все это пустые слова без качественного усилителя мощности низкой частоты. В данной статье я расскажу как изготовить схему усилителя усилителя, которая отлично подойдет для использования в самодельной аудио-аппаратуре. Эта публикация является первой в цикле статей по изготовлению самодельного 4х-канального усилителя Phoenix-P, о нем я рассказывал вот тут: Усилитель мощности ЗЧ своими руками Phoenix-P Достаточно не простое сочетание требований. Сначала опробовал вариант на основе микросхемы TDA, но оказалось что это не то что мне нужно, и вот почему

Усилитель мощности 1кВт

Уважаемые радиолюбители! Скачать архив с печатками в формате. По всем вопросам пишите на почту автора, указанную в комментарии. Но тот усилитель мощности, хотя и крайне прост в изготовлении, имеет существенные недостатки. Они, пожалуй, перечеркивают все имеющиеся плюсы. Во-первых, интегральный тип существенно ухудшает качественные характеристики усилителя мощности.

Схемы и конструкции усилителей мощности: транзисторных, каскад Алексея Никитина (Q9-Q14) В качестве выходных транзисторов Схема нового усилителя мощности звуковой частоты приведена ниже.

Среди любителей лампового ренессанса гибридные однотактные усилители мощности класса «А» становятся всё более популярными, так как они обеспечивают более удачное, чем чисто ламповое, согласование с низкоомной нагрузкой. Такие усилители не охватываются обратными связями ООС , и качество их звучания зависит от каждого элемента схемы. Общая принципиальная схемотехника однотактных гибридных усилителей класса «А» понятна без сложнотехнического объяснения, так как — это есть классическое включение радиолампы и транзистора.

Насколько мне позволяет мое мировозрение, то под усилителем звука может выступать только один предмет — рупор. Вот он действительно усиливает звук уже не один десяток лет. Причем рупор может усиливать звук в обоих направлениях. Прям интересно с чем это связано Но это был пролог, а теперь собственно сама сказка:.

Высококачественный УМЗЧ на биполярных транзисторах. Схема для сборки своими руками.

Схема простого усилителя звука на транзисторах , которая реализована на двух мощных составных транзисторах TIPTIP установленных в выходном каскаде, двух маломощных BCB в дифференциальном тракте и один BDC 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 Гц. Принципиальная схема простого усилителя звука. Есть и другой вариант получения еще большей мощности на выходе, это например: — включить два таких УМЗЧ по мостовой схеме, то тогда естественно на выходе мы получим более Вт. Для обеспечения схемы устройства нужным питанием, потребуется собрать не сложный двух-полярный блок питания с выпрямителем переменного напряжения.

Усилители повышенной мощности применяются в основном во время концертов. Но в нашей стране живет немало энтузиастов, которые используют такие усилители для раскачки своих автомобильных сабвуферов. Один из таких усилителей на мощность ватт мы сегодня и рассмотрим. На таких выходных каскадах можно построить усилители мощности вплоть до Ватт в некоторых случаях и больше.

виды, схемы, простые и сложные :: SYL.ru

Простейший усилитель на транзисторах может быть хорошим пособием для изучения свойств приборов. Схемы и конструкции достаточно простые, можно самостоятельно изготовить устройство и проверить его работу, произвести замеры всех параметров. Благодаря современным полевым транзисторам можно изготовить буквально из трех элементов миниатюрный микрофонный усилитель. И подключить его к персональному компьютеру для улучшения параметров звукозаписи. Да и собеседники при разговорах будут намного лучше и четче слышать вашу речь.

Частотные характеристики

Усилители низкой (звуковой) частоты имеются практически во всех бытовых приборах – музыкальных центрах, телевизорах, радиоприемниках, магнитолах и даже в персональных компьютерах. Но существуют еще усилители ВЧ на транзисторах, лампах и микросхемах. Отличие их в том, что УНЧ позволяет усилить сигнал только звуковой частоты, которая воспринимается человеческим ухом. Усилители звука на транзисторах позволяют воспроизводить сигналы с частотами в диапазоне от 20 Гц до 20000 Гц.

Следовательно, даже простейшее устройство способно усилить сигнал в этом диапазоне. Причем делает оно это максимально равномерно. Коэффициент усиления зависит прямо от частоты входного сигнала. График зависимости этих величин – практически прямая линия. Если же на вход усилителя подать сигнал с частотой вне диапазона, качество работы и эффективность устройства быстро уменьшатся. Каскады УНЧ собираются, как правило, на транзисторах, работающих в низко- и среднечастотном диапазонах.

Классы работы звуковых усилителей

Все усилительные устройства разделяются на несколько классов, в зависимости от того, какая степень протекания в течение периода работы тока через каскад:

1. Класс «А» – ток протекает безостановочно в течение всего периода работы усилительного каскада.
2. В классе работы «В» протекает ток в течение половины периода.
3. Класс «АВ» говорит о том, что ток протекает через усилительный каскад в течение времени, равного 50-100 % от периода.
4. В режиме «С» электрический ток протекает менее чем половину периода времени работы.
5. Режим «D» УНЧ применяется в радиолюбительской практике совсем недавно – чуть больше 50 лет. В большинстве случаев эти устройства реализуются на основе цифровых элементов и имеют очень высокий КПД – свыше 90 %.

Наличие искажений в различных классах НЧ-усилителей

Рабочая область транзисторного усилителя класса «А» характеризуется достаточно небольшими нелинейными искажениями. Если входящий сигнал выбрасывает импульсы с более высоким напряжением, это приводит к тому, что транзисторы насыщаются. В выходном сигнале возле каждой гармоники начинают появляться более высокие (до 10 или 11). Из-за этого появляется металлический звук, характерный только для транзисторных усилителей.

При нестабильном питании выходной сигнал будет по амплитуде моделироваться возле частоты сети. Звук станет в левой части частотной характеристики более жестким. Но чем лучше стабилизация питания усилителя, тем сложнее становится конструкция всего устройства. УНЧ, работающие в классе «А», имеют относительно небольшой КПД – менее 20 %. Причина заключается в том, что транзистор постоянно открыт и ток через него протекает постоянно.

Понадобится

Транзисторы мощности и операционный усилитель:

• 2SC5200 Транзисторы х 5 — https://ali.pub/4xjey2
• 2SA1943 Транзисторы х 5 — https://ali. pub/4xjf1k
• ОУ HA17741 x 1 — https://ali.pub/4xjf4h

Остальные компоненты: Показать / Скрыть текст

• SC 2SC2073 Транзисторы х 2.
• S 2SA940 Транзисторы х 2.
• 3 0,33 / 5 Вт резисторы х 10.
• 4.7 / 1W резисторы x 10.
• резисторы 10/2 Вт x 2.
• резисторы 100/1 Вт х 6.
• резисторы 330/1 Вт х 2.
• 10 резисторов х 1.
• 100 резисторов х 1.
• 1K резисторы х 1.
• 5K6 резисторов х 2.
• резисторы 10К х 2.
• 47К резисторов х 1.
• резисторы 100К х 1.
• 33P конденсаторы х 1.
• конденсаторы 220P x 4.
• 680P конденсаторы х 1.
• 0.1 мкФ конденсаторы х 1.
• 10 мкФ / 50 В конденсаторы х 2.
• 100 мкФ / 25 В конденсаторы х 3.
• 10.000 мкФ / 80 В конденсаторы х 2 или х 4.
• Диод 4148 х 2.
• Диодный мост 35A X 1.
• Стабилитрон 15V X 2.
• Катушка 16 витков (медная проволока диаметром 1,5мм).
• 50 К Потенциометры х 1.
• Слюдяная изоляция транзисторов x 10.
• Алюминиевый радиатор х 1.
• Трансформатор 45 — 50 В переменного тока 2 x 30A.

Советуем к прочтению: Доработка китайского супер яркого фонарика UltraFire XML-T6

Работа в промежуточных классах

У каждого класса имеется несколько разновидностей. Например, существует класс работы усилителей «А+». В нем транзисторы на входе (низковольтные) работают в режиме «А». Но высоковольтные, устанавливаемые в выходных каскадах, работают либо в «В», либо в «АВ». Такие усилители намного экономичнее, нежели работающие в классе «А». Заметно меньшее число нелинейных искажений – не выше 0,003 %. Можно добиться и более высоких результатов, используя биполярные транзисторы. Принцип работы усилителей на этих элементах будет рассмотрен ниже.

Но все равно имеется большое количество высших гармоник в выходном сигнале, отчего звук становится характерным металлическим. Существуют еще схемы усилителей, работающие в классе «АА». В них нелинейные искажения еще меньше – до 0,0005 %. Но главный недостаток транзисторных усилителей все равно имеется – характерный металлический звук.

Стабилизация работы схемы

Когда полупроводник нагревается, его сопротивление уменьшается. Транзистор сделан из полупроводника, и соответственно его p-n переходы тоже.

При работе схемы УНЧ ток течет через транзистор, и он нагревается. Обычно вся мощность рассеивается на коллекторе. И тем не менее, характеристики транзистора резко меняются, поскольку сопротивление его p-n переходом резко снижается по мере повышения температуры.

Чтобы стабилизировать работу транзистора, нужно сбалансировать его сопротивление другим источником. Это можно сделать при помощи дополнительного сопротивления.

Благодаря этому транзистор:

• не закрывается;
• не переходит в режим насыщения;
• не искажает сигнал;
• и не перегревается.

Это называется термостабилизация работы усилителя.

А чтобы в нормальном режиме работы, когда VT1 не нагревается, резистор R3 не уменьшал мощность схемы, в цепь включен шунтирующий электролитический конденсатор C2. Через него переменная составляющая входного сигнала проходит без потерь.

«Альтернативные» конструкции

1. Очень низкое значение уровня нелинейных искажений в выходном сигнале.
2. Высших гармоник меньше, чем в транзисторных конструкциях.

Но есть один огромный минус, который перевешивает все достоинства, – обязательно нужно ставить устройство для согласования. Дело в том, что у лампового каскада очень большое сопротивление – несколько тысяч Ом. Но сопротивление обмотки динамиков – 8 или 4 Ома. Чтобы их согласовать, нужно устанавливать трансформатор.

Конечно, это не очень большой недостаток – существуют и транзисторные устройства, в которых используются трансформаторы для согласования выходного каскада и акустической системы. Некоторые специалисты утверждают, что наиболее эффективной схемой оказывается гибридная – в которой применяются однотактные усилители, не охваченные отрицательной обратной связью. Причем все эти каскады функционируют в режиме УНЧ класса «А». Другими словами, применяется в качестве повторителя усилитель мощности на транзисторе.

Причем КПД у таких устройств достаточно высокий – порядка 50 %. Но не стоит ориентироваться только на показатели КПД и мощности – они не говорят о высоком качестве воспроизведения звука усилителем. Намного большее значение имеют линейность характеристик и их качество. Поэтому нужно обращать внимание в первую очередь на них, а не на мощность.

Содержание / Contents

• 1 Принципиальная схема усилителя
• 2 Конструкция усилителя
• 3 Детали усилителя
• 4 Налаживание усилителя
• 5 Оценка звучания
• 6 Ссылки и файлы

Данный усилитель мощности я разрабатывал и делал в прошлом веке из того, что возможно было приобрести без затруднений. Хотелось сделать конструкцию с максимально возможным соотношением цены и качества. Это не High-End, но и не третий сорт. Усилитель имеет качественное звучание, отличную повторяемость и прост в наладке.

Схема однотактного УНЧ на транзисторе

Самый простой усилитель, построенный по схеме с общим эмиттером, работает в классе «А». В схеме используется полупроводниковый элемент со структурой n-p-n. В коллекторной цепи установлено сопротивление R3, ограничивающее протекающий ток. Коллекторная цепь соединяется с положительным проводом питания, а эмиттерная – с отрицательным. В случае использования полупроводниковых транзисторов со структурой p-n-p схема будет точно такой же, вот только потребуется поменять полярность.

С помощью разделительного конденсатора С1 удается отделить переменный входной сигнал от источника постоянного тока. При этом конденсатор не является преградой для протекания переменного тока по пути база-эмиттер. Внутреннее сопротивление перехода эмиттер-база вместе с резисторами R1 и R2 представляют собой простейший делитель напряжения питания. Обычно резистор R2 имеет сопротивление 1-1,5 кОм – наиболее типичные значения для таких схем. При этом напряжение питания делится ровно пополам. И если запитать схему напряжением 20 Вольт, то можно увидеть, что значение коэффициента усиления по току h31 составит 150. Нужно отметить, что усилители КВ на транзисторах выполняются по аналогичным схемам, только работают немного иначе.

На резисторе R1 теперь можно вычислить значение падения – это разница между напряжениями базы и питания. При этом напряжение базы можно узнать по формуле – сумма характеристик эмиттера и перехода «Э-Б». При питании от источника 20 Вольт: 20 – 9,7 = 10,3. Отсюда можно вычислить и значение сопротивления R1=10,3В/60 мкА=172 кОм. В схеме присутствует емкость С2, необходимая для реализации цепи, по которой сможет проходить переменная составляющая эмиттерного тока.

Если не устанавливать конденсатор С2, переменная составляющая будет очень сильно ограничиваться. Из-за этого такой усилитель звука на транзисторах будет обладать очень низким коэффициентом усиления по току h31. Нужно обратить внимание на то, что в вышеизложенных расчетах принимались равными токи базы и коллектора. Причем за ток базы брался тот, который втекает в цепь от эмиттера. Возникает он только при условии подачи на вывод базы транзистора напряжения смещения.

Как протекает ток по схеме

В начальный момент времени, при подключении питания, электролитический конденсатор С3 заряжается, и начинят питать коллектор и эмиттер транзистора VT1. А также ток проходит через делитель напряжения.

Когда входной сигнал поступает на клемму Х1, он проходит С1 и через делитель поступает на базу VT1 и частично уходит через эмиттер.

Входной сигнал притягивается коллектором VT1 и тем самым усиливается.

Та часть переменного сигнала, которая перешла на эмиттер транзистора, усиливается эмиттерными током. Он свободно проходит через С2, который в паре с R3 стабилизирует режим работы усилителя от перегрева и искажений. В итоге входной сигнал усиленный коллекторно-эмиттерным (К-Э) током VT1 поступает на выход, то есть на динамическую головку BF1.

Усилители на МДП-транзисторах

Усилитель на полевых транзисторах, представленный на схеме, имеет множество аналогов. В том числе и с использованием биполярных транзисторов. Поэтому можно рассмотреть в качестве аналогичного примера конструкцию усилителя звука, собранную по схеме с общим эмиттером. На фото представлена схема, выполненная по схеме с общим истоком. На входных и выходных цепях собраны R-C-связи, чтобы устройство работало в режиме усилителя класса «А».

Переменный ток от источника сигнала отделяется от постоянного напряжения питания конденсатором С1. Обязательно усилитель на полевых транзисторах должен обладать потенциалом затвора, который будет ниже аналогичной характеристики истока. На представленной схеме затвор соединен с общим проводом посредством резистора R1. Его сопротивление очень большое – обычно применяют в конструкциях резисторы 100-1000 кОм. Такое большое сопротивление выбирается для того, чтобы не шунтировался сигнал на входе.

Как питаемся схема

От качества питания зависит и качество усиления. С какими бы выдающимися характеристиками не был транзистор, если питание плохо отфильтровано или недостаточное, то усиление будет советующего качества.

На клеммы Х3 и Х4 подключается питание 6 В.

Эта схема может питаться и от аккумулятора. Однако, несмотря на то, что аккумулятор – это источник с минимальным шумом, у аккумулятора тоже есть свое сопротивление.

И чтобы оно не мешало и не влияло на работу усилителя, нужен сглаживающий и накопительный конденсатор.

Электролитический конденсатор С3 накапливает энергию источника питания, что позволяет улучшить качество усиления. Чем выше емкость – тем лучше. Естественно, у такого правила есть ограничения. Если поставить слишком большую емкость, то будет большая нагрузка на источник питания.

К тому же, электролитические конденсаторы должны разряжаться после выключения. Тем более, есть предел для увеличения емкости для схемы. Если в эту схему подключить конденсатор емкостью 1 фарад (1 000 000 мкФ), то уровень шума на выходе усилителя будет такой же, как и при 1000 мкФ. Это связано с тем, что у транзистора так же есть и свои «шумы», отсутствие экранировки на входе, динамические искажения и другие параметры.

Во время проектирования схемы все эти параметры рассчитываются. Здесь в схеме у конденсатора С3 емкость 47 микрофарад – этого достаточно для нашего транзистора, поскольку у него не большая мощность, которую он может выдать. Можно поставить и большую емкость, например, 1000 микрофарад. Главное не нежно ставить конденсатор с меньшим пределом по напряжению. Если поставить конденсатор менее 6 В (питание схемы), то конденсатор начнет нагреваться и даже может взорваться.

УНЧ с трансформатором на выходе

Схема аудио усилителя

Интегральные микросхемы постепенно вытесняют транзисторы из схем усилителей низкой частоты. Распространение получили приборы TDA2005-2052. Они выдают достаточную выходную мощность для озвучивания салона автомобиля или жилой комнаты. Простой аудио стерео усилитель звука своими руками можно собрать на одной микросхеме TDA2005.

Конденсаторы С8 и С12 лучше ставить плёночные. Если напряжение питания не превышает 12 В, то все электролитические конденсаторы должны быть на 16 В. При большем напряжении питания рабочее напряжение ёмкостей должно быть увеличено. Собранный своими руками усилитель используется для колонок с сопротивлением от 2 до 4 Ом.

Двухтактный усилитель звука

Нельзя сказать, что это простой усилитель на транзисторах, так как его работа немного сложнее, чем у рассмотренных ранее. В двухтактных УНЧ входной сигнал расщепляется на две полуволны, различные по фазе. И каждая из этих полуволн усиливается своим каскадом, выполненном на транзисторе. После того, как произошло усиление каждой полуволны, оба сигнала соединяются и поступают на динамики. Такие сложные преобразования способны вызвать искажения сигнала, так как динамические и частотные свойства двух, даже одинаковых по типу, транзисторов будут отличны.

