Усилитель нч схема. Усилители НЧ на транзисторах: схемы, особенности, характеристики — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Как работают усилители низкой частоты на транзисторах. Какие бывают схемы транзисторных УНЧ. Какие у них преимущества и недостатки. Как выбрать оптимальную схему УНЧ для своих целей.

Содержание

Принцип работы транзисторных усилителей низкой частоты

Транзисторные усилители низкой частоты (УНЧ) предназначены для усиления электрических сигналов звукового диапазона частот. Их основные функции:

Увеличение амплитуды входного сигнала
Согласование высокого выходного сопротивления источника сигнала с низким сопротивлением нагрузки
Формирование требуемой амплитудно-частотной характеристики

Принцип работы транзисторного УНЧ заключается в следующем:

Слабый входной сигнал подается на базу транзистора
Транзистор усиливает сигнал за счет эффекта транзисторного усиления
Усиленный сигнал снимается с коллектора транзистора
При необходимости используется несколько каскадов усиления

Ключевые преимущества транзисторных УНЧ:

Высокий КПД
Компактные размеры
Низкое напряжение питания
Широкая полоса пропускания
Простота схемотехники

Основные схемы включения транзисторов в УНЧ

Существует три основные схемы включения биполярных транзисторов в усилительных каскадах:

1. Схема с общим эмиттером (ОЭ)

Это наиболее распространенная схема. Она обеспечивает усиление как по току, так и по напряжению. Коэффициент усиления по напряжению может достигать 100-500.

2. Схема с общей базой (ОБ)

Используется реже. Имеет низкое входное и высокое выходное сопротивление. Обеспечивает хорошую развязку входа и выхода. Коэффициент усиления по напряжению может быть более 1000.

3. Схема с общим коллектором (ОК)

Называется также эмиттерным повторителем. Обладает высоким входным и низким выходным сопротивлением. Коэффициент усиления по напряжению близок к единице.

Простые схемы однокаскадных УНЧ на транзисторах

Рассмотрим несколько простых схем однокаскадных усилителей низкой частоты на транзисторах:

Простейший УНЧ на одном транзисторе

Это базовая схема с общим эмиттером:

Один транзистор n-p-n типа (например, КТ315)
Резистор в цепи базы задает рабочую точку
Конденсатор на входе разделяет постоянную и переменную составляющую
Нагрузка (динамик) подключается к коллектору через разделительный конденсатор

Коэффициент усиления такой схемы обычно не превышает 10-20.

УНЧ с эмиттерной стабилизацией

Добавление резистора в цепь эмиттера позволяет стабилизировать рабочую точку транзистора:

Резистор создает отрицательную обратную связь по току
Стабилизируется положение рабочей точки
Уменьшаются нелинейные искажения
Расширяется динамический диапазон

При этом снижается коэффициент усиления, но улучшается стабильность работы.

Двухкаскадные транзисторные усилители НЧ

Для увеличения коэффициента усиления применяют двухкаскадные схемы:

Схема с непосредственной связью между каскадами

Особенности данной схемы:

Первый каскад — с общим эмиттером
Второй каскад — эмиттерный повторитель
Отсутствуют разделительные конденсаторы между каскадами
Хорошо усиливаются низкие частоты
Высокий коэффициент усиления (до 1000)

Схема с разделительными конденсаторами

В этой схеме:

Оба каскада выполнены по схеме с общим эмиттером
Между каскадами включен разделительный конденсатор
Проще в настройке
Меньше зависимость от разброса параметров транзисторов

Коэффициент усиления такой схемы обычно 100-500.

Многокаскадные УНЧ на транзисторах

Для получения большого усиления применяют многокаскадные УНЧ:

3-4 каскада усиления на биполярных транзисторах

Чередование каскадов по схемам с ОЭ и ОК
Применение эмиттерной стабилизации
Использование частотозависимых обратных связей
Коэффициент усиления может достигать 10000 и более

Такие схемы позволяют получить высококачественное усиление с малыми искажениями.

Выходные каскады УНЧ на транзисторах

Выходные каскады УНЧ должны обеспечивать необходимую выходную мощность. Основные схемы:

Однотактный выходной каскад

Особенности:

Один мощный транзистор
Работа в режиме класса А
Малые искажения
Низкий КПД (до 25%)
Малая выходная мощность

Двухтактный выходной каскад

Преимущества:

Два мощных транзистора разной структуры
Работа в режиме класса АВ или В
Высокий КПД (до 70%)
Большая выходная мощность
Малые нелинейные искажения

Двухтактные каскады наиболее часто применяются в современных УНЧ.

Преимущества и недостатки транзисторных УНЧ

Основные преимущества усилителей НЧ на транзисторах:

Высокий КПД (особенно в классе АВ и В)
Малые габариты и вес
Низкое напряжение питания
Высокая надежность
Большой срок службы
Низкая стоимость

Недостатки транзисторных УНЧ:

Склонность к самовозбуждению
Температурная нестабильность
Необходимость тщательного подбора элементов
«Жесткий» характер звучания по сравнению с ламповыми УНЧ

Тем не менее, благодаря своим преимуществам, транзисторные УНЧ наиболее широко применяются в современной аудиотехнике.

Как выбрать оптимальную схему УНЧ на транзисторах?

При выборе схемы транзисторного усилителя НЧ следует учитывать следующие факторы:

Требуемая выходная мощность
Необходимый коэффициент усиления
Допустимый уровень искажений
Диапазон рабочих частот
Напряжение питания
Сложность схемы

Для большинства применений оптимальным вариантом является:

2-3 каскада предварительного усиления на маломощных транзисторах
Двухтактный выходной каскад на мощных транзисторах
Применение общей отрицательной обратной связи
Использование эмиттерной стабилизации

Такая схема обеспечивает хороший компромисс между качеством звучания, выходной мощностью и сложностью реализации.

Схемы усилителей мощности на германиевых транзисторах. Секреты звучания забытых германиевых УНЧ.

Эх, жалко пацанов — королевство маловато, разгуляться негде!
Ни ламповых тебе однотактников, ни гераниевых раритетов… Что ещё остаётся пытливому уму неоперившегося меломана?
Разве что брейкануть под японское хокку, да кайфануть для большего эффекта под уханье бумбокса.

«Кремний — всему голова» — крикнут яростные члены на форумных дебатах.
«Не надо впаривать нам этот шняга-силикатный экстракт» — вторят им другие, «для начала послушайте своими руками, а потом делайте свои тупоголовые выводы».

На самом деле, слушать надо!
Перелопатить определённое количество разномастной усилительной аппаратуры — тоже надо.
Не обязательно быть музыкантом со стажем, но таить в себе зачатки какого-никакого слуха — опять же, надо.
И тогда любой пацак, владелец старого пепелаца, сможет авторитетно заявить: «Однако разница в звуке есть, и она весьма существенна!»

На этой странице поговорим об УНЧ на германиевых транзисторах.

Своеобразие германиевого звучания, как правило, сводится к двум устойчивым постулатам:
1. Усилители на германиевых транзисторах отличаются музыкальностью,
2. Звук похож на звук ламповика.
И если первый пункт у меня возражений не вызывает, то со вторым мнением коллег позволю вежливо не согласиться — не похож, абсолютно разное звучание.

Электрофон сетевой транзисторный «Вега-101-стерео» с усилителем на германиевых транзисторах, выпускаемый Бердским радиозаводов с начала 1972 по 1982 год, заложил в головы современников основы понимания того, каким должен быть высококачественный стереофонический звук.
Время шло, появлялись на свет и более продвинутые вертушки с магнитными звукоснимателями, и значительно более мощные УНЧ на кремниевых транзисторах с незаурядными характеристиками.
Однако душещипательные воспоминания о том, как звучали в конце 70-ых простенькие Веги с их примитивной схемотехникой открыли историю ожесточённой борьбы человечества с феноменом транзисторного звучания.

Ну да и ладно, пора переходить на новый уровень — нарисовать пару-тройку принципиальных схем усилителей низкой частоты на германиевых транзисторах, но для начала озадачусь вопросом: Что любит и что не любит германий?

1. Германий любит простоту и не приемлет наворотов. Дифференциальный каскад с источником тока в цепи эмиттера — уже является буржуазным излишеством.
2. Германий не любит перегрева, легко может напустить дыма и отправиться к праотцам электроники Амперу и Ому в ответ на потерю бдительности в процессе настройки схемы.

А теперь обещанные схемы.

Рис.1

Номинальная мощность усилителя при коэффициенте гармоник на частоте 1000Гц менее 0,1% — 1 Вт, максимальная — 1,5Вт, чувствительность по входу — 0,2 В.
Усилитель сохраняет работоспособность при понижении напряжения питания до 9В.
Подбором номинала резистора R8 устанавливается значение напряжения на эмиттерах выходных транзисторов, равное половине напряжения питания.

Подбором номинала резистора R2 устанавливается значение напряжения на коллекторе транзистора V1, равное половине напряжения питания.

Рис.2

Схема, приведённая на Рис.2 — для эстетов, желающих порадовать свой слуховой аппарат ни с чем не сравнимым звуком однотактного усилителя, работающего в чистом режиме А.
Для настройки усилителя следует подбором номинала резистора R9 установить ток покоя выходного транзистора — 150мА.

Рис.3

На рис.3 показана принципиальная схема универсального усилителя НЧ, собранного на девяти транзисторах и развивающего выходную мощность до 10 Вт при сопротивлении нагрузки 4 Ом и входном напряжении около 10 мВ.
При налаживании устройства подстроечным резистором R2 устанавливают выходное напряжение в точке соединения транзисторов VT8 и VT9 равным половине напряжения питания.