Настройка и испытания усилителя

После завершения сборки можно подавать питание на плату усилителя. В разрыв одного из питающих проводов нужно включить амперметр, для контроля потребляемого тока. Подаём питание и смотрим на показания амперметра, без подачи на вход сигнала усилитель должен потреблять примерно 15-20 мА. Ток покоя задаётся резистором R6, для его увеличения нужно уменьшить сопротивление этого резистора. Слишком сильно поднимать ток покоя не следует, т.к. увеличится выделение тепла на выходных транзисторах. Если ток покоя в норме, можно подавать на вход сигнал, например, музыку с компьютера, телефона или плеера, подключать на выход динамик и приступать к прослушиванию. Хоть усилитель и прост в исполнении, он обеспечивает весьма приемлемое качество звука. Для воспроизведения одновременно двух каналов, левого и правого, схему нужно собрать дважды. Обратите внимание, что если источник сигнала находится далеко от платы, подключать его нужно экранированным проводом, иначе не избежать помех и наводок. Таким образом, данный усилитель получился полностью универсальным благодаря небольшому потреблению тока и компактным размерам платы. Его можно использовать как в составе компьютерных колонок, так и при создании небольшого стационарного музыкального центра. Удачной сборки.

Бестрансформаторные УНЧ

Усилитель НЧ на транзисторе, выполненный с использованием трансформатора, невзирая на то, что конструкция может иметь малые габариты, все равно несовершенен. Трансформаторы все равно тяжелые и громоздкие, поэтому лучше от них избавиться. Намного эффективнее оказывается схема, выполненная на комплементарных полупроводниковых элементах с различными типами проводимости. Большая часть современных УНЧ выполняется именно по таким схемам и работают в классе «В».

Два мощных транзистора, используемых в конструкции, работают по схеме эмиттерного повторителя (общий коллектор). При этом напряжение входа передается на выход без потерь и усиления. Если на входе нет сигнала, то транзисторы на грани включения, но все равно еще отключены. При подаче гармонического сигнала на вход происходит открывание положительной полуволной первого транзистора, а второй в это время находится в режиме отсечки.

ФНЧ И БЛОК СТАБИЛИЗАЦИИ

Этот блок питается от стабилизированного источника двухполярного напряжения +/-15 Вольт. Питание можно организовать с помощью дополнительной вторичной обмотки или же использовать двухполярный стабилизатор напряжения для понижения напряжения от основной обмотки.

Для этого собран двухполярный стабилизатор. Первоначально напряжение снижается диодами зенера, затем усиливается биполярными транзисторами и подается на линейные стабилизаторы напряжения типа 7815 и 7915. На выходе стабилизатора образуется стабильное двухполярное питание, которым и питается блок сумматора и ФНЧ.

Схема УНЧ на одном транзисторе

Изучив все вышеописанные особенности, можно собрать усилитель своими руками на простой элементной базе. Транзистор можно использовать отечественный КТ315 или любой его зарубежный аналог – например ВС107. В качестве нагрузки нужно использовать наушники, сопротивление которых 2000-3000 Ом. На базу транзистора необходимо подать напряжение смещения через резистор сопротивлением 1 Мом и конденсатор развязки 10 мкФ. Питание схемы можно осуществить от источника напряжением 4,5-9 Вольт, ток — 0,3-0,5 А.

Коснитесь входа усилителя пальцем – должен появиться характерный шум. Если его нет, то, скорее всего, конструкция собрана неправильно. Перепроверьте все соединения и номиналы элементов. Чтобы нагляднее была демонстрация, подключите к входу УНЧ источник звука – выход от плеера или телефона. Прослушайте музыку и оцените качество звучания.

От чего зависит мощность схемы

У этой схемы есть ограничения. Можно поменять VT1 КТ315 на более мощный, у которого коэффициент усиления будет выше, но этот лимит усиления не бесконечный.

В первую очередь, все зависит от используемого транзистора. Если поменять его на более мощный, то и усиление будет выше. Но следует помнить, что чем мощнее транзистор, тем мощнее нужен входной сигнал. К тому же, придется сделать перерасчет всех компонентов. И подключать предусилитель, собирать схему блока питания, а это уже будет совсем другая схема.

У транзисторов есть ряд параметров, которые влияют на схему. Это коэффициент усиления по току (h31э), напряжению, мощности. А также важный параметр — это рассеиваемая мощность на коллекторе. С повышением мощности потребуется радиатор для отвода тепла.

Методическое указание к лабораторной работе по курсам «Электронные приборы» и «Электроника»

         Петербургский государственный университет путей сообщения

Кафедра «Радиотехника»                                                                    

В.К. Фунзавя

                                                             № 15  

Исследование схем усилителей на транзисторах

Методическое указание к лабораторной работе по курсам: «Электронные приборы» и «Электроника»

С-Петербург – 2003г

Методическое указание позволяет выполнить лабораторную работу и на лабораторном стенде и на ПК при помощи пакета программ Workbench 5.0.

1.  Цель работы.

Целью работы является определение основных свойств усилителей напряжения низкой частоты на транзисторах, включенных по схемам с общим эмиттером, с общей базой и с общим коллектором.

2.Краткие сведения из теории.

Усилителем называется электронное устройство, предназначенное для усиления мощности входного сигнала.

Простейшим усилителем является усилительный каскад, содержащий нелинейный управляемый элемент УЭ, как правило, биполярный или полевой транзистор, резистор R и источник электрической энергии Е_к (рис.1).

Структурная схема усилительного каскада.

Рисунок 1

Усилительный каскад имеет входную цепь, к которой подводится входное напряжение U_вх (усиливаемый сигнал), и выходную цепь для получения выходного усиленного напряжения U_вых. Усиленный сигнал имеет значительно большую мощность по сравнению с входным сигналом. Увеличение мощности сигнала происходит за счет источника электрической энергии Е_к. Процесс усиления осуществляется посредством изменения сопротивления нелинейного управляемого элемента УЭ, а следовательно, и тока в выходной цепи, под действием входного напряжения или тока. Выходное напряжение снимается с управляемого элемента УЭ или резистора R. Таким образом, усиление основано на преобразовании электрической энергии источника постоянной э. д.с. Е_к в энергию выходного напряжения за счет изменения сопротивления УЭ по закону, задаваемому входным напряжением.

Основными параметрами усилителя являются:

—  коэффициент усиления по току К_i ;

—  коэффициент усиления по напряжению К_u;

—  коэффициент усиления по мощности К_p;

—  входное сопротивление усилителя R_вх;

—  выходное сопротивление усилителя R_вых;

По способу включения управляемого элемента различают три основные схемы усилителей: усилитель с общим эмиттером (усилитель ОЭ), усилитель с общей базой (усилительОБ) и усилитель с общим коллектором (усилитель ОК). Характерной особенностью каждого из них является то, что один электрод транзистора является общим для входной и выходной цепей.

Усилитель с общим эмиттером.

Усилитель ОЭ является наиболее распространенным. В этом усилителе эмиттер является общим электродом для входной и выходной цепей, а резистор R_к , с помощью которого создается выходное напряжение, включается в коллекторную цепь транзистора (рис. 2).

Схема усилителя с общим эмиттером.

Рисунок 2

Резистор R_б , включенный в цепь базы, обеспечивает положение рабочей точки на нагрузочной характеристике усилителя в режиме покоя, т.е. в отсутствии входного сигнала.

В данной лабораторной работе исследуются линейные электронные усилители, служащие для усиления входных сигналов без изменения их формы. Это можно обеспечить если рабочая точка будет находится на середине нагрузочной характеристики усилителя.

Усилитель с общей базой.

Рисунок 3

В этой схеме ток смещения базы в режиме покоя, обеспечивающий работу усилителя на линейном участке нагрузочной характеристики, служит резистор R_б . Конденсатор С_б имеет на частоте усиливаемого напряжения незначительное сопротивление, поэтому можно считать, что по переменной составляющей тока входной цепи, база соединена с общей точкой выходной цепи. Входное напряжение U_вх подается между эмиттером и базой, а выходное напряжение U_вых снимается между коллектором и базой. Нагрузочный резистор R_к включен в цепь коллектора.

Усилитель ОБ имеет примерно такой же коэффициент усиления по напряжению К_u , как и в схеме усилителя ОЭ, но коэффициент усиления по току К_i у него меньше единицы, так как выходным током I_вых является коллекторный ток I_к ,а входным током I_вх  — ток эмиттера I_э , который больше тока коллектора на величину тока базы I_б . Таким образом, коэффициент усиления по мощности К_р = К_i К_u  усилителя ОБ значительно меньше, чем у усилителя ОЭ. Другим недостатком усилителя ОБ является малое входное сопротивление R_вх .

Усилитель с общим коллектором.

Схема усилителя ОК

Рисунок 4.

В этом усилителе нагрузочный резистор R_э , с которого снимается выходное напряжение, включен в цепь эмиттера, а коллектор по переменной составляющей тока и напряжения через конденсатор большой емкости С₂ соединен с общей точкой усилителя. Таким образом, входное напряжение подается между базой и коллектором, а выходное напряжение снимается между эмиттером и коллектором с нагрузочного резистора R_э. Следовательно, коллекторный вывод является общим для входной и выходной цепей. Резистор R_б создает начальный ток смещения в цепи базы в режиме покоя. Его значение выбирают таким, чтобы рабочая точка в режиме покоя находилась примерно по середине нагрузочной характеристики усилителя.

Усилитель ОК обеспечивает максимальное усиление тока по сравнению с усилителями ОЭ и ОБ.

Напряжение выходной цепи U_вых =  U_эк меньше входного напряжения U_{вх =} U_бк на величину падения напряжения на открытом эмиттерном переходе. Поэтому в усилителях ОК коэффициент усиления по напряжению К_u меньше единицы.

Достоинством усилителя ОК является большое входное сопротивление R_вх и низкое выходное R_вых сопротивление. Это позволяет использовать усилитель ОК для согласования низкого выходного сопротивления предыдущего усилителя с сопротивлением потребителя.

виды, схемы, простые и сложные. Блок питания усилителя

За свою радиолюбительскую карьеру, мной было собрано и испытанно более десятка различных усилителей на лампах — как двухтактных, так и однотактных, в том числе и с параллельным включением нескольких . Чаще всего в ход шли старые добрые и . Однако в интернете неоднократно мелькали схемы со строчными пентодами на выходе — 6п45с, 6п44с и 6п41с. На последней и решил остановиться, так как несмотря на более низкую мощность чем у 6п45-ки, она не имеет сверху неудобной и опасной пимпочки, куда подключают провод анода с высоким напряжением. Ещё больше подогрели интерес противоречивые отзывы на аудиофильских форумах — от восхваления, до полного отрицания её звуковых параметров. Как известно, лучше собрать самому, а тогда уже делать окончательный вывод. За основу взял принципиальную схему однотактного усилителя С.Сергеева, только немного изменил номиналы обвязок и смещение выходного каскада.

В драйвере стоит так привычная в выходе 6п14п — тут её роль второстепенна, предварительное усиление. В выходном каскаде — 6п41с с автоматическим смещением, которое отлично зарекомендовало себя своей простотой и стабильностью параметров работы лампы. Единственная трудность — мощный резистор, была решена элементарно. Так как поиск по коробкам с 10-ти ваттными зелёными керамическими резисторами результатов не дал (есть всё, кроме необходимых 450-680 Ом), пришлось спаять гирлянду из трёх МЛТ-2 на небольшой платке, 180х3=560 Ом.

На ней же собран и катодный резистор второго канала. Так как расчётная мощность 2 ватта — этих 6-ти хватает вполне. Всё равно пришлось бы думать, как закрепить 2 мощных трубчатых резистора.

Питание на УНЧ поступает от сетевого трансформатора, выпрямителя и дросселя. Трансформатор ТСШ-170 — от лампового телевизора, сюда можно поставить и ТС-160, ТС-180. В общем любой, способный обеспечить 250-300 В 0,3 А анодного и 6,3 В 3 А накального напряжения. Диоды выпрямителя — IN4007, дроссель — Др-0,1. Он имеет 1000 витков провода 0,25 мм (это если вы не найдёте готовый и будете мотать самостоятельно или брать сетевой трансформатор на его замену).

Несмотря на значительное напряжение и ток в выходном каскаде — около 0,06 А, рискнул поставить относительно слабые ТВЗ-1, более уместные в усилителях 6п14п. Как впоследствии выяснилось правильно сделал:)

Корпус для нашего однотактного УНЧ не мешало бы взять металлический, как всегда до этого и делал, но решил и в этом рискнуть, задействовав ненужную китайскую фронтальную колоночку, от 6-ти канального компьютерного усилителя. Этот номер тоже прошёл на ура:)

Акустическую систему выпотрошим, спроектируем будущее расположение радиоэлементов и выпилим необходимые окна.

Лампы естественно должны находиться сверху, их устанавливаем на металлическое основание — лист двухмиллиметрового алюминия, с вырезанными круглыми окнами под панельки.

Затем этот лист обклеивается самоклейкой цвета «металлик» в тон основному корпусу. После обклейки, отверстия под лампы аккуратно освобождаются с помощью лезвия.

Нижняя часть корпуса тоже усилена металлом — чтоб не вывалился тяжёлый сетевой трансформатор. На неё планировалось установить ещё и электронный фильтр питания, но в итоге от него отказался. Напряжения на выходе БП и так маловато (всего 260 В), поэтому терять 20 В на ЭФ — расточительство.

Сзади выпиливаем прямоугольное окно под текстолитовую панель гнёзд и разъёмов — сетевое, аудиовход и аудиовыход на динамики.

Эту панель так-же обклеиваем самоклейкой.

После чего вставляем все контактные элементы и прикручиваем её шурупами к предварительно выпиленному окну АС.

Большие электролитические конденсаторы установил на единое алюминиевое основание. Этих габаритных электролитов 4 — три для фильтра БП и один на 300 мкФ 63 В, установленный в катоде 6п41с.

Материал корпуса — ДСП, оказался очень удобен в обработке, а электромагнитные помехи от приборов, которых так опасался, абсолютно не слышны. Но об этом статьи — сборка, настройка и испытание схемы.

Вниманию телезрителей предлагаю статью по теме построения однотактного лампового усилителя. Пожалуй, такая статья здесь единственная. По моему глубокому убеждению, однотактные усилители внимания не заслуживают. Т.е. для меня ответ на вопрос, что представляет собой усилитель, существует. Статья Александра Торреса написана квалифицированно, с пониманием проблематики и технических сторон реализации столь сложного проекта. Автор демонстрирует высокую культуру, лишь слегка обозначая сарказм, в отношении части телезрителей, называемых удифилами. Однако, на мой взгляд, проявление Александром подобной выдержанности и толерантности в адрес явной глупости (про крутость усилителя на 4 Вт), избыточно.

Двухкаскадный однотактный на 6СЗЗС без обратных связей. Усилителей на свете много. Какой из них лучше, какой хуже – однозначного ответа нет. Одни предпочитают транзисторные или микросхемные «мощные операционники», другие – только однотактники, третьи падают в обморок, если в усилителе находят хоть один полупроводниковый элемент (даже если это всего-навсего светодиод индикации – и вместо него норовят поставить неоновую лампочку или «зеленый глаз»). Четверых выворачивает наизнанку, если стоят параллельные лампы, транзисторы, конденсаторы или даже резисторы, но при этом выясняется, что они не понимают, чем отличается трансформатор от дросселя (случай реальный). Пятые – пытаются решить все проблемы подбором правильного направления серебряных сетевых проводов и «правильного» припоя. Описываемый усилитель не претендует на звание «супер-пупер» или «всех времен и народов». Я прекрасно отдаю себе отчет, что лампа 6СЗЗС хотя и хорошая, но не самая-самая. Но было интересно сконструировать усилитель, исходя из некоторых концепций. Хотя «лучшая концепция – это отсутствие всякой концепции» (С) перефразированный А.Клячин, тем не менее, были высказаны следующие пожелания: 1.Обойтись без обратных связей, даже местных. 2.Минимум каскадов усиления. 3.Обойтись без электролитических конденсаторов в цепи сигнала (кроме стоящих по питанию – они ведь тоже находятся в сигнальной цепи). Получить достаточно высокую мощность для однотактника (15-18вт), чтобы обеспечить достаточную перегрузочную способность и малый уровень искажений на обычной для комнаты громкости (4-5Вт на акустике, с чувствительностью 88-92дБ). Обойтись минимумом моточных изделий, а те, без которых нельзя – максимально простые.

Мощный стабилизаторный триод 6СЗЗС отличается от большинства других триодов своим огромным током анода. Это обуславливает большую любовь к построению бестрансформаторных усилителей, или OTL, на этой лампе. К сожалению, ни одного нормально звучащего ОТЛ мне пока услышать не посчастливилось, но возможно повезет в будущем. Однако, его недостатком, кроме большой мощности накала, является большая тепловая инерция, температурная нестабильность, особенно при высоком сопротивлении утечки в цепи сетки. Проявляется это в том, что при использовании фиксированного смещения (рисунок внизу слева) вследствие изменения температуры, напряжений и большой тепловой инерции — при максимальном использовании лампы (т.е. близкой к максимальной мощности на аноде – 55-60Вт) нередко наблюдается лавинный саморазогрев лампы. Встречается много утверждений, типа «все это чепуха, я сделал и ничего не случилось». Но, как правило, или при этом использовалась 6СЗЗС с мощностью на аноде 40-45Вт, или это был Лофтин-Уайт (усилитель с непосредственными связями), или же «просто повезло». Есть также индивидуумы, использующие эту лампу с половиной накала и большим «недогрузом». У них тоже она не идет «вразнос», но мне всегда их хотелось спросить – а зачем вам при этом 6СЗЗС? Есть много других ламп.