Рис.4

Схема более мощного усилителя приведена на Рис. 4. Усилитель рассчитан на подключение электрогитары и микрофона, но может быть использован также совместно с проигрывателем, магнитофоном или радиоприёмником.
Основные технические данные, приведённые автором:
Номинальная выходная мощность — 30 Вт.
Максимальная выходная мощность — 40 Вт.
Сопротивление нагрузки 3,5-5 Ом.
Полоса рабочих частот 30-16000 Гц.
Коэффициент нелинейных искажений — не более 1,5%.
Чувствительность с выхода микрофона — 10 мВ.
Чувствительность с выхода электрогитары — 0,1 В.
Напряжение 15 В на коллекторе транзистора Т10 устанавливают резистором R19.
Ток покоя всего усилителя не должен превышать 170 мА.

Рис.5

На Рис.5 приведена схема простого и мощного усилителя на германиевых транзисторах DTG110B. При подключении к его входу любого УНЧ мощностью 1,5-2 Вт устройство выдаёт на 8-ми омную нагрузку около 50 Вт чистого германиевого звука.
Согласующий трансформатор Т1 выполнен на железе Ш24 (толщина пакета 20-25мм) и содержит 3 одинаковые обмотки по 120 витков, намотанных на картонном каркасе проводом ПЭВ-1 или ПЭВ-2 диаметром 0,5-0,7мм.
Налаживание устройства заключается в подборе значений резисторов R2 R4 для достижения на выходе схемы нулевого потенциала и тока покоя транзисторов — 120-150 мА.
При снижении напряжения питания на каждом плече до 30В транзисторы DTG110B без каких-либо колебаний могут быть заменены на отечественные П210А.

Рис.6

Схема, представленная на Рис.6, является переработанным под «германий» вариантом усилителя НЧ из статьи Николая Трошина журнале Радио №8 за 1989г (стр. 51-55). Творцом переработки является сам автор статьи. Вот что он пишет на страннице сайта http://vprl.ru:

«Выходная мощность этого усилителя 30 Вт при сопротивлении нагрузки акустических систем 4 Ома, и примерно 18 Вт при сопротивлении нагрузки 8 Ом.
Напряжение питания усилителя (U пит) двухполярное ±25 В;
Диапазон рабочих частот 20Гц…20кГц:

Транзисторы МП40А можно заменить на транзисторы МП21, МП25, МП26. Транзисторы ГТ402Г – на ГТ402В; ГТ404Г – на ГТ404В;
Выходные транзисторы ГТ806 можно ставить любых буквенных индексов. Применять более низкочастотные транзисторы типа П210, П216, П217 в этой схеме не рекомендую, поскольку на частотах выше 10кГц они здесь работают плоховато (заметны искажения), видимо, из-за нехватки усиления тока на высокой частоте.

Площадь радиаторов на выходные транзисторы должна быть не менее 200 см2, на предоконечные транзисторы не менее 10 см2.
На транзисторы типа ГТ402 радиаторы удобно делать из медной (латунной) или алюминиевой пластины, толщиной 0,5 мм, размером 44х26.5 мм.

Настройка правильно собранного из исправных элементов усилителя сводится к установке подстроечным резистором тока покоя выходного каскада 100мА (удобно контролировать на эмиттерном резисторе 1 Ом – напряжение 100мВ).
Диод VD1 желательно приклеить или прижать к радиатору выходного транзистора, что способствует лучшей термостабилизации. Однако если этого не делать, ток покоя выходного каскада от холодного 100мА до горячего 300мА меняется, в общем-то, не катастрофично.

Важно: перед первым включением необходимо выставить подстроечный резистор в нулевое сопротивление.
После настройки желательно подстроечный резистор выпаять из схемы, измерить его реальное сопротивление и заменить на постоянный».

Радиосхемы. — Схемы усилителей на транзисторах

Радиотехника начинающим перейти в раздел	Букварь телемастера перейти в раздел	Основы спутникового телевидения перейти в раздел
Каталог схем перейти в раздел	Литература перейти в раздел	Статьи перейти в раздел
Схемы телевизоров перейти в раздел	Файловое хранилище перейти в раздел	Доска объявлений перейти в раздел
Радиодетали и ремонт в Вашем городе перейти в раздел	ФОРУМ перейти в раздел	Справочные материалы Справочная литература Микросхемы Прочее

Схема усилителя низкой частоты

Усилитель Э. Холтона пользуется большой популярностью среди звуковиков и аудиофилов. Схема этого усилителя низкой частоты была создана более 40 лет назад. Основные достоинства этого усилителя можно перечислять часами. Схема позволяет получить высокую мощность на выходе, что позволяет построить на основе этой схемы мощные концертные усилители с мощностью более 1000 ватт. Высокая мощность, сравнительно простая схема (не для начинающих, конечно) делают эту электросхему такой популярной. Выходной каскад усилителя работает в режиме АВ, это дает возможность использовать усилитель для широкополосной акустики.

Схема усилителя имеет несколько модернизаций. В основном повторяют схемы с мощностью от 200 до 800 ватт, редко до 1200, хотя на основе схемы Холтона можно построить усилители низкой частоты до 5000 ватт и более. Аудиофилами схема используется для питания мощных сабвуферных головок, Холтон одна из тех схем, которая может легко справляться с любой сабвуферной головкой, которые встречаются в магазинах.

На основе этого усилители создаются усилители повышенной мощности, которые находят широкое применение в конкурсах по автозвуку, для раскачки сабвуферных головок с мощностью по несколько киловатт.

Классическая схема Холтона содержит 3 пары выходных транзисторов, почти всегда выходной каскад полевой. Ниже основные параметры схемы Холтона с 3-я парами выходного каскада.

Максимальное напряжение питания, ± В ±85 В на нагрузку 8 Ом. Максимальная выходная мощность, Вт при искажениях до 1% и напряжении питания: В скобках указан требуемый блок оконечных каскадов для получение указанной мощности.

±30 В
40 (О-1)
80 (О-1)
160 (О-2)

±35 В
60 (О-1)
120 (О-1)
240 (О-3)

±40 В
80 (О-1)
160 (О-2)
320 (О-4)

±45 В
100 (О-1)
200 (О-2)
400 (О-5)

±50 В
135 (О-2)
270 (О-3)
540 (О-6)

±55 В
160 (О-2)
320 (О-4)
640 (О-7)

±60 В
200 (О-2)
400 (О-4)
800 (О-8)

±65 В
240 (О-3)
480 (О-5)

±70 В
270 (О-3)
540 (О-6)

±75 В
310 (О-4)
620 (О-6)

±80 В
360 (О-4)
720 (О-7)

±85 В
410 (О-4)
820 (О-8)

Коф усиления, дБ 24

Нелинейные искажения при 2/3 от максимальной мощности, % 0,03%

Скорость нарастания выходного сигнала, не менее В/мкС 25

Единственной защитой транзисторов выходного каскада являются эмиттерные резисторы, номинал которых может лежать в пределах от 0,22 до 0,49 Ом, незначительное отклонение никак повлияет на работу схемы.

Коф. нелинейных искажения данной схемы не превышает 0,07% на частоте 18 кГц, Приведенная схема усилителя отличается от стандартной схемы Энтони Холтона лишь типами используемых транзисторов, поскольку оригинальные транзисторы, которые использовал автор, уже давно вышли из продажи.

Мощность представленной схемы может доходить со 800 ватт на нагрузку в 4 Ом, представьте эти 800 ватт в автомобиле или в квартире…

В нашем варианте имеем стереофонический усилитель Холтона с максимальной выходной мощностью 1600 ватт.

Для питания каждого канала имеется отдельный блок питания, в данном случае сетевые тороидальные трансформаторы на 1000 ватт каждый.

Понравилась схема — лайкни!

ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ УНЧ

Смотреть ещё схемы усилителей

УСИЛИТЕЛИ НА ЛАМПАХ УСИЛИТЕЛИ НА ТРАНЗИСТОРАХ

УСИЛИТЕЛИ НА МИКРОСХЕМАХ СТАТЬИ ОБ УСИЛИТЕЛЯХ

Схемы усилителей низкой частоты (УНЧ) на транзисторах

Простейшие усилители низкой частоты на транзисторах

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

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

Простой усилитель на одном транзисторе

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

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

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

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

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

Улучшениые варианты однотранзисторного усилителя

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

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

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

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

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

Двухкаскадный усилитель на транзисторах

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

Рис. 5. Схема простого двухкаскадного усилителя НЧ.

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

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

Схема УНЧ на полевом и кремниевом транзисторах

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

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

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

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

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

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

Трекаскадный УНЧ с непосредственной связью

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

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

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

Схемы каскадных УНЧ на биполярных транзисторах

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

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

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

Экономичный УНЧ на трех транзисторах

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

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

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

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

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

1(мкА) = 52 + 13*(Uпит)*(Uпит),

где Uпит – напряжение питания в Вольтах (В).

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

Двухкаскадные УНЧ с непосредственной связью между каскадами

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

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

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

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

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

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

Рис. 14. Двухкаскадный УНЧ с полевым транзистором.

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

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

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

Схемы УНЧ для работы с низкоОмной нагрузкой

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

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

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

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

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

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

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

Усилитель на транзисторах: виды, схемы, простые и сложные

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.

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:

Класс «А» – ток протекает безостановочно в течение всего периода работы усилительного каскада.
В классе работы «В» протекает ток в течение половины периода.
Класс «АВ» говорит о том, что ток протекает через усилительный каскад в течение времени, равного 50-100 % от периода.
В режиме «С» электрический ток протекает менее чем половину периода времени работы.
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.

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

Очень низкое значение уровня нелинейных искажений в выходном сигнале.
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.

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.

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.

УНЧ с трансформатором на выходе

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.

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.

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.

Схемы усилителей мощности на германиевых транзисторах.

Секреты звучания забытых германиевых УНЧ.

Эх, жалко пацанов – королевство маловато, разгуляться негде!
Ни ламповых тебе однотактников, ни гераниевых раритетов. Что ещё остаётся пытливому уму неоперившегося меломана?
Разве что брейкануть под японское хокку, да кайфануть для большего эффекта под уханье бумбокса.