Справедливости ради замечу, что и мне попадались нормально живущие с фиксированным смещением ламп (особенно 6СЗЗС-В) даже при мощности 70-80Вт на аноде, но немало попадалось и таких, которые «шли вразнос» уже при 50Вт. Есть у меня одна уникальная лампа, которая уходит в лавинный саморазогрев, как только мощность превышает 63-64Вт. Даже с использованием описываемого ниже «автофикса», эта лампа «улетала» в ток величиной 1 ампер, при смещении на сетке минус 100В! Поэтому наиболее часто используют автоматическое смещение (рисунок справа), которое дает прекрасную стабилизацию режима работы лампы. Но, как и в «Золотом правиле механики» — выигрываем в силе, проигрываем в расстоянии. Вместе со стабилизацией режима, мы получаем резистор в катоде, на котором рассеивается большая мощность (порядка 20Вт) и местную обратную связь, для устранения которой – резистор необходимо шунтировать конденсатором большой емкости. В случае 6СЗЗС, работающей при токе 300мА и смещении 70В, резистор 230Ом рассеивает 21Вт. И ему требуется электролитический конденсатор, импеданс которого не больше 1/10 от сопротивления резистора на нижней рабочей частоте. В данном случае – это не менее чем 330мкФ на 100 вольт, лучше же использовать 1000мкФ на 100В в сочетании с пленочным конденсатором 1-10мкФ.

Какие еще могут быть варианты? Схемы с непосредственной связью и с переходными трансформаторами могут помочь, но они обладают своими недостатками. Достоинствами фиксированного смещения являются, кроме отсутствия резистора и конденсатора в катоде лампы, еще отсутствие потерь (нагрева) этого резистора и легкость регулировки смещения простым маломощным подстроечным резистором. В случае автосмещения – ток покоя лампы можно изменить только изменением величины мощного резистора в катоде выходного каскада.

Много десятилетий назад, была придумана схема последовательного автосмещения. От обычного автосмещения она отличалась тем, что резистор стоял ДО фильтрующего конденсатора блока питания. Поскольку падение напряжения на нем зависит от тока через лампу, то и происходит стабилизация. Нужно только выделить постоянную составляющую, т.к. через резистор идет пульсирующий ток выпрямителя. Олег Чернышев (Ярославль) предложил брать напряжение с резистора через диод, соорудив, таким образом, пиковый детектор, этим удалось уменьшить сопротивление резистора, выделяемую на нем мощность (примерно в 2-3 раза), и уменьшить пульсации напряжения смещения. Я пошел на небольшое увеличение сопротивления резистора и рассеиваемой на нем мощности до 11-12Вт (но все же – оно меньше чем для обычного автосмещения) для увеличения напряжения, снимаемого с резистора, добавив в схему подстроечный резистор. В итоге, получившаяся схема обладает следующими достоинствами: -отсутствие катодного резистора и конденсатора, — легкость установки желаемого тока лампы обычным мелким подстроенным резистором. Стабилизация режима, поскольку это не фиксированное, а автоматическое смещение (Ucm зависит от тока лампы). Есть еще одно достоинство предлагаемой схемы – резистор автофикса стоит между выпрямителем и электролитом, тем самым ограничивая зарядный ток конденсатора, как во время включения (InRush Current), так и во время работы.

Существует другая возможность – использовать трансформатор тока, установленный в цепи переменного тока (во вторичной обмотке анодного трансформатора, перед выпрямителем. Возможна и его установка в первичной обмотке.) Такая схема еще больше снижает потери мощности во вспомогательных цепях, но требует более сильной фильтрации напряжения смещения, что может привести (и в некоторых случаях я это наблюдал) к самовозбуждению схемы на инфранизких частотах.

Следует заметить, что как схема автофикса, так и схема с трансформатором тока, в случае изготовления стереоусилителя, а не моноблоков, – требуют раздельных анодных обмоток и выпрямителей для каждого канала. Перейдем к рассмотрению полной схемы усилителя. Выходной каскад построен по схеме «автофикс» с регулируемым смещением. Режим работы каскада – 210В на аноде при 0,28А. При желании, можно его изменить подстроенным резистором в обе стороны (зависит от конкретной лампы). При изменении смещения меняется как ток, так и анодное напряжение (из-за изменения падения напряжения на резисторе автофикса). Резистор 1Ом в цепи катода 6СЗЗС служит для измерения тока, после настойки его можно закоротить (хотя он никому не мешает). Выходные трансформаторы секционированные – 4 секции первичной обмотки (790 витков, в сумме, провод 0,85мм), между которым 3 секции вторичной обмотки (по 36 витков в каждой), которая намотана плоским литцендратом большого (2кв.мм) сечения – это позволило обойтись без запаралеленных секций и уйти от уравнительных токов. Во вторичной обмотке сделан отвод от одной секции, это позволяет включать трансформатор тремя различным способами, получая с нагрузкой 8Ом величину Ra – 0,43kОм; 0,96kОм и 3,8кОм. Последнее значение вряд ли имеет практический смысл (хотя целиком вписывается в «концепцию» Юрия Макарова – Ra/Ri=20-30), но может быть интересно в качестве эксперимента, а также при работе с 4-х омной акустикой. Сопротивление 430Ом на первый взгляд мало, но с другой стороны – «соотношение Ra/Ri не следует делать более 4-5, поскольку ухудшается динамика каскада, а нелинейные искажения, при уходе выше этого соотношения уменьшаются незначительно (с) Анатолий Манаков». В реальности – все зависит от акустических систем (АС), как и многие SE без обратной связи, данный усилитель критичен к характеристике импеданса АС.

Сердечник выходного трансформатора – «двойной С-Core» из железа М5, сечение центрального керна 18кв.см., прокладка – 0,3мм. Трансформатор имеет индуктивность 4.5Гн, сопротивление первичной обмотки по постоянному току – 5.5Ом. Линейный участок намагничивания трансформатора простирается вплоть до тока 0,62А. С полным включением вторичной обмотки полоса частот трансформатора 9Гц-75кГц, а всего усилителя – 11Гц-53кГц (по уровню -3dB при напряжении 10В на нагрузке 8Ом), выходное сопротивление – около 2 Ом, искажение синусоиды (по осциллографу) на выходе начинается при мощности на нагрузке 15-18Вт. Коэффициент усиления – 13.

Поскольку целью являлось построение 2-х каскадного усилителя, то первый каскад (драйвер) должен обладать достаточным коэффициентом усиления, и большим запасом по размаху выходного сигнала. Используемая лампа 6Э5П, которую «открыл» для аудиоприменения Анатолий Манаков, при питании 350-400 В позволяет получить, в отсутствие выходного каскада, размах выходного сигнала +120В peak-to-peak.

Это примерно вдвое превышает максимально возможный сигнал +60-70 В р-р, который зависит от напряжения смещения выходного каскада. Эта лампа может быть включена как тетрод или как триод. В первом случае усиление даже избыточно (100-130), во втором – наоборот, недостаточно (30-40). В связи с этим, использована т.н. схема включения тетрода, в которой вторая сетка подключена к части анодной нагрузки. При указанных на схеме номиналах, эта схема имеет коэффициент усиления 60-70, что наиболее подходит для данного случая. В оригинальной схеме А.Манакова в аноде стоят одинаковые резисторы, и коэффициент усиления 45-50. Смещение драйвера может быть сделано несколькими способами – традиционное автоматическое смещение (резистор около 100 Ом, зашунтированный конденсатором 2000 мкФ в катоде, сеточный резистор при этом сидит на земле), фиксированное смещение батарейкой в цепи сетки и собственно фиксированное смещение. Последнее и было выбрано, поскольку нужно обойтись без конденсаторов в катодах всех ламп. Откуда брать напряжение (отрицательный источник) для фиксированного напряжения, не имеет большого значения. А поскольку такового не имелось – был и в драйвере использован «автофикс». Здесь его стабилизирующие свойства автоматического смещения не так важны, поэтому смещение выбрано общим для двух каналов. Аналогично питанию выходного каскада, в питании драйвера резистор автофикса также способствует уменьшению пиков зарядного тока электролитов блока питания.

Анодный блок питания входного каскада имеет 3-х ступенчатый фильтр, образованный сначала резистором автофикса и первым электролитическим конденсатором, затем последовательным резистором и вторым конденсатором, и в заключение – «электронным дросселем» на мосфете и большим, установленным параллельно выходному каскаду электролитическим конденсатором, зашунтированным пленочным. В выпрямителе используются быстрые диоды и противопомеховые фильтры (common mode, на схеме не показаны), предотвращающие попадание «мусора» из сети. Аналогичный «электронный дроссель» применен и в анодном питании драйвера. Накалы всех ламп питаются переменным током, для уменьшения фона – все накалы смещены на несколько десятков вольт вверх. Светодиод в цепи делителя смещения накалов использован для индикации. При таком построении блока питания, уровень фона на выходе составляет около 3мВ, что на АС с чувствительностью 90дБ, практически не слышно, даже если «вставить ухо в колонку». Эксперимента ради, я пробовал не меняя ничего в блоке питания, закорачивать электронные дроссели выходных каскадов. При этом в АС появлялся небольшой фон, неслышимый уже с полуметра, но я все же рекомендую не отказываться от них. При повторении усилителя, следует учесть, что некоторые элементы не только лампы, также рассеивают определенное количество тепла – это резисторы автофикса и резисторы в анодной цепи драйвера. Их следует выбирать соответствующей мощности. Мосфеты электронных дросселей греются слабо, радиаторы им не нужны. Более чем достаточно привинтить мосфеты к металлическому шасси, а вот резисторам автофикса может понадобиться и радиатор. Панельки под 6СЗЗС лучше всего керамические, помните – они сильно нагреваются. Звучание усилителя получилось достаточно интересным, чувствуется большой запас мощности. Очень чистые и прозрачные ВЧ, прекрасно передающиеся СЧ и мягкие, ненавязчивые НЧ, но конечно – для передачи «взрывов» в кино этот усилитель годится меньше мощного транзисторного двухтактника. Благодарю Анатолия Манакова, Марка Фельдшера и других за помощь и консультации.

P.S. Уже после выхода статьи, была сделана вторая версия усилителя. Ее основные отличия: Увеличена емкость конденсатора С5 до 2000мкФ. Число витков первичной обмотки выходного трансформатора увеличено до 1200. Использованы раздельные трансформаторы анодного питания (Т2) для двух каналов. Остальные отличия не принципиальны, и связаны с другой механической конструкцией усилителя. Александр Торрес, Гонгконг.

Замечательная статья. Понятная цель, разумные средства. Публикацию подготовил, и немного отредактировал

Евгений Бортник, Красноярск, Россия, 2016

Классические усилители класса ЗЕН вроде бы уже давно в прошлом, но радиолюбители в последнее время часто воспроизводят подобные схемы. Данный класс усилителей имеет превосходные частотно-динамические показатели. Знаменитый усилитель Марка Хьюстона дает отличный звук, хотя в некоторых своих роликах эту схему неоднократно рекомендовал не повторять.

Но с использованием хороших современных комплектующих картина сразу улучшается. Получается однотактный усилитель класса А, в котором усилительным элементом является достаточно мощный полевой транзистор. Мощность усилителя достигает до 5 ватт, думайте это мало? наоборот для усилителей класса А такая мощность очень велика. Желающие развеять сомнения могут собрать схему самостоятельно и убедиться.

Единственный недостаток схемы, как и всякого усилителя класса А – низкий КПД, величина которого составляет максимум 15-20%. Следовательно остаток первоначальной энергии расходуется на нагревание транзистора и ограничительного резистора.

Эту схему справедливо называют усилителем без деталей, так как ее элементная база содержит всего несколько компонентов, хотя несмотря на это придется много времени уделить магазинам электроники, чтобы их раздобыть. Основу работы понять нетрудно.

Самый «нагреваемый» элемент в схеме – резистор, расположенный на плюсовой шине, который рассеивает 60-65% суммарной мощности, выделяя тепло, поэтому его следует брать большой мощности, порядка 40 ватт. Используются полипропиленовый конденсатор и пленочный конденсатор параллельно выходному электролиту на 10 мкФ.

Усилитель настраивается переменным резистором на 100 кОм, задающим на затворе полевого транзистора напряжение смещения. Его рекомендуется взять многооборотным, поскольку даже незначительное отклонение от нужного сопротивления может привести к ненормальной работе усилителя мощности в целом.

Номинал резистора сопротивлением 15 Ом может на 5 Ом отклоняться в большую или меньшую сторону, но это не критично. Его эффективная мощность должна составлять не менее 40 Ватт, ибо основная часть начальной мощности (около 65%) рассеивается на этом резисторе в виде ненужного тепла, а остальное на транзисторе. Все остальные компоненты в схеме не перегреваются.

Силовым элементом, который также и является усилительным элементом является полевой транзистор. Его можно брать и низковольтным и высоковольтным. Если будете использовать низковольтные полевые транзисторы, то подойдут транзисторы серии IRFZ20, IRFZ40, IRFZ44, IRFZ46 и т.д.. А если будете использовать высоковольтные, что более предпочтительнее, то советую брать хотя бы на 200-250 Вольт.

В моем варианте использован полевой транзистор серии IRF630, можно заменить и на IRF640, который тоже отлично порекомендовал себя. Емкость входного конденсатора не принципиальна, может отклонятся в ту или иную сторону на 50%. Можно использовать конденсаторы пленочного типа, с емкостью от 0,1 мкФ до 2 мкФ.

Если на выходе поставить пленочный конденсатор емкостью 5 мкФ вместо 10 мкФ, качество работы усилителя не страдает от этого.

Выходной электролит желательно подобрать на напряжение 25 Вольт, но в принципе подойдет на 16 В. Напряжение на плюсе этого конденсатора должно быть 12 Вольт относительно земли.

Полевой ключ обязательно устанавливается на теплоотвод, возможно для схемы потребуется принудительный обдув, поскольку резистор очень сильно нагревается (на нем без шуток можно сварить чашечку кофе).

Питать такой усилитель от не стабилизированных источников питания крайне не рекомендую.

Простейший усилитель на транзисторах может быть хорошим пособием для изучения свойств приборов. Схемы и конструкции достаточно простые, можно самостоятельно изготовить устройство и проверить его работу, произвести замеры всех параметров. Благодаря современным полевым транзисторам можно изготовить буквально из трех элементов миниатюрный микрофонный усилитель. И подключить его к персональному компьютеру для улучшения параметров звукозаписи. Да и собеседники при разговорах будут намного лучше и четче слышать вашу речь.

Частотные характеристики

Усилители низкой (звуковой) частоты имеются практически во всех бытовых приборах — музыкальных центрах, телевизорах, радиоприемниках, магнитолах и даже в персональных компьютерах. Но существуют еще усилители ВЧ на транзисторах, лампах и микросхемах. Отличие их в том, что УНЧ позволяет усилить сигнал только звуковой частоты, которая воспринимается человеческим ухом. Усилители звука на транзисторах позволяют воспроизводить сигналы с частотами в диапазоне от 20 Гц до 20000 Гц.

Следовательно, даже простейшее устройство способно усилить сигнал в этом диапазоне. Причем делает оно это максимально равномерно. Коэффициент усиления зависит прямо от частоты входного сигнала. График зависимости этих величин — практически прямая линия. Если же на вход усилителя подать сигнал с частотой вне диапазона, качество работы и эффективность устройства быстро уменьшатся. Каскады УНЧ собираются, как правило, на транзисторах, работающих в низко- и среднечастотном диапазонах.

Классы работы звуковых усилителей

Все усилительные устройства разделяются на несколько классов, в зависимости от того, какая степень протекания в течение периода работы тока через каскад:

1. Класс «А» — ток протекает безостановочно в течение всего периода работы усилительного каскада.
2. В классе работы «В» протекает ток в течение половины периода.
3. Класс «АВ» говорит о том, что ток протекает через усилительный каскад в течение времени, равного 50-100 % от периода.
4. В режиме «С» электрический ток протекает менее чем половину периода времени работы.
5. Режим «D» УНЧ применяется в радиолюбительской практике совсем недавно — чуть больше 50 лет. В большинстве случаев эти устройства реализуются на основе цифровых элементов и имеют очень высокий КПД — свыше 90 %.

Наличие искажений в различных классах НЧ-усилителей

Рабочая область транзисторного усилителя класса «А» характеризуется достаточно небольшими нелинейными искажениями. Если входящий сигнал выбрасывает импульсы с более высоким напряжением, это приводит к тому, что транзисторы насыщаются. В выходном сигнале возле каждой гармоники начинают появляться более высокие (до 10 или 11). Из-за этого появляется металлический звук, характерный только для транзисторных усилителей.

При нестабильном питании выходной сигнал будет по амплитуде моделироваться возле частоты сети. Звук станет в левой части частотной характеристики более жестким. Но чем лучше стабилизация питания усилителя, тем сложнее становится конструкция всего устройства. УНЧ, работающие в классе «А», имеют относительно небольшой КПД — менее 20 %. Причина заключается в том, что транзистор постоянно открыт и ток через него протекает постоянно.

Для повышения (правда, незначительного) КПД можно воспользоваться двухтактными схемами. Один недостаток — полуволны у выходного сигнала становятся несимметричными. Если же перевести из класса «А» в «АВ», увеличатся нелинейные искажения в 3-4 раза. Но коэффициент полезного действия всей схемы устройства все же увеличится. УНЧ классов «АВ» и «В» характеризует нарастание искажений при уменьшении уровня сигнала на входе. Но даже если прибавить громкость, это не поможет полностью избавиться от недостатков.

Работа в промежуточных классах

У каждого класса имеется несколько разновидностей. Например, существует класс работы усилителей «А+». В нем транзисторы на входе (низковольтные) работают в режиме «А». Но высоковольтные, устанавливаемые в выходных каскадах, работают либо в «В», либо в «АВ». Такие усилители намного экономичнее, нежели работающие в классе «А». Заметно меньшее число нелинейных искажений — не выше 0,003 %. Можно добиться и более высоких результатов, используя биполярные транзисторы. Принцип работы усилителей на этих элементах будет рассмотрен ниже.

Но все равно имеется большое количество высших гармоник в выходном сигнале, отчего звук становится характерным металлическим. Существуют еще схемы усилителей, работающие в классе «АА». В них нелинейные искажения еще меньше — до 0,0005 %. Но главный недостаток транзисторных усилителей все равно имеется — характерный металлический звук.

«Альтернативные» конструкции

Нельзя сказать, что они альтернативные, просто некоторые специалисты, занимающиеся проектировкой и сборкой усилителей для качественного воспроизведения звука, все чаще отдают предпочтение ламповым конструкциям. У ламповых усилителей такие преимущества:

1. Очень низкое значение уровня нелинейных искажений в выходном сигнале.
2. Высших гармоник меньше, чем в транзисторных конструкциях.

Но есть один огромный минус, который перевешивает все достоинства, — обязательно нужно ставить устройство для согласования. Дело в том, что у лампового каскада очень большое сопротивление — несколько тысяч Ом. Но сопротивление обмотки динамиков — 8 или 4 Ома. Чтобы их согласовать, нужно устанавливать трансформатор.

Конечно, это не очень большой недостаток — существуют и транзисторные устройства, в которых используются трансформаторы для согласования выходного каскада и акустической системы. Некоторые специалисты утверждают, что наиболее эффективной схемой оказывается гибридная — в которой применяются однотактные усилители, не охваченные отрицательной обратной связью. Причем все эти каскады функционируют в режиме УНЧ класса «А». Другими словами, применяется в качестве повторителя усилитель мощности на транзисторе.

Причем КПД у таких устройств достаточно высокий — порядка 50 %. Но не стоит ориентироваться только на показатели КПД и мощности — они не говорят о высоком качестве воспроизведения звука усилителем. Намного большее значение имеют линейность характеристик и их качество. Поэтому нужно обращать внимание в первую очередь на них, а не на мощность.

Схема однотактного УНЧ на транзисторе

Самый простой усилитель, построенный по схеме с общим эмиттером, работает в классе «А». В схеме используется полупроводниковый элемент со структурой n-p-n. В коллекторной цепи установлено сопротивление R3, ограничивающее протекающий ток. Коллекторная цепь соединяется с положительным проводом питания, а эмиттерная — с отрицательным. В случае использования полупроводниковых транзисторов со структурой p-n-p схема будет точно такой же, вот только потребуется поменять полярность.

С помощью разделительного конденсатора С1 удается отделить переменный входной сигнал от источника постоянного тока. При этом конденсатор не является преградой для протекания переменного тока по пути база-эмиттер. Внутреннее сопротивление перехода эмиттер-база вместе с резисторами R1 и R2 представляют собой простейший делитель напряжения питания. Обычно резистор R2 имеет сопротивление 1-1,5 кОм — наиболее типичные значения для таких схем. При этом напряжение питания делится ровно пополам. И если запитать схему напряжением 20 Вольт, то можно увидеть, что значение коэффициента усиления по току h31 составит 150. Нужно отметить, что усилители КВ на транзисторах выполняются по аналогичным схемам, только работают немного иначе.

При этом напряжение эмиттера равно 9 В и падение на участке цепи «Э-Б» 0,7 В (что характерно для транзисторов на кристаллах кремния). Если рассмотреть усилитель на германиевых транзисторах, то в этом случае падение напряжения на участке «Э-Б» будет равно 0,3 В. Ток в цепи коллектора будет равен тому, который протекает в эмиттере. Вычислить можно, разделив напряжение эмиттера на сопротивление R2 — 9В/1 кОм=9 мА. Для вычисления значения тока базы необходимо 9 мА разделить на коэффициент усиления h31 — 9мА/150=60 мкА. В конструкциях УНЧ обычно используются биполярные транзисторы. Принцип работы у него отличается от полевых.

На резисторе R1 теперь можно вычислить значение падения — это разница между напряжениями базы и питания. При этом напряжение базы можно узнать по формуле — сумма характеристик эмиттера и перехода «Э-Б». При питании от источника 20 Вольт: 20 — 9,7 = 10,3. Отсюда можно вычислить и значение сопротивления R1=10,3В/60 мкА=172 кОм. В схеме присутствует емкость С2, необходимая для реализации цепи, по которой сможет проходить переменная составляющая эмиттерного тока.

Если не устанавливать конденсатор С2, переменная составляющая будет очень сильно ограничиваться. Из-за этого такой усилитель звука на транзисторах будет обладать очень низким коэффициентом усиления по току h31. Нужно обратить внимание на то, что в вышеизложенных расчетах принимались равными токи базы и коллектора. Причем за ток базы брался тот, который втекает в цепь от эмиттера. Возникает он только при условии подачи на вывод базы транзистора напряжения смещения.

Но нужно учитывать, что по цепи базы абсолютно всегда, независимо от наличия смещения, обязательно протекает ток утечки коллектора. В схемах с общим эмиттером ток утечки усиливается не менее чем в 150 раз. Но обычно это значение учитывается только при расчете усилителей на германиевых транзисторах. В случае использования кремниевых, у которых ток цепи «К-Б» очень мал, этим значением просто пренебрегают.

Усилители на МДП-транзисторах

Усилитель на полевых транзисторах, представленный на схеме, имеет множество аналогов. В том числе и с использованием биполярных транзисторов. Поэтому можно рассмотреть в качестве аналогичного примера конструкцию усилителя звука, собранную по схеме с общим эмиттером. На фото представлена схема, выполненная по схеме с общим истоком. На входных и выходных цепях собраны R-C-связи, чтобы устройство работало в режиме усилителя класса «А».

Переменный ток от источника сигнала отделяется от постоянного напряжения питания конденсатором С1. Обязательно усилитель на полевых транзисторах должен обладать потенциалом затвора, который будет ниже аналогичной характеристики истока. На представленной схеме затвор соединен с общим проводом посредством резистора R1. Его сопротивление очень большое — обычно применяют в конструкциях резисторы 100-1000 кОм. Такое большое сопротивление выбирается для того, чтобы не шунтировался сигнал на входе.

Это сопротивление почти не пропускает электрический ток, вследствие чего у затвора потенциал (в случае отсутствия сигнала на входе) такой же, как у земли. На истоке же потенциал оказывается выше, чем у земли, только благодаря падению напряжения на сопротивлении R2. Отсюда ясно, что у затвора потенциал ниже, чем у истока. А именно это и требуется для нормального функционирования транзистора. Нужно обратить внимание на то, что С2 и R3 в этой схеме усилителя имеют такое же предназначение, как и в рассмотренной выше конструкции. А входной сигнал сдвинут относительно выходного на 180 градусов.

УНЧ с трансформатором на выходе

Можно изготовить такой усилитель своими руками для домашнего использования. Выполняется он по схеме, работающей в классе «А». Конструкция такая же, как и рассмотренные выше, — с общим эмиттером. Одна особенность — необходимо использовать трансформатор для согласования. Это является недостатком подобного усилителя звука на транзисторах.

Коллекторная цепь транзистора нагружается первичной обмоткой, которая развивает выходной сигнал, передаваемый через вторичную на динамики. На резисторах R1 и R3 собран делитель напряжения, который позволяет выбрать рабочую точку транзистора. С помощью этой цепочки обеспечивается подача напряжения смещения в базу. Все остальные компоненты имеют такое же назначение, как и у рассмотренных выше схем.

Двухтактный усилитель звука

Нельзя сказать, что это простой усилитель на транзисторах, так как его работа немного сложнее, чем у рассмотренных ранее. В двухтактных УНЧ входной сигнал расщепляется на две полуволны, различные по фазе. И каждая из этих полуволн усиливается своим каскадом, выполненном на транзисторе. После того, как произошло усиление каждой полуволны, оба сигнала соединяются и поступают на динамики. Такие сложные преобразования способны вызвать искажения сигнала, так как динамические и частотные свойства двух, даже одинаковых по типу, транзисторов будут отличны.

В результате на выходе усилителя существенно снижается качество звучания. При работе двухтактного усилителя в классе «А» не получается качественно воспроизвести сложный сигнал. Причина — повышенный ток протекает по плечам усилителя постоянно, полуволны несимметричные, возникают фазовые искажения. Звук становится менее разборчивым, а при нагреве искажения сигнала еще больше усиливаются, особенно на низких и сверхнизких частотах.

Бестрансформаторные УНЧ

Усилитель НЧ на транзисторе, выполненный с использованием трансформатора, невзирая на то, что конструкция может иметь малые габариты, все равно несовершенен. Трансформаторы все равно тяжелые и громоздкие, поэтому лучше от них избавиться. Намного эффективнее оказывается схема, выполненная на комплементарных полупроводниковых элементах с различными типами проводимости. Большая часть современных УНЧ выполняется именно по таким схемам и работают в классе «В».

Два мощных транзистора, используемых в конструкции, работают по схеме эмиттерного повторителя (общий коллектор). При этом напряжение входа передается на выход без потерь и усиления. Если на входе нет сигнала, то транзисторы на грани включения, но все равно еще отключены. При подаче гармонического сигнала на вход происходит открывание положительной полуволной первого транзистора, а второй в это время находится в режиме отсечки.

Следовательно, через нагрузку способны пройти только положительные полуволны. Но отрицательные открывают второй транзистор и полностью запирают первый. При этом в нагрузке оказываются только отрицательные полуволны. В результате усиленный по мощности сигнал оказывается на выходе устройства. Подобная схема усилителя на транзисторах достаточно эффективная и способна обеспечить стабильную работу, качественное воспроизведение звука.

Схема УНЧ на одном транзисторе

Изучив все вышеописанные особенности, можно собрать усилитель своими руками на простой элементной базе. Транзистор можно использовать отечественный КТ315 или любой его зарубежный аналог — например ВС107. В качестве нагрузки нужно использовать наушники, сопротивление которых 2000-3000 Ом. На базу транзистора необходимо подать напряжение смещения через резистор сопротивлением 1 Мом и конденсатор развязки 10 мкФ. Питание схемы можно осуществить от источника напряжением 4,5-9 Вольт, ток — 0,3-0,5 А.

Если сопротивление R1 не подключить, то в базе и коллекторе не будет тока. Но при подключении напряжение достигает уровня в 0,7 В и позволяет протекать току около 4 мкА. При этом по току коэффициент усиления окажется около 250. Отсюда можно сделать простой расчет усилителя на транзисторах и узнать ток коллектора — он оказывается равен 1 мА. Собрав эту схему усилителя на транзисторе, можно провести ее проверку. К выходу подключите нагрузку — наушники.

Коснитесь входа усилителя пальцем — должен появиться характерный шум. Если его нет, то, скорее всего, конструкция собрана неправильно. Перепроверьте все соединения и номиналы элементов. Чтобы нагляднее была демонстрация, подключите к входу УНЧ источник звука — выход от плеера или телефона. Прослушайте музыку и оцените качество звучания.

Автор схемы этого усилителя занимается конструированием высококачественной звуковоспроизводящей аппаратуры с 1963 года. По моему мнению, он немало преуспел в этом. Конструкции его имеют отличное звучание, легко повторяемы и имеют заслуженный успех даже у начинающих. Я лишь (с разрешения автора) изложу особенности его работы.

Вниманию читателей предлагается простая оригинальная схема усилителя мощности в двух вариантах. Первый – бюджетный, с автоматическим смещением выходной лампы. Второй – с фиксированным смещением от отдельной обмотки силового трансформатора.

По мнению автора схемы, вариант с фиксированным смещением отличается более глубоким и красивым звуком, хотя и вариант с автоматическим смещением вас не разочарует, позволив всем его повторившим, не узнать звучание своих любимых записей.

Рис.1 Вариант схемы А. Манакова с автосмещением выходной лампы. Выходной трансформатор фирмы “Аудиоинструмент”

Схема усилителя в варианте с автосмещением выходной лампы приведена на рис.1 Входной сигнал после регулятора громкости подается на управляющую сетку двойного триода 6Н2П.Лампа эта имеет высокий коэффициент усиления и высокое внутреннее сопротивление, что в данном случае не очень хорошо. В подробности этого я вдаваться не буду, так как об этом можно прочитать в любой радиотехнической литературе.

Основной особенностью включения лампы предварительного каскада является параллельное включение двух триодов, находящихся внутри одного баллона лампы 6Н2П. Этим достигается уменьшение внутреннего сопротивления лампы, что влечет за собой улучшение нагрузочной способности и соотношение сигнал/шум. Сопротивление нагрузки выбрано не случайно, при этом достигается компенсация коэффициента нелинейных искажений выходного каскада и высокая динамика сигнала. Конденсатор 470 мкф, шунтирующий резистор катода, позволяет устранить влияние обратной связи, уменьшающей усиление первого каскада.

Конденсатор 0,22мкф является разделительным и от его качества очень сильно зависит звук усилителя в целом. Можно применить ФТ, К71, К78 ,при желании получить более “теплое” звучание К40У-2, К40У-9, К42У-2. Не рекомендуется БМ, МБМ ввиду их утечки. Нежелательно применять К73 из-за их менее естественного звучания. Еще одно. При применении выходного трансформатора ТВЗ 1-9,емкость этого конденсатора следует уменьшить до 0,047-0,068 мкф. Дело в том, что ламповый однотактник при внешней простоте -конструкция сложная, например, емкость этого конденсатора входит в расчет амплитудно-частотной характеристики выходного каскада.

Теперь о выходном каскаде. Лампа 6П43П была выбрана не случайно. После прослушивания многих экземпляров ламп 6П14П,6П18П,6П43П было отдано предпочтение именно последней. Конструкция лампы характеризуется правильной геометрией внутренних частей, что само по себе говорит о высоком классе этого пентода. Поставьте именно эту лампу. Вы будете вознаграждены сочным и ярким звучанием, прекрасной детализацией звука и его оттенками.

Емкость конденсатора в цепи автоматического смещения можно увеличить до 1000 мкф (сравните звук), а резистором, включенным параллельно этому конденсатору, выставляется ток катода выходной лампы в пределах 50 ма (в варианте с автосмещением).

Автор использовал выходной трансформатор ТВЗ 1-9 от лампового телевизора, перебранный и “сваренный” в парафине заново, заменив бумагу в зазоре на чертежную кальку, я же использовал трансформатор TW6SE московской фирмы “Аудиоинструмент”.

По моему мнению, отличному, например, от мнения Симулкина, схема усилителя которого приведена в журнале “Радиохобби” №2 за 2003год (стр. 57), никакой другой режим, кроме триодного, использовать не нужно. Рассуждения Станислава на странице 58 о пентодном включении выходной лампы для рок-музыки,ультралинейного для шансона и реггей, а триодного для классической музыки мне кажутся спорными. Эклектикой можно заниматься, но к звуку это никакого отношения не имеет. Основы построения высококачественных усилителей неизменны в течение многих десятилетий. Это:

1. Кратчайший, с наименьшими потерями, путь сигнала.

2. Высококачественные комплектующие.

3. Триодный режим выходного каскада.

Щелкать переключателем, да еще в анодной цепи, нелогично и нецелесообразно. С этим к сурдологу.

Рис. 2 Схема БП для усилителя А. Манакова на 6П43П с автосмещением

Вариант блока питания приведен на рисунке 2. Схема БП не отличается от описанных многократно и в комментариях не нуждается. Питать накал постоянным током не нужно, это приведет к ухудшению микродинамики.

Рис. 3 Вариант схемы А. Манакова с фиксированным смещением выходной лампы.

Для варианта усилителя с фиксированным смещением выходной лампы, схема которого приведена на рис. З, в блок питания добавляется дополнительный источник напряжения смещения, схема которого дана на рис.4. Подстроечным резистором R2 выставляется напряжение 0,04-0,05 вольт в контрольной точке К.Т. на схеме усилителя рис.3.

Рис. 4 Схема БП для варианта с фиксированным смещением.

В заключении привожу параметры усилителя при фиксированном смещении, измеренные А. Манаковым.

Р вых =2,5 Вт при КНИ=2-3% на частоте 1000 Гц. При Рвых=2,2 Вт КНИ=0,8-1% При использовании ТВЗ 1-9 частотный диапазон с 35-40 Гц до 18-19 кГц при неравномерности 1,5-2,0 дБ. (Зависит от качества исполнения ТВЗ 1-9). При использовании TW6SE фирмы “Аудиоинструмент”, диапазон частот еще шире. Более подробно об изделиях этой фирмы можно узнать по ссылке на сайте моего хорошего друга Михаила Торопкина www.metaleater.narod.ru

Пусть вас не пугает невысокая выходная мощность – в комплекте с акустикой, чувствительностью от 90 дБ, 2-З Вт вполне достаточно.

В дальнейшем предполагается ознакомить читателей со многими схемами А.Манакова, отличающимися простотой и оригинальностью, а так же прекрасным звуком.

29 комментариев:

Транзистор как схема усилителя

Транзисторы — это полупроводниковые устройства, используемые для переключения или усиления электрических сигналов. Они очень долговечны, меньше по размеру и работают от источника низкого напряжения. Транзистор представляет собой устройство с тремя выводами:

• Основание : Этот контакт используется для активации транзистора (для включения транзистора требуется минимум 0,7 В)
• Коллектор : Ток проходит через эту клемму
• Излучатель : Отвод тока от этой клеммы, обычно подключенной к земле

Существует два типа транзисторов: NPN-транзистор и PNP-транзистор. В этой схеме мы используем транзистор NPN для усиления сигналов, которые демонстрируются с помощью осциллографа.