«Кремний – всему голова» – крикнут яростные члены на форумных дебатах.
«Не надо впаривать нам этот шняга-силикатный экстракт» – вторят им другие, «для начала послушайте своими руками, а потом делайте свои тупоголовые выводы».

На самом деле, слушать надо!
Перелопатить определённое количество разномастной усилительной аппаратуры – тоже надо.
Не обязательно быть музыкантом со стажем, но таить в себе зачатки какого-никакого слуха – опять же, надо.
И тогда любой пацак, владелец старого пепелаца, сможет авторитетно заявить: «Однако разница в звуке есть, и она весьма существенна!»

На этой странице поговорим об УНЧ на германиевых транзисторах.

Своеобразие германиевого звучания, как правило, сводится к двум устойчивым постулатам:
1. Усилители на германиевых транзисторах отличаются музыкальностью,
2. Звук похож на звук ламповика.
И если первый пункт у меня возражений не вызывает, то со вторым мнением коллег позволю вежливо не согласиться – не похож, абсолютно разное звучание.

Электрофон сетевой транзисторный “Вега-101-стерео” с усилителем на германиевых транзисторах, выпускаемый Бердским радиозаводов с начала 1972 по 1982 год, заложил в головы современников основы понимания того, каким должен быть высококачественный стереофонический звук.
Время шло, появлялись на свет и более продвинутые вертушки с магнитными звукоснимателями, и значительно более мощные УНЧ на кремниевых транзисторах с незаурядными характеристиками.
Однако душещипательные воспоминания о том, как звучали в конце 70-ых простенькие Веги с их примитивной схемотехникой открыли историю ожесточённой борьбы человечества с феноменом транзисторного звучания.

Ну да и ладно, пора переходить на новый уровень – нарисовать пару-тройку принципиальных схем усилителей низкой частоты на германиевых транзисторах, но для начала озадачусь вопросом: Что любит и что не любит германий?
1. Германий любит простоту и не приемлет наворотов. Дифференциальный каскад с источником тока в цепи эмиттера – уже является буржуазным излишеством.
2. Германий не любит перегрева, легко может напустить дыма и отправиться к праотцам электроники Амперу и Ому в ответ на потерю бдительности в процессе настройки схемы.

А теперь обещанные схемы.

Рис.1

Номинальная мощность усилителя при коэффициенте гармоник на частоте 1000Гц менее 0,1% – 1 Вт, максимальная – 1,5Вт, чувствительность по входу – 0,2 В.
Усилитель сохраняет работоспособность при понижении напряжения питания до 9В.
Подбором номинала резистора R8 устанавливается значение напряжения на эмиттерах выходных транзисторов, равное половине напряжения питания.
Подбором номинала резистора R2 устанавливается значение напряжения на коллекторе транзистора V1, равное половине напряжения питания.

Рис.2

Схема, приведённая на Рис.2 – для эстетов, желающих порадовать свой слуховой аппарат ни с чем не сравнимым звуком однотактного усилителя, работающего в чистом режиме А.
Для настройки усилителя следует подбором номинала резистора R9 установить ток покоя выходного транзистора – 150мА.

Рис.3

Схема более мощного усилителя приведена на Рис.4. Усилитель рассчитан на подключение электрогитары и микрофона, но может быть использован также совместно с проигрывателем, магнитофоном или радиоприёмником.
Основные технические данные, приведённые автором:
Номинальная выходная мощность – 30 Вт.
Максимальная выходная мощность – 40 Вт.
Сопротивление нагрузки 3,5-5 Ом.
Полоса рабочих частот 30-16000 Гц.
Коэффициент нелинейных искажений – не более 1,5%.
Чувствительность с выхода микрофона – 10 мВ.
Чувствительность с выхода электрогитары – 0,1 В.
Напряжение 15 В на коллекторе транзистора Т10 устанавливают резистором R19.
Ток покоя всего усилителя не должен превышать 170 мА.

Рис.5

На Рис.5 приведена схема простого и мощного усилителя на германиевых транзисторах DTG110B. При подключении к его входу любого УНЧ мощностью 1,5-2 Вт устройство выдаёт на 8-ми омную нагрузку около 50 Вт чистого германиевого звука.
Согласующий трансформатор Т1 выполнен на железе Ш24 (толщина пакета 20-25мм) и содержит 3 одинаковые обмотки по 120 витков, намотанных на картонном каркасе проводом ПЭВ-1 или ПЭВ-2 диаметром 0,5-0,7мм.
Налаживание устройства заключается в подборе значений резисторов R2 R4 для достижения на выходе схемы нулевого потенциала и тока покоя транзисторов – 120-150 мА.
При снижении напряжения питания на каждом плече до 30В транзисторы DTG110B без каких-либо колебаний могут быть заменены на отечественные П210А.

Рис.6

Искусство схемотехники.

Часть 11 – Усилитель низкой частоты на транзисторах. Схема № 1

Избранные главы из книги С. А. Гаврилова «Искусство схемотехники. Просто о сложном».

Продолжение

Начало читайте здесь:

Заказать книгу можно в интернет-магазине издательства

Усилитель низкой частоты на транзисторах

Схема № 1

Выбор класса усилителя. Сразу предупредим радиолюбителя – делать усилитель класса A на транзисторах мы не будем. Причина проста – как было сказано во введении, транзистор усиливает не только полезный сигнал, но и поданное на него смещение. Проще говоря, усиливает постоянный ток. Ток этот вместе с полезным сигналом потечет по акустической системе (АС), а динамики, к сожалению, умеют этот постоянный ток воспроизводить. Делают они это самым очевидным образом – вытолкнув или втянув диффузор из нормального положения в противоестественное.

Попробуйте прижать пальцем диффузор динамика – и вы убедитесь, в какой кошмар превратится при этом издаваемый звук. Постоянный ток по своему действию с успехом заменяет ваши пальцы, поэтому динамической головке он абсолютно противопоказан. Отделить же постоянный ток от переменного сигнала можно только двумя средствами – трансформатором или конденсатором, – и оба варианта, что называется, один хуже другого.

Принципиальная схема

Схема первого усилителя, который мы соберем, приведена на рис. 11.18.


Рис. 11.18.	*Принципиальная схема УНЧ на транзисторах с обратной связью, выходной каскад которого работает в режиме В*

Это усилитель с обратной связью, выходной каскад которого работает в режиме В. Единственное достоинство этой схемы – простота, а также однотипность выходных транзисторов (не требуется специальные комплементарные пары). Тем не менее, она достаточно широко применяется в усилителях небольшой мощности. Еще один плюс схемы – она не требует никакой настройки, и при исправных деталях заработает сразу, а нам это сейчас очень важно.

Рассмотрим работу этой схемы. Усиливаемый сигнал подается на базу транзистора VT1. Усиленный этим транзистором сигнал с резистора R4 подается на базу составного транзистора VT2, VT4, а с него – на резистор R5.

Транзистор VT3 включен в режиме эмиттерного повторителя. Он усиливает положительные полуволны сигнала на резисторе R5 и подает их через конденсатор C4 на АС.

Отрицательные же полуволны усиливает составной транзистор VT2, VT4. При этом падение напряжения на диоде VD1 закрывает транзистор VT3. Сигнал с выхода усилителя подается на делитель цепи обратной связи R3, R6, а с него – на эмиттер входного транзистора VT1. Таким образом, транзистор VT1 у нас и играет роль устройства сравнения в цепи обратной связи.

	Примечание.
	Обратите внимание – последовательно с резистором R3 включен конденсатор C2. Это значит, что делитель напряжения у нас частотно-зависимый.

Постоянный ток он усиливает с коэффициентом усиления, равным единице (потому что сопротивление конденсатора C постоянному току теоретически бесконечно), а полезный сигнал – с коэффициентом, равным соотношению R6/R3.

Как видим, величина емкостного сопротивления конденсатора в этой формуле не учитывается. Частота, начиная с которой конденсатором при расчетах можно пренебречь, называется частотой среза RC-цепочки. Частоту эту можно рассчитать по формуле

Для нашего примера она будет около 18 Гц, т. е. более низкие частоты усилитель будет усиливать хуже, чем он мог бы.

Плата. Усилитель собран на плате из одностороннего стеклотекстолита толщиной 1.5 мм размерами 45×32.5 мм. Разводку печатной платы в зеркальном изображении и схему расположения деталей можно скачать здесь. Видеоролик о работе усилителя в формате MOV скачать для просмотра можно отсюда. Хочу сразу предупредить радиолюбителя – звук, воспроизводимый усилителем, записывался в ролике с помощью встроенного в фотоаппарат микрофона, так что говорить о качестве звука, к сожалению, будет не совсем уместно! Внешний вид усилителя приведен на рис. 11.19.


Рис. 11.19.	*Внешний вид усилителя*

Элементная база. При изготовлении усилителя транзисторы VT3, VT4 можно заменить любыми, рассчитанными на напряжение не менее напряжения питания усилителя, и допустимым током не менее 2 А. На такой же ток должен быть рассчитан и диод VD1.

Остальные транзисторы – любые с допустимым напряжением не менее напряжение питания, и допустимым током не менее 100 мА. Резисторы – любые с допустимой рассеиваемой мощностью не менее 0.125 Вт, конденсаторы – электролитические, с емкостью, не менее указанной на схеме, и рабочим напряжением на менее напряжения питания усилителя.

Радиаторы для усилителя. Прежде чем попробовать изготовить нашу вторую конструкцию, давайте, уважаемый радиолюбитель, остановимся на радиаторах для усилителя и приведем здесь весьма упрощенную методику их расчета.

Во-первых, вычисляем максимальную мощность усилителя по формуле:

где U – напряжение питания усилителя, В; R – сопротивление АС (обычно оно составляет 4 или 8 Ом, хотя бывают и исключения).