Как мы знаем, транзистор обычно используется в качестве транзистора в качестве переключателя или транзистора в качестве усилителя. Мы объяснили транзистор как переключатель в нашем предыдущем уроке, теперь для с использованием транзистора в качестве усилителя мы продемонстрировали схему, и она работает в этом уроке. Для использования транзистора в качестве усилителя у нас есть конфигурация из трех транзисторов, которые объясняются ниже.

Обычно существует три типа конфигураций, и их описания в отношении усиления следующие:

• Конфигурация с общей базой (CB): не имеет усиления по току, но имеет усиление по напряжению.
Конфигурация
• с общим коллектором (CC): усиление по току, но без усиления по напряжению.
Конфигурация
• с общим эмиттером (CE): имеет коэффициент усиления по току и по напряжению.

Здесь мы объясняем конфигурацию с общим эмиттером, так как это наиболее используемая и популярная конфигурация. Чтобы узнать о двух других конфигурациях, типах транзисторов и их работе, следуйте статье по ссылке.

В конфигурации CE (с общим эмиттером) мы получаем выходной сигнал с терминала коллектора. Вход подается на базовую клемму, а эмиттер является общим для входа и выхода. Эта конфигурация представляет собой схему инвертирующего усилителя. Здесь входными параметрами являются V _BE и I _B , а выходные параметры V _CE и I _C .

В этой конфигурации сумма токов коллектора и базы равна току эмиттера.

  I  E  = I  C  + I  B   

Коэффициент усиления по току (бета) определяется соотношением тока коллектора и тока базы в этой конфигурации.

  Коэффициент усиления по току (β) = I  C  / I  B   

Эта конфигурация является наиболее часто используемой конфигурацией среди всех трех, так как она имеет среднее значение входного и выходного импеданса. Сдвиг фазы выходного сигнала составляет 180⁰, следовательно, выход и вход обратны друг другу.

• Транзистор BC547-NPN
• Резистор (10к, 4.7к, 1.5к, 1к)
• Конденсатор (0,1 мкФ, 1 мкФ, 22 мкФ)
• Осциллограф
• Соединительные провода
• Макет
• Питание 12 В

В приведенной выше цепи, мы сделаем цепь с усилителем. 4,7к и 1,5к соответственно. Следовательно, выход схемы делителя напряжения используется для надлежащего смещения, чтобы включить транзистор. Напряжение на клеммах базы транзистора, необходимое для включения транзистора, колеблется от 0,7 (мин.) до 5 В (макс.). Вы можете изменить номинал резистора, но базовое входное напряжение не должно превышать допустимый диапазон. Когда на схему подается питание, выход схемы делителя напряжения обеспечивает достаточное напряжение для смещения транзистора.

Здесь R4 используется в качестве токоограничивающего резистора, а C2 используется в качестве шунтирующего конденсатора, а R3-C3 образуют RC-фильтр для выходного сигнала.

Ниже перечислены три рабочие области транзистора:

• Зона отсечки: когда напряжение между базой и эмиттером меньше 0,7В, транзистор находится в области отсечки.
• Область насыщения: Когда V _BC и V _BE увеличиваются и оба смещаются в прямом направлении, транзистор находится в области насыщения.
• Активная область: когда напряжение базы увеличивается, но напряжение V _BC (база-коллектор) остается отрицательным, до этого значения транзистор остается в активной области.

Транзистор будет работать как усилитель только тогда, когда он работает в активной области. Здесь транзистор работает как усилитель, мы использовали схему с общим эмиттером.

Следовательно, входной импульс, подаваемый на базу, усиливается и поступает на конденсатор C3.

Теперь вопрос в том, как он усиливается? Когда входной импульс становится ВЫСОКИМ, он включает транзистор, и ток начинает течь от коллектора к эмиттеру в течение этого времени, что означает, что импульс от коллектора к эмиттеру также становится ВЫСОКИМ в это время и наоборот. Таким образом, транзистор просто имитирует входной импульс (с выключенным низким напряжением) на выходной импульс (с ВЫСОКИМ напряжением, 12 В в нашей схеме).

6 Описание простых схем усилителя класса А

В этом посте обсуждаются 6 простых и недорогих схем усилителей мощности класса А, которые можно использовать для любого небольшого усилителя звука.

Автор: Dhrubajyoti Biswas

Содержание

1) Усилитель с нулевой отрицательной обратной связью.

Для начала давайте сначала составим схему предлагаемого усилителя, как указано в разделе:

Как собрать схему

Для сборки схемы нам потребуются: МОП-транзистор, несколько конденсаторов и резисторов, а также прочный источник питания, который должен быть должным образом отфильтрован с помощью больших фильтрующих конденсаторов. Усилитель, который мы собираем, построен на основе устройства 2SK1058 N-Channel MOSFET от Hitachi. Схема выводов показана ниже:

Конденсаторы, которые мы использовали в этом эксперименте, принадлежат Sprague. Он используется для соединения входа и выхода с большим электролитическим конденсатором и полиэфирным обходным конденсатором 10 мкФ. Для управления нагрузкой мы использовали четыре безиндуктивных проволочных резистора мощностью 10 Вт.

Однако для достижения общего сопротивления 15 Ом резисторы соединяются последовательно по два, что составляет 30 Ом, и, кроме того, наборы устанавливаются параллельно. Обратите внимание, что в режиме ожидания устройство может нагреваться и может загореться, поэтому крайне важно соблюдать осторожность.

Класс-A никогда не может быть идеальным вариантом для конструкции высокоэффективного усилителя, но поскольку мы применяем эту идею в этой установке, нам пришлось использовать мощность более 20 Вт для создания скромного звука мощностью 4,8 Вт. Радиатор, используемый для MOSFET, имел температуру 0,784 °C/Вт.

Источником питания, используемым для этой схемы усилителя мощности класса A с одним полевым МОП-транзистором, является трансформатор EI 18 В перем.

Для фильтрации и сглаживания мощности мы использовали конденсаторы 10000 мкФ, а Хаммонд сделал дроссель 10 мГн на 5 ампер с настройкой фильтра pi [Cap — Choke — Cap]. Смещение было через потенциометр 100K вместе с резистором 1M.

Следует соблюдать осторожность при регулировке потенциометра только до тех пор, пока половина постоянного тока проходит через нагрузочные резисторы и полевой МОП-транзистор.

2) Самый простой усилитель класса А

IRF511 (Q1) имеет схему подключения самого простого аудиоусилителя класса А, как показано на рисунке ниже. При нулевом смещении затвора транзистор Q1 действует подобно выключателю, находящемуся в выключенном состоянии. В этом состоянии ток не течет от нагрузочного резистора R2. По сути, напряжение на Q1 и нагрузочном резисторе должно быть одинаковым для работы усилителей класса А.

Потенциометр 100K (R3) вместе с фиксированным резистором 1M (R1) составляют простую регулируемую схему смещения затвора. Если мы подключим вольтметр к стоку Q1 и земле цепи, и мы точно настроим R3, чтобы получить показания счетчика, равные половине напряжения источника питания.

Практически любой резистор можно использовать вместо R2 при условии, что максимальный ток и номинальная мощность полевого транзистора не превышаются. Сопротивление резистора от 22 до 100 Ом может быть хорошим выбором для тестирования. Если используется сильноточный источник питания, обязательно используйте соответствующий радиатор для полевого транзистора.

3) Усилитель класса А с использованием биполярных транзисторов

В предыдущих абзацах мы узнали, как построить усилитель класса А с использованием полевого МОП-транзистора, теперь мы узнаем, как можно построить простую схему усилителя класса А, используя только биполярные транзисторы или биполярные транзисторы.

Когда выходная мощность, гармоники, искажения, частотная характеристика не считаются критическими для усилителя, например, в небольших радиоприемниках, предпочтительным выбором становится применение усилителя класса «А». Схема, показанная ниже, использует всего 3 транзистора, может усиливаться с помощью выходного трансформатора и обеспечивает выходную мощность в диапазоне 100-200 мВт. Он работает от батареи с напряжением до 4,5 В.

RV1 работает как регулятор громкости и подключается к каскаду усилителя с помощью C1. Обсуждаемые ниже три стадии напрямую связаны между собой. Смещение базы Q1 осуществляется резисторами R2 и R5. Резистор R1 и транзистор Q1 ведут себя как делитель потенциала смещения для базы Q2, и аналогично резистор R3 и транзистор Q2 выполняют функцию базы смещения для транзистора Q3.

Резистор R2 и резистор R5 дополнительно работают как секция общей отрицательной обратной связи, улучшая частотную характеристику этой схемы усилителя BJT класса A, а также сводя к минимуму ее искажения. Соотношение усиления и качества определяется соответствующим выбором значений R6 и C3.

C3 сконфигурирован как развязывающий конденсатор, а значение R6 можно найти экспериментально. (Наименьшее возможное значение R6 не должно быть ниже 22k).

4) Цепь усилителя мощности класса А

Основным преимуществом усилителей класса А является то, что они работают без перекрестных искажений. Наряду с этим существенным преимуществом мы находим большой недостаток вечно горячих радиаторов и блоков питания большой мощности.

Показанная выше схема имеет ряд хороших характеристик и способна обеспечить 5 Вт подлинного звука класса А при нагрузке 8 Ом. Q1 и Q2 в сочетании с подключенными частями работают как первоклассный усилитель напряжения со всесторонней обратной связью по переменному и постоянному току, подаваемой от коллектора Q2 через резистор R6 к эмиттеру Q1.

Выходной каскад действительно включает транзисторы Q6 и Q7, сконфигурированные как пара Дарлингтона с эмиттерным повторителем. Эти транзисторы управляются микросхемой IC1, которая представляет собой операционный усилитель 741. Эти BJT также можно увидеть включенными в контур обратной связи 741. Эти три элемента вместе составляют почти идеальный выходной каскад, имеющий входное сопротивление в несколько МОм и полосу пропускания от постоянного тока до более 100 кГц.

Ток покоя обеспечивается Источником постоянного тока, образованным транзисторами Q3, Q4, Q5, R9и R10 определяют ток покоя цепи. Использование источника постоянного тока в этой конструкции усилителя класса А надлежащим образом изолирует выходной каскад от флуктуаций и пульсаций питающей сети.

Используя указанные номиналы, схема получает полосу пропускания в диапазоне 10 Гц — 30 кГц — 3 дБ с искажением, намного меньшим, чем 0,1% непосредственно перед отсечением. Схема также предлагает входное сопротивление 1,5 МОм и чувствительность 180 мВ для полной выходной мощности.

Транзисторы с Q4 по Q7 должны быть присоединены к соответствующему радиатору, который может иметь размеры 5 на 4 дюйма и должен быть ребристого типа. Эти радиаторы следует устанавливать вертикально и располагать таким образом, чтобы они подвергались достаточному потоку воздуха.

5) Еще одна схема усилителя хорошего класса

Проблема схем усилителей класса A заключается в их меньшей эффективности по сравнению с каскадами класса B. С этой конкретной компоновкой и применением источника питания 44 В ток покоя будет составлять около 960 мА.

Выходная мощность около 15 Вт будет подаваться непосредственно на громкоговоритель с сопротивлением 8 Ом. Можно ожидать, что гармонические искажения будут ниже 0,1%.

Входная чувствительность этой конструкции может составлять около 360 мВ по отношению к выходной мощности, она может составлять около 15 Вт на динамик 8 Ом. Входное сопротивление будет примерно 150 кОм.

Для предусилителей с импедансом источника 1 кОм емкость конденсатора C2 будет 6n8, для импеданса источника 2 кОм, вероятно, будет 3n3. Этот усилитель класса А обеспечивает отличную защиту от короткого замыкания; если вы обнаружите короткое замыкание, он будет потреблять примерно 1,6 А.

Потенциометр P10 используется для управления смещением выходного напряжения отсутствия сигнала на пересечении частей R18/R19 (около 21 В).

Каждый отдельный выходной транзистор (T6 и T7) должен быть установлен над большим радиатором, тепловое сопротивление не должно быть ниже 3,3°C/Вт; транзисторы драйвера T4 и T5 потребуют радиатора зажимного типа.

6) 5-ваттная схема усилителя класса А

Эта схема усилителя класса А выдает среднеквадратичное значение 5 Вт при нагрузке 8 Ом, однако для нее требуется питание от 22 до 24 вольт при 1 ампер. В результате максимальная эффективность составляет около 19 %, что ниже 1/3 эффективности типичных конфигураций класса B.

Q1 используется во входном каскаде с общим эмиттером и напрямую связан с выходным каскадом через буферный транзистор эмиттерного повторителя Q2. Последнее необходимо из-за довольно большого управляющего тока выходного каскада. Выходной транзистор Q5 используется в режиме с общим эмиттером. Его коллекторная нагрузка создается транзисторами Q3, Q4 и R7, и он является источником постоянного тока. Последний фиксирует выходной ток схемы чуть ниже 1 ампера.

Нагрузка генератора постоянного тока имеет более высокий КПД и линейность по сравнению с обычным нагрузочным резистором. При постоянном токе R3 обеспечивает почти 100-процентную отрицательную обратную связь с усилителем, что приводит к единичному усилению напряжения. R1 и R2 смещают вход на 1/2 напряжения питания, что аналогично смещает выход на желаемый уровень 1/2 напряжения питания.

На звуковых частотах R5 и C3 устраняют некоторую обратную связь, обеспечивая максимальную выходную чувствительность схемы около 380 мВ (среднеквадратичное значение). C1 и C5 обеспечивают блокировку по постоянному току на входе и выходе соответственно, а C2 и C4 обеспечивают стабильность. Q4 и Q5 необходимо разместить на большом радиаторе.

Наименьшая двухтранзисторная конструкция

Эта простая двухтранзисторная схема усилителя класса А работает с использованием Tr1 в качестве каскада драйвера с общим эмиттером, сконфигурированного для непосредственного управления Tr2; выходной каскад с общим истоком. R1–R3 расположены так, чтобы смещать цепь, чтобы обеспечить ток покоя примерно 25 мА с помощью LS1 и Tr2. Входной сигнал изменяет этот ток по обе стороны от значения покоя, обеспечивая требуемую работу БИС громкоговорителя.

Выходной ток колеблется от 0 до примерно 50 мА при пиковом выходе, и в результате типичное потребление тока остается постоянным на уровне 25 мА и не увеличивается при более высоких выходных уровнях, например, в случае усилителя класса B. Выходная мощность этой схемы едва достигает среднеквадратичного значения 23 мВт, тем не менее ее достаточно для нескольких приложений (маленькие радиоприемники, переговорные устройства и т. д.).
Схема обеспечивает довольно приличное качество звука; основным ограничением качества звука являются уровни искажений и ограниченная частотная характеристика используемого крошечного громкоговорителя с высоким импедансом. Входной сигнал со среднеквадратичным значением всего около 80 мВ необходим для обеспечения оптимального выходного сигнала, однако это значение можно до некоторой степени изменить, отрегулировав значение резистора R5.

Изменение значения R5 приводит к обратно пропорциональному изменению входной чувствительности схемы. В этой схеме не рекомендуется использовать громкоговоритель с низким импедансом, так как это может привести к прохождению большого тока через Tr2 и громкоговоритель, что, скорее всего, приведет к выходу из строя одного из них или обоих.

Улучшение вышеуказанной конструкции

Вышеприведенная схема имеет небольшой недостаток из-за наличия длительного тока в громкоговорителе, из-за чего диффузор никогда не перемещается вперед и назад вокруг своего обычного положения покоя, а постоянно смещается в одну или другую сторону. другой. В результате этого могут пострадать характеристики громкоговорителя.

Следующая улучшенная конструкция устраняет указанную выше проблему.

Что такое транзисторный усилитель? (с картинками)

`;

Транзисторный усилитель представляет собой электронную схему, в которой для усиления электрических сигналов используется полупроводниковый транзистор вместо лампы или микросхемы интегральной схемы. Транзисторный усилитель, обычно используемый в звуковых приложениях, обеспечивает отличные характеристики при относительно небольшом корпусе. Он в значительной степени заменил ламповый усилитель сигнала и остается сильным конкурентом более современного усилителя на интегральной схеме (ИС).

До изобретения транзистора в 1947 году в усилителях использовались электронные лампы. Вакуумные лампы были большими, громоздкими, хрупкими и неэффективными, и им требовалось время для прогрева. Транзисторы устранили все эти проблемы, а также предоставили возможность усиливать сигналы с гораздо меньшими искажениями. Кроме того, они могли выводить более мощные сигналы, что позволяло некоторым транзисторным усилителям выдавать сотни ватт на канал. Их небольшой размер и низкое энергопотребление также сделали возможным изобретение портативных аудиокомпонентов с батарейным питанием, таких как транзисторные радиоприемники.

Структура схемы транзисторного усилителя относительно проста. В нем источник питания подключается к коллекторному выводу транзистора, а усиливаемый сигнал поступает на базовый вывод. Транзистор использует сигнал на базе, чтобы определить, какая мощность от коллектора проходит через его затвор к выводу эмиттера, который передает усиленный сигнал. Если сравнить транзистор с клапаном крана, то коллектором будет подающая труба, эмиттером будет место, где выходит вода, а основанием будет рука, которая открывает, закрывает кран или находится где-то посередине.

, использующие микросхемы ИС, начали заменять транзисторные усилители в 1960-х годах. Чип IC объединил несколько электронных компонентов в один небольшой кусочек кремния, что позволило ему делать больше в гораздо меньшем пространстве. Эти типы усилителей преследовали плохое качество звука и очень ограниченные возможности выходной мощности. Однако с годами технология улучшилась до такой степени, что в большинстве портативных и недорогих домашних аудиокомпонентов используются усилители на ИС.

Даже с недорогими ИС многие домашние аудиокомпоненты по-прежнему используют транзисторные усилители, хотя их часто называют дискретными усилителями. Этот тип схемы более распространен в усилителях мощности и в конечных выходных каскадах усилителей, которые принимают сигнал линейного уровня от предварительного усилителя и усиливают его для вывода на динамики. Однако в некоторых высококачественных источниках и предусилителях также используются транзисторные усилители. В любом случае в этих схемах усилителя в качестве источника усиления используются полевые транзисторы на основе оксидов металлов и полупроводников (MOSFET).

Вам также может понравиться

Рекомендуется

Транзистор в качестве усилителя Рабочие и принципиальные схемы

Содержание

Деталь как ниже

BJT Appliances

По сути, транзистор можно использовать как усилитель или усилительный блок. Его самое большое преимущество заключается в том, что если между двумя его входными клеммами подается слабый электрический сигнал, он увеличивает мощность этого слабого сигнала. (или усиливает его), таким образом, между двумя другими выходными клеммами может приниматься усиленный электрический сигнал. Эта операция называется усилением. Поскольку в транзисторе всего 3 вывода, следует помнить, что один из его выводов (называемый заземляющим выводом) является общим с его входом и выходом. (т. е. один из трех выводов транзистора используется для входа и один для выхода, а третий используется в качестве земли и является общим как для входа, так и для выхода)

Если транзистор необходимо использовать в качестве усилителя, его подключают одним из трех следующих способов.

1. Усилитель с общей базой
2. Усилитель с общим эмиттером
3. Усилитель с общим коллектором

Вышеупомянутые 3 схемы показаны на рис. 4.8

Рис. 4.8

Усилитель с общей базой (CB)

В этой схеме транзистор установлен таким образом, что база является общей или заземленной как между входом, так и выходом цепи (т. е. база общая как для эмиттера, так и для коллектора в этой цепи). Входной сигнал подается параллельно переходу эмиттер-база (ЭБ), а усиленный выходной сигнал поступает от перехода коллектор-база (КБ). Поскольку база является общей или заземленной для обоих сигналов, эта цепь также называется заземленной цепью.

На диаграмме 4.9 показана схема однокаскадного усилителя с транзистором NPN. Когда вход подает сигналы переменного тока на переход эмиттер-база, выходной сигнал поступает из цепи коллектор-база (или параллельно нагрузочному резистору). Соединение E/B имеет прямое смещение через V _EE , а соединение C/B имеет обратное смещение через V _CC . Из-за того, что переход E/B смещен в прямом направлении, его импеданс низкий, в то время как импеданс перехода C/B очень высок из-за обратного смещения.

Рисунок 4.9

Схема работы усилителя CB

Когда положительная половина сигнала объединяется со входом:

1. Прямое смещение уменьшается, так как, согласно закону смещения, основания) уже отрицательны по отношению к земле.
2. Бета-ток (I _B ) снижается из-за снижения напряжения эмиттера.
3. I _E и I _C также уменьшаются (поскольку эти два тока почти равны бета-времени базового тока)
4. Падение I _C R _C уменьшается с увеличением положительного напряжения на коллекторе
5. Таким образом, происходит увеличение выходного напряжения V _CB , что может быть обозначено следующим уравнением.

V _CB = V _CC – I _C R _C

Таким образом, положительный полупериод сигналов усиливается на выходе, как показано на диаграмме. Во время отрицательного полупериода вышеупомянутый процесс становится обратным (т. Е. По мере увеличения смещения смещения в результате увеличивается напряжение на эмиттере. Из-за увеличения напряжения на эмиттере также увеличиваются ток эмиттера и ток коллектора. С увеличением тока коллектора ток, врезной нагрузочный резистор R _C тоже увеличивается. Поскольку изменение тока коллектора почти такое же, как и тока эмиттера, а сопротивление коллектора намного больше сопротивления эмиттера, то на нагрузке происходит огромное падение напряжения, из-за чего на выходе получается в несколько раз более высокий сигнал)

Поскольку положительные входные сигналы производят положительные выходные сигналы, следовательно, между входными и выходными сигналами в такой схеме не существует инверсии фаз (т. Е. Входные и выходные сигналы имеют одинаковую форму, и их фаза не изменяется). Из-за входного и выходного сопротивления схемы вместо усиления по току возможно усиление по напряжению. (что всегда меньше единицы). Сопротивление входной цепи мало, а сопротивление выходной цепи очень велико. Хотя изменения выходного и входного токов одинаковы, существует большое падение переменного тока, параллельное нагрузочному резистору. Поэтому большие изменения происходят в V _CB (которые являются выходными напряжениями) из-за входного сигнала переменного тока, с помощью которого происходит усиление напряжения.

Характеристики усилителя CB

Этот усилитель имеет следующие характеристики.

1. Очень низкое входное сопротивление (30-150 Ом)
2. Очень высокое выходное сопротивление (до 500 кОм)
3. Коэффициент усиления по току меньше единицы
4. Имеет ужасно высокий коэффициент усиления по напряжению (около 1500)
5. Имеет усиление по мощности до 30Дб
6. Не происходит инверсия фаз между входным и выходным напряжением
7. Цепь остается стабильной, несмотря на колебания температуры

Использование

В этом методе количество тока коллектора примерно на 5% меньше по сравнению с током эмиттера, поэтому он используется относительно реже. Эти токи в основном используются на высоких частотах. Важным применением усилителя с общей базой является согласование цепи с низким импедансом и цепью с высоким импедансом.

Усилитель с общим эмиттером (CE)

Когда транзистор установлен в цепи таким образом, что входной сигнал подается параллельно переходу база-эмиттер, а выходной сигнал поступает через переход коллектор-эмиттер, в то время как транзистор остается общим или заземленным, это называется схемой с общим эмиттером. Это самый популярный метод, используемый для усиления транзистора путем фиксации схемы. Другими словами, цепь СЕ — это цепь, в которой эмиттер заземлен. Входной сигнал подается на базу, а выходной сигнал поступает через коллектор.

На диаграмме (4.10) показана однокаскадная схема усилителя CE, в которой применен NPN-транзистор. Здесь база является ведомым элементом (т.е. ток базы работает в качестве входа). Входной сигнал подается по схеме база-эмиттер, а выходной сигнал принимается по схеме коллектор-эмиттер. Переход EB смещен в прямом направлении через батарею V _BB , а переход C/B смещен в обратном направлении через V _CC (фактически, та же батарея V _CC может подавать постоянный ток как на базу, так и на коллектор)

Теперь проанализируем, что происходит, когда на вход схемы подаются сигналы переменного тока.

Рисунок 4.10

Схема работы усилителя CE

Когда подается полупериод положительного сигнала, тогда

1. В соответствии с правилом смещения, поскольку база транзистора уже положительна из-за заземления, V _BF
2. Увеличение V _BE также увеличивает прямое смещение эмиттерного перехода
3. I _B также проходит некоторое (или небольшое) увеличение
4. За счет увеличения I _B , I _C увеличивается в β раз (т. к. I _C = β I _B )
5. Значительное увеличение R _C снижение
6. В _CE уменьшается согласно следующему уравнению

V _CE = V _CC – I _C R _C

7. V _BF уменьшение при наличии отрицательного сигнала
8. Ток базы (I _B ) и ток коллектора (I _C ) уменьшаются
9. Падение напряжения на I _C уменьшение
10. В _CE увеличение, в результате выходной сигнал также увеличивается

Таким образом достигается отрицательный полупериод сигнала, что означает подачу отрицательного входного сигнала на такую ​​цепь, приводит к усиленному положительному выходному сигналу (как показано на схеме)

Коэффициент усиления по току

отношение между выходным током транзистора (I _C ) и входной ток (который равен I _B в ситуации с общим эмиттером) известен как коэффициент усиления транзистора по току. Другими словами, отношение тока коллектора к току базы называется коэффициентом усиления по току и обозначается A _i . то есть

A _i = I _C / I _B

Поскольку сигнал поступает в схему усилителя CE через базу, которая вызывает изменения тока коллектора, поэтому коэффициент усиления по току схемы равен β. Помните, что β обозначает отношение изменения между током базы и током коллектора, т.е.

A _i = I _C /I _B = β

Коэффициент усиления по напряжению

Отношение между выходным напряжением (V _o i ) и входным напряжением называется напряжением (3V _o i 9 усиления и обозначается Aυ. i.e.

Aυ= V _o /V _i = β I _B R _C / β r _c I _B = R _C / r _c = r _o / r _c

Поскольку коэффициент усиления по напряжению также может быть описан относительно входного сопротивления и выходного сопротивления, таким образом, коэффициент усиления по напряжению схемы усилителя CE также может быть определен как

А υ= β. выходное сопротивление/входное сопротивление = β. r _o / r _in

Ввод значения r _в , которое равно βrc, в приведенное выше уравнение

A υ= β. r _O / β R _C = R _O / R _C

Увеличение мощности

Продукт увеличения напряжения и увеличение тока эквивалентно увеличению энергии, то есть

A _P = = = А _υ А _i = β. р _х / р _c

Прирост мощности в децибелах можно записать следующим образом:

G _p = 10log10 ^AP ……..dB

характеристики

1. Его входное сопротивление достаточно низкое (т. е. 1 кОм – 2 кОм)
2. Его выходное сопротивление умеренно высокое (т. е. 50 кОм или выше)
3. Коэффициент усиления по току (β) достаточно высок (в 50 – 300 раз)
4. Коэффициент усиления по напряжению очень высокий (1500 или выше)
5. Дает очень большой коэффициент усиления (в 10000 раз или 40 дБ)
6. Обеспечивает инверсию фазы входного сигнала, т. е. входной и выходной сигналы формируются с разницей в 180º друг от друга (или входной и выходной сигналы сдвинуты по фазе на 180º)

Использование

Большинство транзисторов относятся к типу CE, поскольку ток обеспечивает очень высокий коэффициент усиления по напряжению и мощности. Кроме того, его характеристики входного и выходного импеданса подходят для различных приложений. Такие схемы чаще всего используются в каскадных усилителях.

Усилитель с общим коллектором (CC)

Цепь, на базу транзистора которой подается базовый сигнал (точно так же, как схема с общим эмиттером), в то время как коллектор этого транзистора остается общим или заземленным, называется общим коллектором схема.

Рисунок 4.11

На диаграмме 4.11 показана схема однокаскадного усилителя с общим усилителем, в которой используется NPN-транзистор. Входной сигнал подается по схеме база-коллектор, а выходной сигнал принимается по схеме эмиттер-коллектор. Переход E/B был смещен в прямом направлении через V _{Батарея EE} , тогда как соединение C/B с обратным смещением через батарею V _CC . Теперь изучим, что происходит, если сигнал переменного тока подается параллельно входной цепи.

Схема работы усилителя CC

Когда предлагается положительный полупериод сигналов, тогда

1. Прямое смещение увеличивается, поскольку V _BE положительны по отношению к коллектору или земле.
2. Базовый ток I _B увеличивается
3. Ток эмиттера I _E увеличение
4. Падение параллельно R _E Увеличение
5. Выходное напряжение также увеличивается из-за увеличения R _E падение

Следовательно, мы получаем полупериод положительного выхода на выходе в усиленном состоянии. Поскольку подача положительного сигнала на вход также приводит к положительному сигналу на выходе, таким образом, входной и выходной сигналы совпадают по фазе.

Характеристики усилителя CC

Усилитель CC включает следующие характеристики

1. Его входное сопротивление высокое (т. е. 20–500 кОм)
2. Низкий выходной импеданс (50–1000 Ом)
3. Текущее усиление высокое
4. Коэффициент усиления по напряжению меньше единицы
5. Коэффициент усиления мощности находится в диапазоне от 10 до 20 дБ
6. Входные и выходные сигналы совмещены по фазе

Использование

Усилитель CC используется для следующих целей

1. для согласования импеданса, т.е. для соединения цепи с высоким выходным сопротивлением с цепью с низким входным сопротивлением
2. для изоляции цепи
3. Поскольку он может передавать сигнал в любом направлении, его также можно использовать в качестве двустороннего усилителя
4. для коммутационных цепей

Сравнение схем усилителей CB, CE и CC:

Сравнение схем с общей базой, общим эмиттером и общим коллектором

В таблице 4. 1 приведено сравнение схем с общей базой, общим эмиттером и общим коллектором. проиллюстрировано простым способом.

Таблица 4.1

Характеристики	Общая база	Общий эмиттер	Общий коллектор
Коэффициент усиления по напряжению	Большой	Очень большой	Почти единство
Коэффициент усиления по току	͌ 1 (α)	Большой (β)	Очень большой (1+ β)
Усиление мощности	Умеренный	Очень большой	Маленький
Входное сопротивление 907:35	Низкий	Умеренный	Высокий
Выходное сопротивление	Высокий	Умеренный	Низкий
Реверс фаз	Нет (нулевая степень)	Да (180 градусов)	Нет (нулевая степень)
Ток утечки	Очень маленький	Очень большой	Очень большой
Приложения	Для высокочастотных приложений 907:35	Для автофокусировки	Для согласования импеданса

Коллекторные кривые и рабочие области транзистора

Для понимания рабочих областей транзистора сначала необходимо понять коллекторные кривые. На диаграмме 4.12 (а) представлена ​​схема, с помощью которой можно формировать коллекторные кривые. Эти кривые представлены на рисунке (b). Помните, что схема содержит NPN-транзистор, выполненный в виде серии с общим эмиттером.

Если изменить базовые напряжения V _BB и коллекторные напряжения V _CC схемы CE, показанной на рисунке (а), и измерить ток коллектора I _C и напряжение коллектор-эмиттер V _CE , и вытянуть кривая между ними на основе этих размеров называется коллекторной кривой. Различные типы таких кривых показаны на диаграмме (b)

Когда значение V _CE равно нулю, в этой точке переход коллектор-база (или коллекторный диод) не смещен в обратном направлении; в результате ток коллектора равен нулю. Однако, как только значение V _CE сначала увеличивается до некоторой степени, I _C увеличивается очень быстро, а затем останавливается. Практически его причиной является 0,7-вольтовое обратное смещение коллекторного диода. Вертикальная часть кривых, расположенная ближе к началу координат, называется областью насыщения. В этой области коллекторный диод немного смещен в прямом направлении, потому что здесь значение V _CE меньше 0,7 вольт. Увеличение значения V _CE чуть выше 0,7 В меняет направление смещения коллекторного диода. В этой ситуации ток коллектора становится практически постоянным.

При значительном увеличении напряжения коллектора коллекторный диод имеет тенденцию к пробою, из-за чего очень быстро увеличивается ток коллектора (рис. б). Обычно транзистор должен быть защищен от работы в области пробоя, так как он может выйти из строя из-за большой рассеиваемой мощности. Например, если значение напряжения пробоя некоторых транзисторов составляет 40 вольт, значение V _CE при нормальных условиях должно быть меньше 40 вольт.

Активная область транзистора – это область, в которой кривые коллектора становятся почти горизонтальными или постоянными. В активной области значение тока коллектора почти в 100 раз превышает значение тока базы. Другими словами, вся область между областью насыщения и областью пробоя является активной областью. (если 2Н3904, изменение значения V _CE с 1 вольта до почти 40 вольт приводит к активной области). В этом регионе изменение V _CE очень мало влияет на I _C . Изменение в I _B требуется для внесения любых изменений в I _C .

На диаграмме значение I _B на нижней кривой равно нулю. Эта область называется областью отсечки. Из-за утечки тока коллекторного диода в этой области сохраняется очень небольшой ток коллектора. Ток утечки в кремниевых транзисторах настолько мал, что его использование игнорируется в большинстве приложений. (ток утечки 2Н39Транзистор 04 составляет всего 50 наноампер, что является настолько незначительным значением, что нижняя кривая становится почти невидимой)

Пристальное внимание к приведенным ниже деталям/кривым отражает тот факт, что есть только четыре важные части, в которых транзистор работает в различных стилях. Все четыре области известны как рабочие области транзисторов. Краткое описание этих областей приведено ниже:

Рисунок 4.12

Активная область

Центральная область любой кривой коллектора, которая является почти горизонтальной, известна как активная область. Это нормальная рабочая область некоторых транзисторов. Другими словами, средняя область между областями насыщения и пробоя называется активной областью. Это наиболее важная область, в которой ток коллектора (I _C ) почти не меняется. Кроме того, в этой области диод эмиттер-база смещен в прямом направлении, тогда как диод коллектор-база смещен в обратном направлении. (В случае транзистора 2N3904 эта область сохраняется при изменении значений V _CE в пределах от 1 вольта до 40 вольт). Нет заметного влияния изменения V _CE на I _C .

Область пробоя

Когда значение увеличения напряжения коллектора становится слишком большим, коллекторный диод имеет тенденцию к пробою, в результате резкого увеличения тока коллектора. Область транзистора, у которой пробой коллекторного диода при увеличении коллекторного напряжения, называется областью пробоя (в случае транзистора 2Н39).04, при увеличении напряжения на коллекторе свыше 40 вольт начинается область его пробоя). Поскольку ток коллектора имеет тенденцию очень быстро увеличиваться в этой области, транзистор никогда не используется в этой области; в противном случае он может стать неэффективным или полностью разрушиться. Помните, что эта область также называется обратной активной областью, потому что здесь диоды эмиттер-база смещены в обратном направлении, а диоды с коллекторной базой смещены в прямом направлении (т. е. полностью противоположны активной области)

Область насыщения

В этой области диод эмиттер-база и коллектор-база смещены в прямом направлении. Когда значение V _CE увеличивается с нуля до прибл. 1 вольт, начальная точка кривой коллектора имеет слегка наклонный тип или ок. вертикально вблизи начала координат. Область, где начальная часть кривой имеет наклонный тип, называется областью насыщения. Однако помните, что в некоторых транзисторах, например. 2N3904, горизонтальная область кривой начинается задолго до (т.е. 0,3 вольта) увеличения значения V _CE на 1 вольт.