Во-вторых, вычисляем мощность, рассеиваемую на коллекторах транзисторов, по формуле:

В-третьих, вычисляем площадь радиатора, необходимую для отвода соответствующего количества тепла:

В-четвертых, выбираем или изготавливаем радиатор, площадь поверхности которого будет не менее рассчитанной.

	Примечание.
	При изготовлении радиатора не забывайте, что алюминиевая пластина имеет две стороны, а не одну, и, радиатор площадью 100 см 2 будет иметь размеры вовсе не 10×10 см, а 10×5 см!

Указанный расчет носит весьма приблизительный характер, но для радиолюбительской практики его обычно бывает достаточно. Для нашего усилителя при напряжении питания 12 В и сопротивлении АС, равным 8 Ом, «правильным» радиатором была бы алюминиевая пластина размерами 2×3 см и толщиной не менее 5 мм для каждого транзистора. Имейте ввиду, что более тонкая пластина плохо передает тепло от транзистора к краям пластины. Хочется сразу предупредить – радиаторы во всех остальных усилителях тоже должны быть «нормальных» размеров. Каких именно – посчитайте сами!

Качество звучания. Собрав схему, вы обнаружите, что звук усилителя не совсем чистый.

Причина этого – «чистый» режим класса В в выходном каскаде, характерные искажения которого даже обратная связь полностью скомпенсировать не способна. Ради эксперимента попробуйте заменить в схеме транзистор VT1 на КТ3102ЕМ, а транзистор VT2 – на КТ3107Л. Эти транзисторы имеют значительно больший коэффициент усиления, чем КТ315Б и КТ361Б. И вы обнаружите, что звучание усилителя значительно улучшилось, хотя все равно останутся заметными некоторые искажения.

Причина этого также очевидна – больший коэффициент усиления усилителя в целом обеспечивает большую точность работы обратной связи, и больший ее компенсирующий эффект.

Продолжение читайте здесь

Три схемы УНЧ для новичков

После освоения азов электроники, начинающий радиолюбитель готов паять свои первые электронные конструкции. Усилители мощности звуковой частоты, как правило самые повторяемые конструкции. Схем достаточно много, каждая отличается своими параметрами и конструкцией. В этой статье будут рассмотрены несколько простейших и полностью рабочих схем усилителей, которые успешно могут быть повторены любым радиолюбителем. В статье не использованы сложные термины и расчеты, все максимально упрощено, чтобы не возникло дополнительных вопросов.

Начнем с более мощной схемы.
Итак, первая схема выполнена на известной микросхеме TDA2003. Это монофонический усилитель с выходной мощностью до 7 Ватт на нагрузку 4 Ом. Хочу сказать, что стандартная схема включения этой микросхемы содержит малое количество компонентов, но пару лет назад мною была придумана иная схема на этой микросхеме. В этой схеме количество комплектующих компонентов сведено к минимуму, но усилитель не потерял свои звуковые параметры. После разработки данной схемы, все свои усилители для маломощных колонок стал делать именно на этой схеме.

Схема представленного усилителя имеет широкий диапазон воспроизводимых частот, диапазон питающих напряжений от 4,5 до 18 вольт (типовое 12-14 вольт). Микросхему устанавливают на небольшой теплоотвод, поскольку максимальная мощность достигает до 10 Ватт.

Микросхема способна работать на нагрузку 2 Ом, это значит, что к выходу усилителя можно подключать 2 головки с сопротивлением 4 Ом.
Входной конденсатор можно заменить на любой другой, с емкостью от 0,01 до 4,7 мкФ (желательно от 0,1 до 0,47 мкФ), можно использовать как пленочные, так и керамические конденсаторы. Все остальные компоненты желательно не заменять.

Регулятор громкости от 10 до 47 кОм.
Выходная мощность микросхемы позволяет применять его в маломощных АС для ПК. Очень удобно использовать микросхему для автономных колонок к мобильному телефону и т.п.
Усилитель работает сразу после включения, в дополнительной наладке не нуждается. Советуется минус питания дополнительно подключить к теплоотводу. Все электролитические конденсаторы желательно использовать на 25 Вольт.

Вторая схема собрана на маломощных транзисторах, и больше подойдет в качестве усилителя для наушников.

Это наверное самая качественная схема такого рода, звук чистый, чувствуются весь частотный спектр. С хорошими наушниками, такое ощущение, что у вас полноценный сабвуфер.

Усилитель собран всего на 3-х транзисторах обратной проводимости, как самый дешевый вариант, были использованы транзисторы серии КТ315, но их выбор достаточно широк.

Усилитель может работать на низкоомную нагрузку, вплоть до 4-х Ом, что дает возможность, использовать схему для усиления сигнала плеера, радиоприемника и т.п. В качестве источника питания использована батарейка типа крона с напряжением 9 вольт.
В окончательном каскаде тоже применены транзисторы КТ315. Для повышения выходной мощности можно применить транзисторы КТ815, но тогда придется увеличить напряжение питания до 12 вольт. В этом случае мощность усилителя будет достигать до 1 Ватт. Выходной конденсатор может иметь емкость от 220 до 2200 мкФ.
Транзисторы в этой схеме не нагреваются, следовательно, какое-либо охлаждение не нужно. При использовании более мощных выходных транзисторов, возможно, понадобятся небольшие теплоотводы для каждого транзистора.

И наконец – третья схема. Представлен не менее простой, но проверенный вариант строения усилителя. Усилитель способен работать от пониженного напряжения до 5 вольт, при таком случае выходная мощность УМ будет не более 0,5 Вт, а максимальная мощность при питании 12 вольт достигает до 2-х Ватт.

Выходной каскад усилителя построен на отечественной комплементарной паре. Регулируют усилитель подбором резистора R2. Для этого желательно использовать подстроечный регулятор на 1кОм. Медленно вращаем регулятор до тех пор, пока ток покоя выходного каскада не будет 2-5 мА.

Усилитель не обладает высокой входной чувствительностью, поэтому желательно перед входом применить предварительный усилитель.

Немало важную роль в схеме играет диод, он тут для стабилизации режима выходного каскада.
Транзисторы выходного каскада можно заменить на любую комплементарную пару соответствующих параметров, например КТ816/817. Усилитель может питать маломощные автономные колонки с сопротивлением нагрузки 6-8 Ом.

Простой усилитель класса А.

Данная статья является продолжением работы на тему использования усилителей работающих в А классе для высококачественного звуко-усиления.
Представляю на Ваше рассмотрение, хорошо отработанную схему усилителя на кремниевых транзисторах.
Неоспоримым преимуществом кремния – является способность работать при гораздо более высоких температурах (по сравнению с германием). При хорошем тепловом контакте транзистора с радиатором, можно считать допустимой температуру радиатора 90…95 град.

Понятно, что при столь высокой разнице температур радиатора и окружающей среды, теплообмен происходит очень эффективно.
Поэтому при одинаковых площадях радиаторов выходных транзисторов, на кремнии можно получить примерно в 2 раза больше мощности по сравнению с германием.
Большой ассортимент кремниевых средне и высокочастотных транзисторов большой мощности, позволяет построить высококачественный усилитель А класса при совсем простой схеме.

Данная схема обеспечивает выходную мощность 20 ватт на нагрузке 4 ом. Диапазон рабочих частот усилителя 20…25000 Гц.
В качестве транзистора VT1 здесь можно использовать КТ208Д, КТ209Д, КТ361Г, Е, КТ3107Б, Г, И, К. В качестве транзистора VT2 можно использовать транзисторы КТ815, КТ801, П701, транзистор VT3 КТ814, VT4 – КТ818БМ, ГМ, транзистор VT5 – КТ819БМ, ГМ.
Схема может работать без подбора транзисторов по коэффициенту усиления, однако поскольку она содержит всего 2 каскада усиления, желательно иметь коэффициент усиления транзистора VT1 – не менее 150, транзисторов VT2, VT5 – не менее 50, транзистора VT4 – не менее 80.
Оценить коэффициент усиления транзистора не сложно. Достаточно включить испытуемый транзистор по вот такой схеме (для мощных транзисторов).

Резистор R1 обеспечивает ток в базу примерно 1 ма. Измерительный миллиамперметр измеряет ток коллектора (я использовал стрелочный тестер с пределом измерений 300 ма). Отношение тока коллектора к базовому току – будет коэффициентом усиления транзистора.
Для транзисторов средней мощности, надо уменьшить базовый ток в 10 раз (R1 36k), а для транзистора малой мощности, базовый ток уменьшаем в 100 раз (R1 360k). В качестве источника питания, я использовал 3 щелочные (алкалиновые) батарейки размера АА, которые просто спаял между собой хорошо разогретым паяльником, с использованием не толстого провода (паять надо быстро, чтобы не перегреть батарейку).

При использовании нагрузки 8 ом, напряжение питания нужно увеличить до 39…40 вольт, резистор R10 до 0,25 Ом.
Настройка усилителя сводится к установке половины напряжения питания на коллекторе VT5.
Усилитель потребляет значительную мощность, примерно 100 ватт на каждый канал. Поэтому источник питания должен быть серьезным.
Силовой трансформатор для блока питания, нужно применять мощностью не менее 250 ватт, либо использовать два однотипных трансформатора (на каждый канал) с такой же общей мощностью.
Схема источника питания показана на рисунке ниже.

Вторичная обмотка силового трансформатора должна иметь выходное напряжение ХХ 26 – 27 вольт. Такая схема должна быть на каждый канал усилителя, причем при нагрузке 4 ом, возможно лучше сразу поставить конденсаторы по 22000 мкФ.
Диодный мост с номинальным током не менее 10 А либо 4 диода на 10 А. Большая емкость конденсаторов объясняется значительным током потребления, в том числе и в режиме покоя усилителя, когда пульсации особенно заметны.
Применять электронные фильтры или стабилизаторы я не стал, поскольку они иногда являются причиной самовозбуждения усилителя и источником помех и наводок.