Область отсечки

Область работы транзисторов, где формируется первая или самая нижняя кривая, когда значение базового тока I _B равно нулю, называется областью отсечки. В этой области и диод эмиттер-база, и диод-коллектор смещены в обратном направлении. На диаграмме (b) кривые коллектора изображены в виде различных базовых токов (например, первая кривая построена при нулевом значении базового тока, кривая 2 ^и при токе 10 мкАбаза, а 3 9Кривая коллектора 0614 rd составляет базовый ток 20 мкА). Самая нижняя среди кривых формируется, когда значение базового тока равно нулю. Это область отсечки, так как в этой области преобладает только небольшой ток коллектора (из-за тока утечки в диоде коллектора), который называется током отсечки. Из-за этого незначительного значения тока коллектора сложно построить кривую коллектора. Для пояснения работы транзисторов в этом районе кривая проведена крайне осторожно. Рабочая область транзистора, где нарисована эта кривая, называется областью отсечки.

Биполярный переходной транзистор (BJT) в качестве переключателя

Поскольку на базу транзистора в цифровых логистических схемах не подается напряжение смещения, транзистор в этих схемах работает только в областях насыщения и отсечки. За счет этого может быть получено низкое или высокое выходное напряжение. Поэтому BJT наиболее массово используется для коммутации транзисторов. Помните, что когда для этой цели используется транзистор, входные сигналы, которые ему подаются, постоянно меняются между низким и высоким напряжением (т. е. от 0 вольт до +5 В). Схема, которая в основном используется для целей переключения, называется инвертором. Транзисторный инвертор или переключатель NPN показан на диаграмме 4. 13 9.0003

Из схемы видно, что транзистор CE установлен последовательно; однако на его базе не подавались напряжения смещения (напряжения постоянного тока). Вместо этого прямоугольная форма входного сигнала подается непосредственно на базу посредством установки транзистора серии R _B на базе, который функционирует как вход инвертора. Из схемы видно, что значение как V _CC , так и высокого уровня входа составляет +5 В, тогда как напряжения (V _CE ), полученные между коллектором и эмиттером, являются выходными напряжениями.

Рисунок 4.13

Когда на входе инвертора высокий уровень (+5 В), переход база-эмиттер смещен в прямом направлении, и ток течет к базе через R _B . Обычно выбирают те значения R _B и R _C , при которых значение тока базы (I _B ) таково, что транзистор может быть насыщен (т.е. значение может работать транзистор в области насыщения с его выходные характеристики). На рис. 4.14 изображена линия нагрузки, проведенная по набору выходных характеристик КЭ. В нагрузочной линии проработана точка, где происходит насыщение. Согласно этому пункту, V 9Значение 0053 CE , которое называется (SAT), почти равно нулю. Ток в точке насыщения называется (SAT) I _C и его значение эквивалентно V _CC / _RC .

Рисунок 4.14

Когда транзистор насыщается, он включается. В такой ситуации (т. е. когда на входе инвертора высокий уровень или +5 В) на выходе транзистора низкий уровень (т. е. ноль вольт). Наоборот, когда вход транзистора низкий, его переход база-эмиттер больше не остается смещенным в прямом направлении, из-за чего не возникает ни тока базы, ни тока коллектора. Поэтому падения напряжения параллельно R 9 отсутствуют.0053 С . Следовательно, выход транзистора становится высоким (+5 В) из-за его низкого входа. Таким образом, при такой ситуации транзистор остается в области отсечки своих характеристик и он вызывается (выключается). Поскольку высокий выходной сигнал получается в результате низкого входного, поэтому схема называется инвертором.

Из приведенного выше обсуждения стало ясно, что, поскольку состояния транзистора (включен) и (выключен) напоминают состояния (разомкнут) и (замкнут) переключателя, установленного между эмиттером и коллектором, поэтому транзисторный инвертор часто называют транзисторный ключ. Когда транзистор открыт или насыщен, значение напряжения транзистора между эмиттером и коллектором равно нулю, как и значение напряжения, параллельное закрытию или на ключе, в то время как значение тока максимально (т.е. V _CC / R _C ). И наоборот, когда транзистор включен или выключен, значение тока, протекающего от коллектора к эмиттеру, равно нулю, как при разомкнутом ключе, тогда как значение напряжения при таких обстоятельствах максимально. Переключатель размыкается или замыкается через входное напряжение (т.е. размыкание/замыкание переключателя зависит от значения входного напряжения). Переключатель замыкается в ситуациях высокого напряжения и размыкается в результате низкого входа (рисунок 4. 15). На диаграмме 4.16 показано идеальное переключение транзистора.

Рисунок 4.15Рисунок 4.16

В цифровых схемах транзистор практически не работает ни в какой точке, кроме области его насыщения и отсечки, поэтому в таких схемах транзистор используется просто как обычный ключ. В различных приложениях, таких как переключатели, эмиттер подключается к какой-либо другой цепи или источнику напряжения вместо заземления. Например, если эмиттер вместо заземления подключен к -5 В в базовой схеме инвертора, выход будет явно переключаться между +5 В и -5 В вместо +5 В и нуля вольт. Таким образом, цифровую схему также называют схемой переключения, потому что транзистор работает как переключатель между двумя крайними концами его линий нагрузки. Помните, что эти крайние концы или точки являются областями насыщения и отсечки, и такие схемы иногда называют схемами с двумя состояниями.

Для проектов, связанных с электроникой и программированием, посетите мой канал YouTube.

Мой канал на YouTube Ссылка

Предыдущая статья: Биполярный переходной транзистор и Следующая статья: Полевые транзисторы

 

Схема транзисторного усилителя: Новое в Mathematica 9 9000\9000(! Графическое поле[{ {AbsoluteThickness[1], StrokeForm[{GrayLevel[0.

], Opacity[1.]}], EdgeForm[{GrayLevel[0.], Непрозрачность[1.]}], EdgeForm[Нет], LineBox[{{0.08750000000000002, 0.5513888888888889}, { 0,08750000000000002, 0,14027777777777772`}, { 1.2125000000000004`, 0.140277777777777772`}, { 1,2125000000000004`, 0,8875}, {0,46527777777777785`, 0,8875}, { 0,46527777777777785`, 0,54861111111111112}, {0,08472222222222225, 0,5486111111111112}, {0,08472222222222225, 0,5486111111111112}, {0,0

77777777779, 0,5486111111111112}}]}, {AbsoluteThickness[1], StrokeForm[{GrayLevel[0.], Opacity[1.]}], EdgeForm[{GrayLevel[0.], Непрозрачность[1.]}], EdgeForm[Нет], LineBox[{{0.4680555555555556, 0.5486111111111112}, { 0,6041666666666667, 0,54861111111111112}}]}, {AbsoluteThickness[1], StrokeForm[{GrayLevel[0.], Opacity[1.]}], EdgeForm[{GrayLevel[0.], Непрозрачность[1.]}], EdgeForm[Нет], LineBox[{{0.46527777777777785`, 0.5458333333333327}, { 0,4652777777777785`, 0,14583333333333326}}]}, {AbsoluteThickness[1], StrokeForm[{GrayLevel[0. ], Opacity[1.]}], EdgeForm[{GrayLevel[0.], Непрозрачность[1.]}], EdgeForm[Нет], LineBox[{{0.6625000000000001, 0.5041666666666644}, { 0,6625000000000001, 0,143055555555555327`}}]}, {AbsoluteThickness[1], StrokeForm[{GrayLevel[0.], Opacity[1.]}], EdgeForm[{GrayLevel[0.], Непрозрачность[1.]}], EdgeForm[Нет], LineBox[{{0,6597222222222224, 0,8888888888888882}, { 0,6597222222222224, 0,60555555555555547}}]}, {AbsoluteThickness[1], StrokeForm[{GrayLevel[0.], Opacity[1.]}], EdgeForm[{GrayLevel[0.], Непрозрачность[1.]}], EdgeForm[Нет], LineBox[{{0.6069444444444445, 0.5513888888888883}, { 0,6597222222222223, 0,6069444444444441}}]}, {AbsoluteThickness[1], StrokeForm[{GrayLevel[0.], Opacity[1.]}], EdgeForm[{GrayLevel[0.], Непрозрачность[1.]}], EdgeForm[Нет], LineBox[{{0.6099960849616448, 0.54

53676881}, { 0,6651211183713481, 0,5013609470273878}}]}, {AbsoluteThickness[1], StrokeForm[{GrayLevel[0.], Opacity[1.]}], EdgeForm[{GrayLevel[0. ], Непрозрачность[1.]}], EdgeForm[Нет], LineBox[{{0.6069444444444445, 0.576388888888888}, { 0,6069444444444445, 0,52083333333333324}}]}, {AbsoluteThickness[1], StrokeForm[{GrayLevel[0.], Opacity[1.]}], EdgeForm[{GrayLevel[0.], Непрозрачность[1.]}], EdgeForm[Нет], LineBox[{{0,8458333333333334, 0,5013888888888862}, { 0,8458333333333334, 0,14027777777777506`}}]}, {AbsoluteThickness[1], StrokeForm[{GrayLevel[0.], Opacity[1.]}], EdgeForm[{GrayLevel[0.], Непрозрачность[1.]}], EdgeForm[Нет], LineBox[{{0.6625000000000001, 0.5013888888888889}, { 0,8430555555555559, 0,5013888888888889}}]}, {AbsoluteThickness[1], StrokeForm[{GrayLevel[0.], Opacity[1.]}], EdgeForm[{GrayLevel[0.], Непрозрачность[1.]}], EdgeForm[Нет], LineBox[{{0.6597222222222223, 0.6041666666666661}, { 1,0319444444444448`, 0,6041666666666663}}]}, {AbsoluteThickness[1], StrokeForm[{GrayLevel[0.], Opacity[1.]}], EdgeForm[{GrayLevel[0.], Непрозрачность[1.]}], EdgeForm[Нет], LineBox[{{1. 0319444444444448`, 0.5986111111111105}, { 1.0319444444444448`, 0.143055555555555505`}}]}, {AbsoluteThickness[1], StrokeForm[{GrayLevel[0.], Opacity[1.]}], EdgeForm[{GrayLevel[0.], Непрозрачность[1.]}], EdgeForm[Нет], CircleBox[{0.6222222222222227, 0.5513888888888882}, \ {0,04027777777777635`, 0,04166666666666685}]}, {AbsoluteThickness[1], GeometricTransformationBox[GraphicsGroupBox[ {Уровень серого[1], Непрозрачность[1], Графическая Групповая Коробка[{ ГеометрическаяПреобразование[ RectangleBox[{-0,033, 0,2368}, {0,033, 0,2632}], {{{1, 0}, {0, 1}}, {0., 0.}}], {Уровень серого[0], Абсолютная толщина[2], Графическая Групповая Коробка[{ ГеометрическаяПреобразование[ LineBox[{{-0,066, 0,2632}, {0,066, 0,2632}}], {{{1, 0}, {0, 1}}, {0., 0.}}], ГеометрическаяПреобразование[ LineBox[{{-0,033, 0,2368}, {0,033, 0,2368}}], {{{1, 0}, {0, 1}}, {0., 0. }}], {Абсолютная толщина[0,5], ГеометрическаяПреобразование[{ LineBox[{ Смещение[{-6, -12}, {0., 0,2368}], Смещение[{-14, -12}, {0., 0,2368}]}], LineBox[{ Смещение[{-6, 12}, {0., 0,2632}], Смещение[{-14, 12}, {0., 0,2632}]}], LineBox[{ Смещение[{-10, 16}, {0., 0,2632}], Смещение[{-10, 8}, {0., 0,2632}]}]}, {{{1, 0}, {0, 1}}, {0., 0.}}]}}]}}]}], {{0,0888888888888888, 0,09583333333333366}}]}, {AbsoluteThickness[1], GeometricTransformationBox[GraphicsGroupBox[ {Уровень серого[1], Непрозрачность[1], Графическая Групповая Коробка[{ ГеометрическаяПреобразование[ RectangleBox[{-0,033, 0,2368}, {0,033, 0,2632}], {{{1, 0}, {0, 1}}, {0., 0.}}], {Уровень серого[0], Абсолютная толщина[2], Графическая Групповая Коробка[{ ГеометрическаяПреобразование[ LineBox[{{-0,066, 0,2632}, {0,066, 0,2632}}], {{{1, 0}, {0, 1}}, {0. , 0.}}], ГеометрическаяПреобразование[ LineBox[{{-0,033, 0,2368}, {0,033, 0,2368}}], {{{1, 0}, {0, 1}}, {0., 0.}}], {Абсолютная толщина[0,5], ГеометрическаяПреобразование[{ LineBox[{ Смещение[{-6, -12}, {0., 0,2368}], Смещение[{-14, -12}, {0., 0,2368}]}], LineBox[{ Смещение[{-6, 12}, {0., 0,2632}], Смещение[{-14, 12}, {0., 0,2632}]}], LineBox[{ Смещение[{-10, 16}, {0., 0,2632}], Смещение[{-10, 8}, {0., 0,2632}]}]}, {{{1, 0}, {0, 1}}, {0., 0.}}]}}]}}]}], {{1.2138888888888892`, 0.22083333333333344`}}]}, {Уровень серого[1], Абсолютная толщина[1], Непрозрачность[1], ГеометрическаяПреобразование[ Графическая Групповая Коробка[{ ГеометрическаяПреобразование[ RectangleBox[{0.6839999999999999, 0.46699999999999997`}, \ {0,8160000000000001, 0,533}], {{{1, 0}, {0, 1}}, {0. , 0.}}], {Уровень серого[0], Абсолютная толщина[2], ГеометрическаяПреобразование[ LineBox[{{0,68399999999999999, 0,5}, {0,695, 0,533}, {0,717, 0,46699999999999997`}, {0,739, 0,533}, {0,761, 0,46699999999999997`}, {0,783, 0,533}, {0,805, 0,46699999999999997`}, {0,81600000000000001, 0,5}}], {{{1, 0}, {0, 1}}, {0., 0.}}]}}], {{{{0.0059889314503552326`, 0,716888169375565}, {-0,5818235443524734, 0,007379203103131768}}, {-0,27821356105332673`, 0,

25011572342}}}]}, {Уровень серого[1], Абсолютная толщина[1], Непрозрачность[1], ГеометрическаяПреобразование[ Графическая Групповая Коробка[{ ГеометрическаяПреобразование[ ПрямоугольникЯщик[{0.6839999999999999, 0.46699999999999997`}, \ {0,8160000000000001, 0,533}], {{{1, 0}, {0, 1}}, {0., 0.}}], {Уровень серого[0], Абсолютная толщина[2], ГеометрическаяПреобразование[ LineBox[{{0,68399999999999999, 0,5}, {0,695, 0,533}, {0,717, 0,46699999999999997`}, {0,739, 0,533}, {0,761, 0,46699999999999997`}, {0,783, 0,533}, {0,805, 0,46699999999999997`}, {0,81600000000000001, 0,5}}], {{{1, 0}, {0, 1}}, {0. , 0.}}]}}], {{{{0.007065459318993844, 0,7980684469716213}, {-0,6864080207849727, 0,008214822634796948}}, {0,060944459802721895`, 0,864865270937998}}}]}, {Уровень серого[1], Абсолютная толщина[1], Непрозрачность[1], ГеометрическаяПреобразование[ Графическая Групповая Коробка[{ ГеометрическаяПреобразование[ RectangleBox[{0.6839999999999999, 0.46699999999999997`}, {0,8160000000000001, 0,533}], {{{1, 0}, {0, 1}}, {0., 0.}}], {Уровень серого[0], Абсолютная толщина[2], ГеометрическаяПреобразование[ LineBox[{{0,6839999999999999, 0,5}, {0,695, 0,533}, {0,717, 0,46699999999999997`}, {0,739, 0,533}, {0,761, 0,46699999999999997`}, {0,783, 0,533}, {0,805, 0,46699999999999997`}, {0,81600000000000001, 0,5}}], {{{1, 0}, {0, 1}}, {0., 0.}}]}}], {{{{0.006848829464408586, 0,7568350400141252}, {-0,6653624718665793, 0,0077

4646766746`}}, {0,27755696

4234`, 0,8451266581675969}}}]}, {Уровень серого[1], Абсолютная толщина[1], Непрозрачность[1], ГеометрическаяПреобразование[ Графическая Групповая Коробка[{ ГеометрическаяПреобразование[ ПрямоугольникЯщик[{0,6839999999999999, 0. 46699999999999997`}, \ {0,8160000000000001, 0,533}], {{{1, 0}, {0, 1}}, {0., 0.}}], {Уровень серого[0], Абсолютная толщина[2], ГеометрическаяПреобразование[ LineBox[{{0,68399999999999999, 0,5}, {0,695, 0,533}, {0,717, 0,46699999999999997`}, {0,739, 0,533}, {0,761, 0,46699999999999997`}, {0,783, 0,533}, {0,805, 0,46699999999999997`}, {0,81600000000000001, 0,5}}], {{{1, 0}, {0, 1}}, {0., 0.}}]}}], {{{{0.0070610450494687236`, 0,7147439421773384}, {-0,6859791753453274, 0,0073571317555061605`}}, {0,66649891175, 0,8594169267423541}}}]}, {Уровень серого[1], Абсолютная толщина[1], Непрозрачность[1], ГеометрическаяПреобразование[ Графическая Групповая Коробка[{ ГеометрическаяПреобразование[ RectangleBox[{0.6839999999999999, 0.46699999999999997`}, \ {0,8160000000000001, 0,533}], {{{1, 0}, {0, 1}}, {0., 0.}}], {Уровень серого[0], Абсолютная толщина[2], ГеометрическаяПреобразование[ LineBox[{{0. 6839999999999999, 0,5}, {0,695, 0,533}, {0,717, 0,46699999999999997`}, {0,739, 0,533}, {0,761, 0,46699999999999997`}, {0,783, 0,533}, {0,805, 0,46699999999999997`}, {0,81600000000000001, 0,5}}], {{{1, 0}, {0, 1}}, {0., 0.}}]}}], {{{{0.006846622329646027, 0,7151727876169837}, {-0,6651480491467568, 0,007361546025031283}}, {0,10533419499982938`, 1.2562913749586637`}}}]}, {Уровень серого[1], Абсолютная толщина[1], Непрозрачность[1], ГеометрическаяПреобразование[ Графическая Групповая Коробка[{ ГеометрическаяПреобразование[ ПрямоугольникЯщик[{0,6839999999999999, 0.46699999999999997`}, \ {0,8160000000000001, 0,533}], {{{1, 0}, {0, 1}}, {0., 0.}}], {Уровень серого[0], Абсолютная толщина[2], ГеометрическаяПреобразование[ LineBox[{{0,68399999999999999, 0,5}, {0,695, 0,533}, {0,717, 0,46699999999999997`}, {0,739, 0,533}, {0,761, 0,46699999999999997`}, {0,783, 0,533}, {0,805, 0,46699999999999997`}, {0,81600000000000001, 0,5}}], {{{1, 0}, {0, 1}}, {0. , 0.}}]}}], {{{{0.006415569755238068, 0,6743682260991328}, {-0,6232713740297924, 0,006941529124436133}}, {0,32189309852289416`, 1.219538321515682}}}]}, {AbsoluteThickness[1], GeometricTransformationBox[GraphicsGroupBox[ {Уровень серого[1], Непрозрачность[1], Графическая Групповая Коробка[{ ГеометрическаяПреобразование[ RectangleBox[{0.9339999999999999, 0.2368}, \ {1,066, 0,2632}], {{{1, 0}, {0, 1}}, {0., 0.}}], {Уровень серого[0], Абсолютная толщина[2], ГеометрическаяПреобразование[{ LineBox[{{0.9339999999999999, 0,2632}, {1,066, 0,2632}}], LineBox[{{0.93399999999999999, 0.2368}, {1.066, 0,2368}}]}, {{{1, 0}, {0, 1}}, {0., 0.}}]}}]}], {{{{ 0.6458333333333334, 0.}, {0., 0.8974569319114026}}, { 0,19722222222222224`, 0,1134448910764746}}}]}, {AbsoluteThickness[1], GeometricTransformationBox[GraphicsGroupBox[ {Уровень серого[1], Непрозрачность[1], Графическая Групповая Коробка[{ ГеометрическаяПреобразование[ RectangleBox[{0. 9339999999999999, 0.2368}, \ {1,066, 0,2632}], {{{1, 0}, {0, 1}}, {0., 0.}}], {Уровень серого[0], Абсолютная толщина[2], ГеометрическаяПреобразование[{ LineBox[{{0.9339999999999999, 0,2632}, {1,066, 0,2632}}], LineBox[{{0.93399999999999999, 0.2368}, {1.066, 0,2368}}]}, {{{1, 0}, {0, 1}}, {0., 0.}}]}}]}], {{{{-0,006331395076749329, 0,8974138046410487}, {-0,6458022978286981, \ -0,008798174555300766}}, {0,07117594200475219, 1.2035543665407322`}}}]}, {AbsoluteThickness[1], GeometricTransformationBox[GraphicsGroupBox[ {Уровень серого[1], Непрозрачность[1], Графическая Групповая Коробка[{ ГеометрическаяПреобразование[ ПрямоугольникЯщик[{0,9339999999999999, 0,2368}, \ {1,066, 0,2632}], {{{1, 0}, {0, 1}}, {0., 0.}}], {Уровень серого[0], Абсолютная толщина[2], ГеометрическаяПреобразование[{ LineBox[{{0,93399999999999999, 0,2632}, {1,066, 0,2632}}], LineBox[{{0. 93399999999999999, 0.2368}, {1.066, 0,2368}}]}, {{{1, 0}, {0, 1}}, {0., 0.}}]}}]}], {{{{-0,0039955178360455085`, 0,8974397570591062}, {-0,6458209738632421, \ -0,005552214469989195}}, {0,6521669189320339, 1.2527626706068666`}}}]}, Дискбокс[{0.4638888888888891, 0,55}, Смещение[3.]], DiskBox[{0.66111111111111112, 0.6055555555555554}, Смещение[{3., 3.0000000000001137`}, {0., 0.}]], DiskBox[{0.6638888888888891, 0.5}, Смещение[3.]], DiskBox[{1.0305555555555556, 0.5999999999999999}, Смещение[{2.9999999999999943, 3.0000000000001137`}, {0., 0.}]], DiskBox[{0.086111111111111125, 0.5472222222222223}, Смещение[{2.9999999999999943, 3.}, {0., 0.}]], {Абсолютная толщина[1], InsetBox[ СтильБокс[«\<\"\"\>«, StripOnInput-> Ложь, LineColor->GrayLevel[0.2], FrontFaceColor->GrayLevel[0.2], GraphicsColor->GrayLevel[0.2], Семейство шрифтов->»Гельветика», Размер шрифта->12, Цвет Шрифта->ГрейУровень[ 0,2]], {0,9222222222222225, 0. 5000000000000001}]}, СтильБокс[Вставка[ СтильБокс[ Поле тегов[ Поле Подписи[«С», «1»], «Сырые ящики»], Семейство шрифтов->»Гельветика», FontColor->GrayLevel[0.2], Background->GrayLevel[1.]], {0.2763888888888889, 0.6347222222222231}, { Слева, Базовая линия}, Выравнивание->{Слева, Сверху}], Размер шрифта->16], СтильБокс[Вставка[ СтильБокс[ Поле тегов[ Поле Подписи[«С», «2»], «Сырые ящики»], Семейство шрифтов->»Гельветика», FontColor->GrayLevel[0.2], Фон->Уровень серого[ 1.]], {0,8597222222222225, 0,6736111111111116}, { Слева, Базовая линия}, Выравнивание->{Слева, Сверху}], Размер шрифта->16], СтильБокс[Вставка[ СтильБокс[ Поле тегов[ Поле Подписи[«С», «3»], «Сырые ящики»], Семейство шрифтов->»Гельветика», FontColor->GrayLevel[0.2], Фон->Уровень серого[ 1.]], {0,88888888892, 0.33194444444444504`}, { Слева, Базовая линия}, Выравнивание->{Слева, Сверху}], Размер шрифта->16], InsetBox[ СтильБокс[ Поле тегов[ СтильБокс[ Поле Подписи[«R», «1»], Размер шрифта->16], «Сырые ящики»], Семейство шрифтов->»Гельветика», FontColor->GrayLevel[0. 2], Фон->Уровень серого[ 1.]], {0,36805555555555564`, 0,3430555555555559}, { Слева, Базовая линия}, Выравнивание->{Слева, Сверху}], InsetBox[ СтильБокс[ Поле тегов[ СтильБокс[ Поле Подписи[«R», «2»], Размер шрифта->16], «Сырые ящики»], Семейство шрифтов->»Гельветика», FontColor->GrayLevel[0.2], Фон->Уровень серого[ 1.]], {0,3680555555555557, 0,7500000000000009}, { Слева, Базовая линия}, Выравнивание->{Слева, Сверху}], InsetBox[ СтильБокс[ Поле тегов[ СтильБокс[ Поле Подписи[«R», «0»], Размер шрифта->16], «Сырые ящики»], Семейство шрифтов->»Гельветика», FontColor->GrayLevel[0.2], Фон->Уровень серого[ 1.]], {0.12638888888888888`, 0.45000000000000084`}, { Слева, Базовая линия}, Выравнивание->{Слева, Сверху}], InsetBox[ СтильБокс[ Поле тегов[ СтильБокс[ Поле Подписи[«R», «3»], Размер шрифта->16], «Сырые ящики»], Семейство шрифтов->»Гельветика», FontColor->GrayLevel[0.2], Фон->Уровень серого[ 1.]], {0,6958333333333335, 0.34166666666666745`}, { Слева, Базовая линия}, Выравнивание->{Слева, Сверху}], InsetBox[ СтильБокс[ Поле тегов[ СтильБокс[ Поле Подписи[«R», «4»], Размер шрифта->16], «Сырые ящики»], Семейство шрифтов->»Гельветика», FontColor->GrayLevel[0. 2], Фон->Уровень серого[ 1.]], {0,7041666666666668, 0,7416666666666678}, { Слева, Базовая линия}, Выравнивание->{Слева, Сверху}], InsetBox[ СтильБокс[ Поле тегов[ СтильБокс[ Поле Подписи[«R», «5»], Размер шрифта->16], «Сырые ящики»], Семейство шрифтов->»Гельветика», FontColor->GrayLevel[0.2], Фон->Уровень серого[ 1.]], {1.0680555555555558`, 0.3305555555555564}, { Слева, Базовая линия}, Выравнивание->{Слева, Сверху}], Вставка[«», {0,0

77777777779, 0.5986111111111114}, { Слева, Базовая линия}, Выравнивание->{Слева, Сверху}], InsetBox[ СтильБокс[ Поле тегов[ СтильБокс[ Поле Подписи[«V», «1»], Размер шрифта->14], «Сырые ящики»], Семейство шрифтов->»Гельветика», FontColor->GrayLevel[0.2], Фон->Уровень серого[ 1.]], {0,056944444444444464`, 0,5791666666666673}, { Слева, Базовая линия}, Выравнивание->{Слева, Сверху}], InsetBox[ СтильБокс[ Поле тегов[ СтильБокс[ Поле Подписи[«V», «2»], Размер шрифта->14], «Сырые ящики»], Семейство шрифтов->»Гельветика», FontColor->GrayLevel[0. 2], Фон->Уровень серого[ 1.]], {0,4111111111111112, 0,5722222222222229}, { Слева, Базовая линия}, Выравнивание->{Слева, Сверху}], InsetBox[ СтильБокс[ Поле тегов[ СтильБокс[ Поле Подписи[«V», «4»], Размер шрифта->14], «Сырые ящики»], Семейство шрифтов->»Гельветика», FontColor->GrayLevel[0.2], Фон->Уровень серого[ 1.]], {0,6083333333333334, 0,6222222222222229}, { Слева, Базовая линия}, Выравнивание->{Слева, Сверху}], InsetBox[ СтильБокс[ Поле тегов[ СтильБокс[ Поле Подписи[«V», «3»], Размер шрифта->14], «Сырые ящики»], Семейство шрифтов->»Гельветика», FontColor->GrayLevel[0.2], Фон->Уровень серого[ 1.]], {0,6083333333333336, 0,4555555555555564}, { Слева, Базовая линия}, Выравнивание->{Слева, Сверху}], InsetBox[ СтильБокс[ Поле тегов[ СтильБокс[ Поле Подписи[«V», «5»], Размер шрифта->14], «Сырые ящики»], Семейство шрифтов->»Гельветика», FontColor->GrayLevel[0.2], Фон->Уровень серого[ 1.]], {1.0388888888888892`, 0,6194444444444454}, { Слева, Базовая линия}, Выравнивание->{Слева, Сверху}], InsetBox[ СтильБокс[ Поле тегов[ СтильБокс[ Коробка Подскрипта[«В», «е»], Размер шрифта->14], «Сырые ящики»], Семейство шрифтов->»Гельветика», FontColor->GrayLevel[0. 2], Фон->Уровень серого[ 1.]], {0,1694444444444444, 0,33888888888888946`}, { Слева, Базовая линия}, Выравнивание->{Слева, Сверху}], InsetBox[ СтильБокс[ Поле тегов[ СтильБокс[ Поле Подписи[«В», «б»], Размер шрифта->14], «Сырые ящики»], Семейство шрифтов->»Гельветика», FontColor->GrayLevel[0.2], Фон->Уровень серого[ 1.]], {1,0805555555555557`, 0,4583333333333339}, { Слева, Базовая линия}, Выравнивание->{Слева, Сверху}]}, ImageSize->{404.421875, Automatic}]\)

Небольшой усилитель мощности звука на 3 транзисторах — Deeptronic

11 февраля 2014 г. Хамуро Оставить комментарий

Рис. 1. Собранный малый транзисторный усилитель мощности звука

Для некоторых простых приложений, таких как игрушки, внутренняя связь или небольшие гаджеты, иногда требуется небольшая, простая, недорогая или низковольтная схема усилителя мощности. Для этого требования высокая точность требуется редко. В нашей статье представлена ​​модификация схемы усилителя из коллекции схем Боудена, дополненная рекомендациями по модификации для работы с другим напряжением.

Схема и принцип ее работы

Взгляните на принципиальную схему схемы, показанную на рисунке 2. В ней используются только 3 транзистора и несколько пассивных компонентов. Он может управлять стандартным громкоговорителем 4-8 Ом. Базовая конфигурация усилителя представляет собой двухтактную схему. Дополнительный транзистор используется не для управления трансформатором, а для разряда развязывающего конденсатора постоянного тока, чтобы подать двухполупериодный переменный ток на громкоговоритель. Некоторые компоненты оригинальной схемы (коллекция Боудена) опущены для упрощения схемы. Исходные резисторы на эмиттерах TR2 и TR3 удалены, и это нормально, поскольку мы ограничиваем ток холостого хода достаточно малым, чтобы предотвратить короткое замыкание обоих транзисторов (включение вместе и короткое замыкание пути тока непосредственно от Vcc до земли).

Рис. 2. Принципиальная схема 3-транзисторного аудиоусилителя Hamuro

Исходный резистор на эмиттере TR1 также удален, поскольку мы можем убедиться, что ток смещения автоматически регулируется  до правильной рабочей точки с помощью механизма обратной связи цепи смещения (R2, R3). , R4 и C3).

Обратная связь по постоянному току для простого автоматического смещения

Чтобы максимизировать размах напряжения на выходе, соединение эмиттеров TR2 и TR3 должно быть установлено на половину напряжения питания (1,5 В). В этот момент это напряжение должно создать надлежащее напряжение на базе TR1, которое приведет к активизации TR1 (0,6 В). Напряжение смещения — это напряжение на R4,

VR4 = 1,5 В * R4/(R4+R3+R2)

VR4 = 1,5 В * 6,8/(6,8+47+4,7)

VR4 = 0,63 В

Механизм обратной связи делает выбор резисторов некритичным , если тока достаточно, чтобы обеспечить надлежащий ток холостого хода на коллекторе TR1. Мы можем установить простое правило, установив ток R2-R3-R4 (половина напряжения питания, деленная на общее сопротивление R2+R3+R4) минимум в десять раз больше базового тока (ток коллектора, деленный на коэффициент усиления транзистора). Проверим по правилу, ток коллектора (в состоянии покоя) равен

Ic = (Vcc – 2*Vдиоды)/2R1

Ic = (3V-2*0,6V)/ 2k

Ic = 0,9 мА

В условиях низкого тока усиление (hFe) транзистора (TR1 ) составляет около 100. Таким образом, базовый ток будет 0,009 мА, а десятикратный — 0,09 мА, поэтому максимальное общее сопротивление R2-R3-R4 равно половине напряжения питания, деленному на этот ток:

Rmax = 1,5 В/0,09 мА

Rmax = 16,67 кОм

Этому требованию удовлетворяют выбранные значения, так как его полное сопротивление составляет всего 16,2 кОм.

Между резисторами R3 и R3 вставлен фильтрующий конденсатор C3, чтобы закоротить сигнал. Без этого конденсатора схема будет пытаться регулироваться, чтобы гарантировать, что выход никогда не будет колебаться от половинной точки, даже при подаче входного сигнала. Наш эксперимент показывает искаженный отрицательный цикл, когда мы пропускаем этот конденсатор.

Как работает двухтактный режим

Чтобы облегчить объяснение того, как эта схема обеспечивает взаимодополняемость транзисторов TR2 и TR3, давайте представим, что TR1 заменен переменным резистором, назовем его R1′, так как его положение симметрично с R1. В какой-то момент значения R1 ‘, при 1 кОм, который установлен для режима ожидания, оба транзистора TR3 и TR2 будут слегка «включены» симметрично. В этой точке холостого хода оба транзистора устанавливаются на симметричную малую токопроводимость за счет поддержания небольшого напряжения между базами двух транзисторов, и это делается с помощью D1 и D2. Это небольшое напряжение представляет собой сумму двух падений напряжения на двух диодах с прямым смещением. При положительном цикле синусоидального входного сигнала R1’ (эквивалентное сопротивление коллектор-эмиттер TR1) уменьшится ниже 1 кОм, TR3 будет отключен, а TR2 будет активирован для обслуживания выхода (разрядка C2). При отрицательном цикле входного сигнала сопротивление R1 превысит 1 кОм, TR2 будет отключен, а TR3 будет активирован, чтобы подавать больший ток для обслуживания выхода, заряжая C2.

Модификация схемы для работы при более высоком напряжении

Если мы хотим реализовать эту схему для более высокого напряжения, помните, что точка выхода, соединение между эмиттерами комплементарных транзисторов, должна быть установлена ​​на половине напряжения питания, поэтому смещение резисторы должны быть пересчитаны, чтобы найти правильные значения. Мы можем выбрать R1 на основе максимального тока конечных транзисторов и коэффициента усиления транзистора при этом максимальном токе, но всегда помните, что эта схема нестабильна, если последний транзистор нагревается. Напряжение база-эмиттер может упасть намного ниже напряжения смещающих диодов, когда транзисторы нагреваются, поэтому короткий ток (непосредственно от Vcc к TR3 и TR2 к земле) может стать неконтролируемым даже в состоянии простоя (отсутствие сигнала). Мы можем увеличить R1, чтобы убедиться, что транзистор работает намного ниже его максимального допустимого тока.

Добавление регулятора усиления и стабилизации финальных транзисторов

Мы можем улучшить производительность, если сможем согласовать количество компонентов. Вставка последовательного резистора между эмиттером TR1 и землей снизит общий коэффициент усиления этого усилителя, но помните, что вставленный резистор меньше, чем значение R1. Небольшой подстроечный потенциометр на 500 Ом может использоваться для гибкой регулировки усиления.