Детали для усилителя:
Резисторы могут быть любой мощности не менее 0.125 ватт за исключением R9 5 ватт, R10 2 ватт. Очень важен номинал резистора R10. От этого зависит правильный режим работы усилителя.
Конденсатор С1 лучше поставить пленочный, С4 пленочный или слюдяной.
Выходные транзисторы КТ818, КТ819 обязательно с буквой “М” в конце (в металлическом корпусе), БМ, ГМ. Радиаторы под них я использовал ребристые размером 120*170, толщиной 35 мм. Если радиаторы будут меньше, то необходим принудительный обдув.
На КТ815 небольшой радиатор-пластинка 2-3 кв. см. На П701 радиатор не нужен.
На резисторе R9 рассеивается значительная мощность. При наличии осциллографа и генератора можно попробовать ее уменьшить. Подаем сигнал на вход,на выход подключаем эквивалент нагрузки и осциллограф. Резистором R4 добиваемся симметричного ограничения максимально возможной амплитуды сигнала. Далее увеличивая резистор R9 добиваемся начала ограничения сигнала сверху. Выпаиваем и измеряем номинал. После этого устанавливаем резистор на 25…30% меньше.
При желании поэкспериментировать можно собрать совсем упрощенную схему.

Транзисторы здесь должны иметь больший К ус. Первый не менее 200, второй не менее 100.
Резистор R7 мощностью не менее 50 ватт. При отсутствии такого можно использовать электрический чайник и утюг по 2000 ватт на220в, соединенные параллельно, либо 2 ТЭН на 2000 ватт. – получается сопротивление около 10 ом. Кстати это можно использовать и как эквивалент нагрузки.
Данная схема позволяет получить 4…5 ватт (потреблять будет все равно около 90 ватт.) На коллекторе VT2 нужно выставить 12 вольт.

Схемотехника усилителей: Усилители низкой частоты

Усилители, предназначенные для усиления сигналов нулевой частоты — это т.н. усилители постоянного тока. Однако очевидно, что в реальности от конкретных устройств нам требуется работоспособность не только на нулевой частоте, но и в некотором, пусть незначительном, диапазоне частот, вплотную примыкающем к нулевой. Т.е. в общем случае можно говорить об усилителях низкой частоты, делая некоторый акцент на особенностях, присущих именно усилителям постоянного тока.

Характерной чертой низкочастотных электрических сигналов по сравнению с высокочастотными является некоторая трудоемкость воздействия на них с помощью пассивных компонентов электрических схем, таких как: емкости и индуктивности. Вызвано это в первую очередь тем, что для достижения требуемых воздействий на низких частотах мы должны применять большие емкости и большие индуктивности. Но с другой стороны, низкие частоты обладают и хорошими качествами — они не проникают, как высокочастотные сигналы, во все возможные точки схем, наводя там помехи, а для работы с низкочастотными сигналами не нужны дорогие и легко выходящие из строя радиокомпоненты.

Основной задачей низкочастотных усилителей обычно является усиление сигналов звуковой частоты (10…20000 Гц) в различных устройствах промышленной и бытовой радиоаппаратуры. Важнейшими характеристиками таких усилителей являются выходная мощность и уровень нелинейных искажений. Если с выходной мощностью все более или менее ясно — от нее зависит громкость звука, который мы слушаем — то о нелинейных искажениях скажем особо. Дело в том, что когда мы имеем дело с высокочастотными сигналами, то в подавляющем большинстве случаев — это модулированные сигналы, в которых качество передаваемого сообщения в некотором смысле защищено с помощью того или иного метода модуляции. Т.е. незначительные искажения высокочастотного сигнала могут и не отразиться на модулирующем низкочастотном сигнале. Совсем по другому приходится относиться к искажениям в низкочастотных усилителях. Ведь здесь все вносимые в сигнал изменения будут в точности воспроизводиться на выходе.

Учитывая вышеизложенное, в низкочастотных усилителях, как правило, гораздо большее значение имеют вопросы оптимального выбора и обеспечения стабильности рабочей точки, а поскольку и протекающие в таких усилителях мощности также гораздо выше типичных для высокочастотных схем уровней, то и проблемы эффективности (коэффициента полезного действия), температурного режима и защиты элементов от повышенных токов и напряжений здесь встают гораздо чаще.

Обычным схемотехническим решением для любых высокочастотных схем является включение в цепи прохождения сигналов конденсаторов, которые имеют низкое сопротивление на частоте сигнала и высокое на низких частотах. Это позволяет отделить полезный высокочастотный переменный сигнал от постоянной составляющей, которая не проходит через конденсатор. С другой стороны, применение индуктивностей, которые, наоборот, имеют маленькое сопротивление на низких частотах и большое сопротивление на высоких частотах, позволяет выделять только постоянную составляющую, не оказывая при этом влияния на полезный высокочастотный сигнал.

Таким образом, в высокочастотных усилителях мы можем проектировать цепи смещения и цепи протекания полезного сигнала совершенно отдельно друг от друга. В низкочастотных каскадах (а тем более в усилителях постоянного тока) мы лишены этого удовольствия. Здесь любой конденсатор и любая индуктивность (если только они не сравнимы по размерам с консервной банкой) неизбежно окажут некоторое влияние на полезный сигнал. Иногда таким влиянием можно пренебречь. Но если мы хотим добиться достаточно качественного звучания, то приходится постоянно помнить о наличии данной проблемы. Цепи смещения и цепи протекания полезного сигнала в низкочастотных усилительных каскадах оказываются в значительной степени совмещенными (а в усилителях постоянного тока они полностью совмещены), т.е. мы должны проектировать их так, чтобы вносимые ими в полезный сигнал искажения были минимальными. Но совершенно избавиться от этих искажений мы не в состоянии. Поэтому в низкочастотные усилительные каскады очень часто включаются специальные корректирующие цепи, которые не оказывают влияния на режимы работы транзисторов по постоянному току, но исправляют некоторые важнейшие параметры, отражающие работу на переменном сигнале (к таким параметрам в первую очередь относятся: частотная и фазовая характеристики каскада, входное и выходное сопротивление, динамический диапазон и т.п.). Здесь мы не имеем в виду, что в высокочастотных усилителях не бывает цепей частотной коррекции и т.п., но вот способы включения таких цепей, а главное, их назначение оказываются, как правило, различными для высокочастотных и низкочастотных усилителей.

В низкочастотных усилителях цепи коррекции обычно включаются в виде разнообразных внутри- или междукаскадных обратных связей. При этом могут использоваться как уже имеющиеся в каскаде цепи обратной связи, образованные элементами смещения, так и новые цепочки, работающие только для переменной составляющей входного сигнала. Возможно очень большое число разновидностей данных цепей коррекции. Второй способ — это включение корректирующих элементов между каскадами многокаскадного усилителя. Для коррекции на низких частотах обычно применяются различные RC-цепочки. Ранее было довольно популярным использование низкочастотных трансформаторов, но этот метод по причине низкого качества и больших габаритов самих трансформаторов сегодня можно считать ушедшим в прошлое, в современных схемах предпочтение отдается пусть более сложным в схемотехническом плане, но более эффективным и надежным решениям.

Желание добиться минимального уровня искажений в низкочастотных усилителях приводит нас к еще одной проблеме. Эффективность простейших решений усилительных каскадов на биполярных транзисторах с точки зрения отношения потребляемой каскадом мощности к мощности добавляемой к усиливаемому сигналу очень низка. Это обычно терпимо для маломощных схем в каскадах предварительного и промежуточного усиления, но в выходных каскадах усиления мощности данная проблема становится основной, ограничивающей возможность достижения приемлемых показателей. Для ее решения, во-первых, используются специальные виды усилительных каскадов (например, двухтактный каскад), в которых удается поднять КПД до приемлемого уровня, а во-вторых, вводятся дополнительные элементы, предназначенные для снижения уровня нелинейных искажений, неизбежно нарастающего, когда транзистор выходит за пределы режима линейного усиления (а это приходится делать для повышения КПД схемы).

Кроме этого, в усилителях мощности (да и вообще в низкочастотных усилителях) мы часто сталкиваемся с такой проблемой. Напряжения и токи переменных сигналов, протекающие в усилительных каскадах, зачастую сравнимы с допустимыми для применяемых транзисторов предельными электрическими показателями. Также и напряжение источника питания, требуемое для таких усилителей оказывается достаточно высоким. Т.е. нам бывает трудно (а иногда и невозможно) удержать транзистор в режиме линейного усиления, когда сигналы на его электродах близки к предельно допустимым. Все это вынуждает включать в схемы усилителей специальные элементы защиты, предотвращающие выход транзисторов из строя в результате превышения разрешенных режимов, а также строго следить за температурным режимом усилителя и, если необходимо, осуществлять коррекцию рабочих точек по постоянному току.

Не следует думать, что все описанные проблемы, с которыми сталкивается разработчик при проектировании низкочастотного усилителя, не имеют значения для усилителей высокочастотных — это не так. Но обычно данные проблемы гораздо менее значимы на высоких частотах, поскольку их затеняют другие, не проявлявшиеся на низких частотах эффекты. Что касается свойств конкретных схем включения биполярного транзистора, то можно констатировать, что в низкочастотных усилителях преобладают включения с ОЭ и с ОК, а также разнообразные комбинированные схемы.

< Предыдущая		Следующая >

Простой УНЧ

Подробности: Категория: Аудио

В радиотехнике колебания электрического сигнала до 20 000 Гц называются низкими частотами или звуковым диапазоном (воспринимаются человеческим ухом). Чтобы электродинамики, установленные в колонке, воспроизводили звук, надо подать на них мощный сигнал. Такой сигнал получается путем преобразования слабых колебаний, идущих из магнитофона или микрофона, в усилителе низких частот (УНЧ).

У высокочастотных (до 100 МГц) усилителей принцип работы такой же, как у УНЧ, только величины емкостей конденсаторов меньше в такой же пропорции как отношение высокой частоты к низкой.

Самый простой УНЧ состоит всего из 4 элементов – транзистора VТ1, переходного конденсатора С1, резистора смещения R1 и нагрузки BF1. В качестве нагрузки можно использовать телефонный капсюль. Нагрузка соединена с коллектором транзистора, R и C замкнуты на базе, эмиттер заземлен. Питание подается на общую точку нагрузки и резистора смещения R. Такая схема называется «с общим эмиттером». Напряжение питания, подаваемое на простой УНЧ, составляет 3 – 15 В.

Схема усилителя низкой частоты

Для освоения работы с УНЧ рекомендуется проводить эксперименты по подбору режимов усилителя и выбору номиналов всех элементов. Обычно у переходного конденсатора величина емкости составляет 1 – 100 мкФ. Более низкую частоту может усилить УНЧ с увеличением этой емкости.

Величина резистора смещения R1 (обычно десятки кОм) определяется сопротивлением телефонного кабеля, напряжением питания УНЧ и коэффициентом передачи (усиления) конкретного типа транзистора. Также необходимо знать, что номинал резистора R1 должен быть больше значения сопротивления нагрузки, как минимум, в 100 раз.

Специалисты рекомендуют при подборе резистора R1 использовать переменный резистор до 1 мОм. Его включают последовательно с резистором номиналом 20 – 30 кОм. Нужно подать на вход УНЧ звуковой сигнал с небольшой амплитудой, затем меняя сопротивления переменного резистора, при максимальной громкости сигнала добиться его наилучшего качества.

Входной сигнал УНЧ не должен быть больше 0.7 В. В простом УНЧ выходная мощность определяется величиной напряжения питания, сопротивлением нагрузки и может достигать нескольких ватт.
Простой УНЧ можно собрать в течение нескольких минут.

Добавить комментарий

РадиоДом — Сайт радиолюбителей

В статье представлена схема 6-и разрядного индикатора уровня сигнала низких частот Данная приставка может подключаться к предварительному каскаду усилителя НЧ с максимальным уровнем сигнала не более 200 мВ. Светодиоды HL1 — HL6 могут быть разделены цветом свечения: например HL1 – HL3 могут быть зелеными, а HL4 — HL6 красным

Добавлено: 27.03.2018 | Просмотров: 5505 | Аудиотехника

Данная схема поможет вам разобраться и сконструировать очень простой усилитель повышенного качества, с небольшими финансовыми затратами. Одна микросхема выдает в режиме «моно» 100 ватт, то есть, от двух схем получим 200 ватт стерео музыки!

Добавлено: 17.02.2018 | Просмотров: 2837 | Аудиотехника

В статье описывается принципиальная схема простого усилителя низких частот на импортных компонентах. Главное достоинство данного усилителя это простота сборки и наладки, отсутствие настроек, доступность и дешевизна деталей. Линейность довольно хорошая, диапазон частот от 20 Герц до 20 кГц.

Добавлено: 28.06.2017 | Просмотров: 7263 | Аудиотехника

HA13118 — это высококачественный усилитель звука класса АВ от фирмы HITACHI, требует минимальное количество внешних радиокомпонентов. Выходная мощность 18 Ватт (максимальная) при нагрузке 4 Ом. Диапазон воспроизведения — 30 — 30000 Герц.

Добавлено: 18.01.2017 | Просмотров: 3796 | Аудиотехника

УМЗЧ на TDA1562 вполне подойдет для сабвуфера в автомобиле, так применение других мощных микросхем ограничено напряжением питания бортовой сети автомобиля.

Добавлено: 17.12.2016 | Просмотров: 2664 | Аудиотехника

Схема линейного усилителя мощности звуковых частот (УМЗЧ) на 2000 Ватт (2 кВт), который требует хорошие знания в области радиоэлектроники, поскольку схема очень сложна для малоопытного радиолюбителя.

Добавлено: 16.12.2016 | Просмотров: 5585 | Аудиотехника

Используя интегральные микросхемы довольно сложно получить качественный регулятор тембра и громкости, регуляторы тембра на малошумящих зарубежных транзисторах С945 обеспечат отличное качество звучания.

Добавлено: 08.08.2016 | Просмотров: 4792 | Аудиотехника

Неплохая схемка усилителя звука мощностью 50 ватт с полевыми MOSFET транзисторами на выходе.
Первый каскад усилителя представляет собой дифференциальный усилитель на транзисторах VT1 VT2.

Добавлено: 07.08.2016 | Просмотров: 5552 | Аудиотехника

В настоящее время стали очень популярны 4-х канальные усилители мощности для автомобилей и домашней звуковой системы, но не каждый радиолюбитель решается собрать многоканальный аппарат на транзисторах, потому что схема получается довольно сложной и громоздкой, решить эту проблему помогают усилители на микросхемах, одним из представителей этого решения, является интегральный 4-х канальный усилитель на TDA7385.

Добавлено: 07.07.2016 | Просмотров: 10031 | Аудиотехника

Цепь усилителя мощного басового усилителя

Эта схема усилителя басов может использоваться для создания мощных пульсирующих басовых эффектов в любой подключенной акустической системе.

Не влияя ни на какой нормальный выход или разделение стерео в текущей системе, усилитель успешно включает басовые сигналы через левый и правый стереоканалы и, при последующем усилении, передает их через общий басовый динамик.

Систему можно использовать разными способами.В простейшей форме объединяющий фильтр, показанный на рис. 1, связан с любым запасным моно- или стереоусилителем (мощностью 20 Вт или даже больше) и выполняется с помощью одного корпуса динамика, обеспечивающего хорошие низкие частоты.

В другом варианте аналогичная компоновка используется вместе с акустической системой, изготовленной для воспроизведения басов.

Но поскольку у пары из нас есть запасные мощные усилители, лежащие в ожидании проекта, подобного этому, мы разработали простой, но полезный усилитель специально для этого конкретного проекта.

Обратите внимание, что в последнем варианте конструкция фильтра продолжает несколько изменяться.

КОНСТРУКЦИЯ

В случае, если усилитель используется в простейшей форме с использованием отдельного усилителя, фильтр должен быть построен на небольшом куске перфорированной доски или полосовых этикеток.

Схема изображена на рис. 1. Схема не очень существенна. В форме, показанной на рис. 2, усилитель и фильтр выполнены как одно целое.

Это полное устройство может быть установлено в новом корпусе низкочастотного динамика (как мы сделали с нашим прототипом) или размещено в любом легкодоступном месте.

Когда вы убедитесь, что все компоненты подключены правильно, установите стеклоочиститель RV2 по центру его хода.

Старайтесь не подключать динамики на этом этапе процедуры. Включите основное питание 120 В и проверьте клеммы. Это наверняка будет ниже 200 мВ.

Если оно значительно выше, отключите и перепроверьте все соединения. (Если вольтметр недоступен, подключите одну сторону динамика к одной стороне усилителя и на мгновение прикоснитесь ко второму выводу усилителя к остальной стороне динамика.

Если все в порядке, динамик должен оставаться практически бесшумным или почти производить легкий «щелчок». (Если диффузор динамика пытается пролететь через комнату, немедленно выключите его и перепроверьте все соединения).

После этого, если доступен миллиамперметр, отсоедините провод от контакта 2 и измерьте ток этим проводом. Отрегулируйте RV2 до значения около 40 мА. Если миллианиметр недоступен, оставьте RV2 в среднем положении.

Подключите провода через имеющиеся динамики ко входу фильтра и подключите низкочастотный динамик к усилителю-усилителю.Теперь можно было включить питание и осмотреть всю систему.

Не забывайте, что звук из схемы усилителя низких частот будет сильно изменен, если требуется только это устройство, но при смешивании со звуком через существующие два динамика в вашей стереосистеме он звучит просто великолепно.

КОРПУС НИЗКОГО ДИНАМИКА

Корпус, протестированный для использования с этим методом, показан на рис. 4 и 5. Используемые громкоговорители были двух типов по 8 Ом, соединенных параллельно, поэтому они имели высокоэффективное сопротивление 4 Ом.

Внутренняя часть корпуса динамика была облицована по крайней мере на трех не обращенных друг к другу поверхностях (например, сбоку, сверху и сзади) вместе с поглощающим материалом, например, войлоком.

Как это работает

Выходные сигналы каждого канала данного стереоусилителя объединены резисторами R1, R4. Резисторы R6, R6 и RV1 в сочетании с конденсаторами C1, C2 и C3 образуют фильтр нижних частот, который включает частоту среза около 200 Гц и конечную 18 дБ на октаву крутизны.

Конденсатор C4 обеспечивает фильтр высоких частот около 30 Гц для защиты динамиков от сильных переходных процессов и уровней постоянного тока.(Показанный на рис. 1 фильтр, предназначенный для использования с отдельными усилителями, имеет аттенюатор на 20 дБ, установленный перед выходным потенциометром, что предохраняет следующий усилитель от перегрузок).

Усилитель, показанный на рис. 2, имеет усиление по напряжению 23x (R9 + R7) / R7, выходную мощность около 25 Вт на четыре Ом и частоту от 0 Гц до примерно 50 кГц

Вместе с входным фильтром Вместе с тем частотная характеристика усилителя НЧ соответствует характеристике фильтра, показанного на рис.3. Основное усиление напряжения схемы усилителя обеспечивается IC1, Q2 и Q3. Q4 и Q5 обеспечивают существенное усиление по току для работы выходных транзисторов Q6 и Q7. Транзистор Q1 компенсирует Q4. D2 и D3 компенсируют Q5 и Q7.

Стабилитроны ZD1 и ZD2 защищают Q2 и Q3, ограничивая размах выходного напряжения ИС. Мощный усилитель басов, описанный в этом конкретном проекте, также можно использовать без фильтра в качестве простого моноусилителя мощностью 25 Вт, в этом случае диод D2 или D3 (но не оба) необходимо снять с его позиции на печатной плате и перенести на радиаторе.

Схема усилителя бас-гитары класса D

Завершенный проект усилителя класса d Усилитель мощности класса d, предусилитель, измеритель уровня громкости, блок питания, дизайн панели. Узнайте о конструкции усилителей класса D. Спроектируйте проводку усилителя для баса с выходной мощностью около 100 Вт. Завершите вывод … Electronics Projects, Class D Bass Guitar Amplifier Circuit «Схемы усилителя звука, схемы управления звуком, класс» Схема усилителя d, « Дата 2019/08/08

Завершенный проект усилителя класса d Класс d усилитель мощности, предусилитель, измеритель мощности, блок питания, проектирование панели.Узнайте о конструкции усилителей класса D. Разработайте схему подключения усилителя для низких частот с выходной мощностью около 100 Вт. Завершите выходной каскад активным корректирующим предусилителем с трехполосным эквалайзером и переключаемой частотой коррекции центральной полосы. Характеристики проводки моделируются в PSpice, а дизайн печатных плат — в Eagle.

На основе предыдущих схемных решений реализовать функциональный образец усилителя мощности для низких частот заданных параметров, включая предусилитель коррекции и блок питания.

Усилитель оживить и измерить его основные характеристики, сравнить результаты с ожидаемыми параметрами с результатами компьютерного моделирования.

В схему усилителя ошибки LT1358 подается звуковой сигнал с амплитудой 1 В и частотой 1 кГц. Выходной сигнал этой схемы сравнивается в компараторе LT1394 с треугольным напряжением с амплитудой +/- 4 В и периодом 20 мкс, что соответствует частоте 50 кГц. Эта частота для иллюстративных графиков выбрана ниже, чем в реальном подключении.

Цепи питаются симметрично +/- 5В. IN Вверху изображения вы можете видеть форму входного аудиосигнала, в середине — форму волны инвертированного напряжения после прохождения схемы LT1358 и сравнения ее с модуляцией с треугольным сигналом, а внизу — выходное напряжение компаратора.

Схема цепи усилителя бас-гитары класса D

В начале проектирования предполагалось использовать схему HIP4080A , которая предлагает интересное решение, так как в нем, к сожалению, есть встроенный входной компаратор. не достичь качества внешнего компаратора с точки зрения его точности, задержек, скоростей и тому подобного.

Более подробная информация об используемом компараторе описана в разделе 3.3.2. На момент проведения этой работы схема не была доступна у поставщиков и не могла быть отправлена в качестве образца напрямую от производителя.

Они являются ключом к достижению высокой эффективности усилителя и качественного воспроизведения оконечных транзисторов, которые действуют как переключатели. Подключение транзисторов должно обеспечивать наименьшие потери мощности, малую задержку и возможность быстрого переключения индуктивной силовой нагрузки.

Подключение выходного каскада, как было указано ранее, представляет собой полный мостовой тип, состоящий из 4 индуцированных полевых МОП-транзисторов. Поскольку нагрузка, остающаяся на выходном LC-фильтре и динамике, является сильно индуктивной, ее переключение создает всплески перенапряжения, которые должны устранить встроенные антипараллельные диоды.Некоторые транзисторы удовлетворяют этим требованиям HEXFET от International Rectifier. Параметры International Rectifier HEXFET указаны ниже расчетных теоретических потерь мощности на выходном каскаде. Все транзисторы в корпусах ТО-220.

СПИСОК ССЫЛОК ДЛЯ ЗАГРУЗКИ ФАЙЛОВ (в формате TXT): LINKS-26266.zip

Цепь предусилителя стереозвука

с контролем низких и высоких частот с использованием транзисторов

Часто нам нужно контролировать низкие, высокие и громкость нашего аудиосигнала перед прохождением его через каскады усиления, чтобы предотвратить искажение звука.Схема, которая усиливает аудиосигнал до того, как он попадает в усилитель основного динамика, называется предварительным усилителем звука . Использование предварительного усилителя звука обеспечивает хорошее качество звука и дает возможность модифицировать нашу звуковую систему, используя ее в качестве основной звуковой цепи / устройства перед подачей аудиосигнала на ваш усилитель / сабвуфер / систему домашнего кинотеатра. Кроме того, мы можем контролировать низкие и высокие частоты для разных песен и получить широкий диапазон управления нашей аудиосистемой. Этот тип схемы, которая обеспечивает управление низкими и высокими частотами, также известен как печатная плата BT .Ранее мы построили простой предварительный усилитель Mono Audio с использованием транзистора, а в этой статье мы построим схему предварительного усилителя с регулировкой низких и высоких частот.

Схема предварительного усилителя может быть спроектирована с использованием транзистора или микросхемы операционного усилителя, обе конструкции имеют определенные преимущества и недостатки, хотя обе практически работают нормально и улучшают качество звука. В этой статье мы построим предварительный усилитель на базе транзисторов и проверим его работу.

Компонент, необходимый для схемы предварительного усилителя

Наш стерео предусилитель будет двухканальным.Громкость, низкие и высокие частоты каждого канала можно регулировать независимо с помощью потенциометров; следовательно, это может выглядеть как много компонентов на макетной плате, но все они являются простыми компонентами и должны быть легко доступны. Список материалов, необходимых для схемы звукового предусилителя, приведен ниже.

Название компонента	Значение	Кол-во
Потенциометр	47к	6
Конденсатор	103 пф	4
Конденсатор	104 пф	2
Конденсатор	222 пф	2
Конденсатор	10 мкФ / 25 В	4
Конденсатор	47 мкФ / 25 В	4
Конденсатор	1000 мкФ / 25 В	1
Резистор	15к	2
Резистор	10к	6
Резистор	1к	4
Резистор	560k	2
Резистор	47к	2
Резистор	2.7к	2
Резистор	100 Ом	1
Переменный резистор (потенциометр)	2k	2
Стабилитрон	12 В (IN4742A)	1
Транзистор	2sc1815 или C1815	4

Двухканальная стереосистема BT на базе транзисторов

Полная принципиальная схема для двухканального предварительного усилителя состоит из двух моно-схем, объединенных в одну стереофоническую схему, как показано на изображении ниже.Как вы можете видеть, звук левого и правого каналов проходит через две части схемы, и я использовал 3 одноканальных потенциометра 47 кОм для управления громкостью, низкими и высокими частотами. Источник звука с разъема 3,5 мм подается как вход через резистор 15 кОм для потенциометра (Bass) и на другой вывод потенциометра, заземленный через резистор 1 кОм для низкой частоты. Для высоких частот (высокая частота) звуковой сигнал проходит через 222 пФ (полиэфирный конденсатор) на потенциометр 47 кОм и заземляется через конденсатор 103 пФ и 10 мкФ для потенциометра громкости.

Основным компонентом этой схемы является транзистор 2SC1815 , , который представляет собой NPN-транзистор общего назначения, который обычно используется для усиления звука и предназначен для предварительного каскадного усилителя звуковой частоты. Транзистор 2SC1815 показан на изображении ниже

Кремниевый эпитаксиальный NPN-транзистор производится Toshiba и обычно доступен в упаковке TO-92, как показано ниже. Ниже приведены важные технические характеристики транзистора 2SC1815 NPN.

Имеет Vceo = 50v
Ток коллектора IC = 150 мА
Абсолютные максимальные характеристики при Ta = 25 ℃,
Коллектор Базовое напряжение Vcbo 60V
Напряжение коллектор-эмиттер Vceo 50 В
Базовое напряжение эмиттера Vebo 5v
NPN транзистор общего назначения
Коэффициент усиления постоянного тока (hFE) от 70 до 700
Непрерывный ток коллектора (IC) 0,15 А
Частота перехода: 80 МГц
Рассеиваемая мощность коллектора ПК = 400 мВт

Более подробную информацию о транзисторе, включая график его характеристик, можно найти в листе данных 2SC1815

Мы используем 2 транзистора для каждой секции схемы в качестве двухкаскадной конфигурации усиления . , сопротивление 560 кОм от VCC и резистор 47 кОм от земли используется для создания схемы делителя напряжения для обеспечения мощности / усиления коллектора. первого транзистора вместе со звуковым сигналом через конденсатор 10 мкФ от потенциометра громкости.В эмиттере есть переменный резистор 2k, соединенный с конденсатором 47uF и резистор 1k для выбора частоты и уточнения звука, база первого транзистора соединена с коллектором второго транзистора для будущего усиления. Наконец, выходной сигнал поступает из эмиттера второго транзистора через конденсатор емкостью 47 мкФ с 2,7 кОм и резистор 1 кОм от GND для фильтрации шума.

Цепь предварительного усилителя на макетной плате

Поскольку в схеме предварительного усилителя не используется большой ток, мы можем построить схему на макетной плате.Мои подключения к макетной плате выглядят так, как показано ниже. Я также отметил детали для облегчения понимания.

Вы можете просто следовать приведенной выше принципиальной схеме, чтобы построить свою собственную схему. Самый важный компонент в нашей схеме — это NPN-транзистор C1815 . Распиновка транзистора показана ниже

После того, как схема построена, вы можете напрямую протестировать ее со своим аудиоисточником. Помните, что это схема предварительного усилителя звука, а не сам по себе усилитель.Следовательно, вы должны подключить выход вашего предварительного усилителя к аудиоусилителю, а затем к вашей акустической системе. Для тестирования этого проекта я использую плату аудиоусилителя LA4440, которую мы создали в нашем предыдущем руководстве. Вы можете использовать любую плату усилителя по вашему выбору, вы также можете создать свои собственные схемы аудиоусилителя с различными уровнями мощности в соответствии с требованиями вашего приложения.

Полная работа предварительного усилителя звука показана на видео ниже. Надеюсь, вы поняли руководство и узнали что-то полезное. Если у вас есть какие-либо вопросы, оставьте их на нашем форуме или воспользуйтесь разделом комментариев ниже.

Регулятор тембра усилителя

Изучив этот раздел, вы сможете:
Общие сведения о типовых схемах, используемых для регулировки тембра в усилителях звука.
• Регулировка тона.
• Пассивные низкие частоты — регулировка высоких частот.
• Активные низкие частоты — регулировка высоких частот.
• IC управление общими функциями усилителя.

Фиг.4.2.1 Простое управление тоном

Регулировка тона

Tone Control, наиболее простая форма которого показана на рис. 4.2.1, обеспечивает простое средство регулирования количества более высоких частот, присутствующих в выходном сигнале, подаваемом на громкоговорители. простой метод достижения этого состоит в том, чтобы разместить переменную CR-сеть между усилителем напряжения и каскадами усилителя мощности. Значение C1 выбирается так, чтобы пропускать более высокие звуковые частоты, это имеет эффект постепенного уменьшения более высоких частот в качестве переменного резистора. ползунок перемещается к нижнему краю регулятора тембра. Минимальный уровень ослабления высоких (высоких) частот ограничивается R1, что предотвращает прямое подключение C1 к земле.Поскольку схема только снижает высокочастотную составляющую сигнала, ее можно назвать простым регулятором Treble Cut. Использование этих простых схем обычно ограничивается гитарными приложениями или недорогими радиоприемниками.

В усилителях Hi-Fi управление тональностью относится к усилению или уменьшению определенных звуковых частот. Это может быть сделано в соответствии с предпочтениями слушателя, не все воспринимают звук одинаково, например, частотная характеристика человеческого уха меняется с возрастом.Помещение или зал, в котором воспроизводится звук, также влияет на характер звука. для изменения звука используются многие методы, в частности частотная характеристика усилителей, производящих звук. Они варьируются от простых RC-фильтров, пассивных и активных сетей управления частотой до сложной цифровой обработки сигналов.

Цепь управления тоном Баксандала

Рис. 4.2.2 Цепь управления тональным сигналом Баксандала

Обсуждаемая здесь схема является примером схемы регулировки тембра Баксандалла, показанной на рис.4.2.2 — аналоговая схема, обеспечивающая независимое управление низкими и высокими частотами; как низкие, так и высокие частоты могут быть усилены или ослаблены, и, когда оба регулятора находятся в их средних положениях, обеспечивает относительно ровную частотную характеристику, как показано синей линией графика «Отклик уровня» на рис. 4.2.5. Первоначальная конструкция, предложенная П. Дж. Баксандаллом в 1952 году, использовала ламповый усилитель и обратную связь как часть схемы, чтобы уменьшить значительное затухание (около -20 дБ), вносимое пассивной сетью, и обеспечить истинное усиление низких и высоких частот.До сих пор существует множество вариантов используемых схем, как в виде активных цепей (с усилением, как было предложено изначально), так и в виде пассивных цепей без встроенного усилителя. В пассивных вариантах схемы Баксандалла могут использоваться дополнительные каскады усиления, чтобы компенсировать ослабление приблизительно -20bB, вызванное схемой.

Прочтите оригинальную статью 1952 года «Управление тоном с отрицательной обратной связью» П. Дж. Баксандалла, бакалавра наук (англ.), Опубликованную в «Wireless World» (ныне Electronics World)

Как работает схема Баксандалла.

Рис. 4.2.3 Максимальное усиление низких и высоких частот

С регуляторами низких и высоких частот, установленными на максимальное усиление (оба дворника в верхней части резисторов VR1 и VR2), а неактивные компоненты выделены серым цветом, схема будет выглядеть, как на рис. 4.2.3. Потенциометры как низких, так и высоких частот, которые могут иметь линейные или логарифмические дорожки в зависимости от конструкции схемы, имеют гораздо более высокие значения, чем другие компоненты в цепи, и поэтому, когда дворники VR1 и VR2 установлены на максимальное сопротивление, оба потенциометра можно рассматривать как разомкнутые. схема.Также C4 не способствует работе схемы из-за высокого сопротивления VR2, а C1 эффективно закорачивается из-за того, что стеклоочиститель VR1 находится на верхнем конце его дорожки сопротивления.

Полная полоса частот сигнала подается на вход усилителя с низким выходным сопротивлением, а высокочастотные компоненты сигнала подаются непосредственно на выход схемы регулировки тембра через конденсатор C3 емкостью 2,2 нФ, который имеет реактивное сопротивление. около 3,6 кОм при 20 кГц, но более 3.6 МОм при 20 Гц, поэтому нижние частоты блокируются.

Полная полоса частот также появляется на стыке R1 и C2, которые вместе образуют фильтр нижних частот с угловой частотой примерно от 70 до 75 Гц, и поэтому частоты, значительно превышающие эту (средние и высокие частоты), проходят через заземление через R2.

Последовательное соединение R2 с C2 предотвращает ослабление частот средней полосы, превышающее примерно -20 дБ. Более низкие частоты поступают на выход через R3. Поскольку R3 имеет довольно большое значение (чтобы эффективно изолировать эффекты двух переменных регуляторов друг от друга, входное сопротивление (Z _в) цепи, следующей за регулятором тембра, должно быть очень высоким, чтобы избежать чрезмерных потерь сигнала из-за эффект делителя потенциала R3 и Z _на следующей ступени.

Срезание низких и высоких частот.

Рис. 4.2.4 Схема с VR1 и VR2 на минимуме

Когда регуляторы низких и высоких частот установлены на максимальное срезание (рис. 4.2.4), сигнал полной полосы пропускания проходит через R1, но с ползунком VR1 на нижнем конце его дорожки сопротивления, C1 / R2 теперь формируют проход высоких частот. фильтр, имеющий угловую частоту от 7 до 7,5 кГц, поэтому только частоты, значительно превышающие эту, могут проходить без ослабления. Таким образом, средние и высокие частоты подаются на R3 и C4, которые теперь образуют фильтр нижних частот для постепенного ослабления частот выше примерно 70 Гц, средние частоты (примерно 600 Гц) уменьшаются примерно на -20 дБ, а на 20 кГц на как видно из кривой отклика на рис.4.2.5.

Рис. 4.2.5 Модифицированная кривая отклика Баксандалла

Обратите внимание, что хотя схема обеспечивает то, что называется усилением низких и высоких частот, в пассивной версии схемы Баксандалла (без усиления) все частоты фактически снижаются.

Затухание схемы в средней полосе обычно составляет около -20 дБ, а с полным «усилением», применяемым либо на нижнем, либо на верхнем конце полосы пропускания, ослабление на этих частотах будет примерно от −1 до −3 дБ.

Активная цепь Баксандалла

Чтобы преодолеть существенные потери в пассивной версии этой схемы, которая дает отклик уровня (с обоими регуляторами в среднем положении), но на -20 дБ ниже входного напряжения, в конструкции обычно включают усилитель. В настоящее время операционный усилитель был бы разумным выбором, поскольку сеть Баксандалла формирует контур отрицательной обратной связи, чтобы обеспечить требуемые значения усиления в необходимой полосе пропускания. Возможны различные конструкции с разными значениями резисторов от R1 до R4 и от C1 до C4 в сети, в зависимости от некоторой степени от выходного сопротивления предыдущей цепи и входного сопротивления следующих цепей.

В активных схемах, таких как показанная на рис. 4.2.6, цель состоит в том, чтобы получить отклик уровня на уровне 0 дБ, чтобы не было усиления и потерь из-за схемы регулировки тембра. Максимально возможное усиление не должно быть достаточным для перегрузки любого каскада, следующего за регулятором тембра, если необходимо избежать искажений. Поэтому конструкция таких схем управления обычно является неотъемлемой частью общей конструкции системы усилителя.

Рис. 4.2.6 Активный регулятор тембра с использованием сети Baxandall и операционного усилителя с NFB.

Микросхемы управления тоном

Рис. 4.2.7 Микросхема управления звуком LM1036

В современных усилителях существует тенденция использовать элементы управления на интегральных схемах, которые могут управляться как цифровыми, так и аналоговыми схемами. Простое решение для регулировки низких и высоких частот, баланса и громкости в аналоговых стереоусилителях предлагают такие микросхемы, как LM1036 от National Instruments.

Блок-схема и схема приложения показаны на рис. 4.2.7. Каждый из четырех элементов управления регулируется путем подачи переменного напряжения в диапазоне 5.4 В (который подается на вывод 17 микросхемы) и 0 В. Половина напряжения, приложенного к контактам 4, 9, 12 и 14 управления, дает частотную характеристику уровня, центральный баланс между левым и правым каналами и половину громкости.

LM1036 также имеет переключатель компенсации громкости. Когда «включено», это изменяет действие регуляторов для усиления низких и высоких частот при низком уровне громкости. Это сделано для того, чтобы компенсировать снижение слуха человека на высоких и низких частотах тихими звуками.

Начало страницы

Контур громкости, низких и высоких частот в аудиоусилителе: 11 шагов

Введение: Контур громкости, низких и высоких частот в аудиоусилителе

Hii friend,

Сегодня я собираюсь сделать схему громкости, низких и высоких частот. будет управлять громкостью усилителя и низких частот, а также высокими частотами усилителя. Эта схема предназначена только для одноканального звукового усилителя. Эту схему я буду использовать на плате одноканального звукового усилителя 6283 IC.Как мы узнали о подключении платы усилителя 6283 в предыдущем блоге.

Давайте начнем,

Добавьте TipAsk QuestionDownload

Шаг 1: Возьмите все компоненты, как показано ниже

Требуемые компоненты —

(1.) Керамический конденсатор — (100nf) 104 x1

(2.) Керамический конденсатор — (0,01 мкФ) 103 x1

(3.) Потенциометр (переменный резистор) — 100 кОм x2

(4.) Резистор — 4,7 кОм x1

(5.) Соединительные провода