Najenostavnejši tranzistorski ojačevalnik je lahko dobro orodje za proučevanje lastnosti naprav. Sheme in načrti so precej preprosti, lahko samostojno napravite napravo in preverite njeno delo, opravite meritve vseh parametrov. Zahvaljujoč sodobnim terenskim tranzistorjem lahko dobite dobesedno tri elemente miniaturnega mikrofona. In povežite ga z osebnim računalnikom, da izboljšate parametre snemanja. In sogovorniki bodo med pogovori veliko bolje in jasneje slišali vaš jezik.
Frekvenčne značilnosti
Nizkofrekvenčni ojačevalniki se nahajajo v skoraj vseh gospodinjskih aparatih - glasbenih središčih, televizorjih, radijskih sprejemnikih, snemalnikih in celo osebnih računalnikih. Vendar pa obstajajo tudi RF ojačevalniki na tranzistorjih, svetilkah in mikrovezjih. Razlika je v tem, da vam ULC omogoča povečanje frekvenčnega signala, ki ga zaznava človeško uho. Zvočni ojačevalniki na tranzistorjih omogočajo predvajanje signalov s frekvencami v območju od 20 Hz do 20 000 Hz.
Tako je tudi najpreprostejša naprava sposobna ojačati signal v tem območju. In deluje čim bolj enakomerno. Dobiček je neposredno odvisen od frekvence vhodnega signala. Graf odvisnosti teh količin je praktično ravna črta. Če pa se vhod ojačevalnika s signalom zunaj pasovne frekvence hitro zmanjša, kakovost dela in učinkovitost naprave. Kaskade ULF ponavadi gredona tranzistorjih, ki delujejo v nizkih in srednjih frekvenčnih pasovih.
Razredi ojačevalnikov zvoka
Vsi ojačevalniki so razdeljeni v več razredov, odvisno od stopnje pretoka v tekočem obdobju skozi kaskado:
Razred "A" - tok teče neprekinjeno skozi celotno obdobje ojačevalnika. V razredu dela "tok" teče pol leta. Razred "AB" pravi, da tok teče skozi ojačevalno stopnjo za čas, enak 50-100% obdobja. V načinu "Za" električni tok deluje manj kot polovico časa delovanja. Način "D" ULF se uporablja v radioamaterski praksi šele pred kratkim - nekaj več kot 50 let. V večini primerov se te naprave izvajajo na osnovi digitalnih elementov in imajo zelo visoko učinkovitost - več kot 90%. Prisotnost popačenj v različnih razredih nizkofrekvenčnih ojačevalnikov
Delovno območje razreda tranzistorskega ojačevalnika "A" je označeno z majhnimi nelinearnimi popačenji. Če vhodni signal oddaja impulze z višjo napetostjo, to vodi do tega, da so tranzistorji nasičeni. V izhodnem signalu se začne vsak harmonik videti višji (do 10 ali 11). Zaradi tega obstaja kovinski zvok, značilen samo za tranzistorske ojačevalnike.
Če je napajanje nestabilno, se izhodni signal simulira v amplitudi na frekvenci omrežja. Zvok bo postal bolj tog v levem delu frekvenčne karakteristike. Todavečja je stabilizacija moči ojačevalnika, težje postane zasnova celotne naprave. ULF, ki delujejo v razredu "A", imajo relativno majhen izkoristek - manj kot 20%. Razlog za to je, da je tranzistor stalno odprt in da tok teče skozi nenehno.
Za povečanje (čeprav nebistvene) učinkovitosti je mogoče uporabiti dvotaktne sheme. Ena pomanjkljivost - pol valovi v izhodnem signalu postanejo asimetrični. Če prevedete iz razreda "A" v "AB", se bodo nelinearna popačenja povečala 3-4 krat. Toda učinkovitost celotne sheme naprave se bo še povečala. Razredi ULF "AB" in "B" označujejo povečanje popačenja, ko je raven signala na vhodu znižana. Toda tudi, če dodate obseg, ne bo pomagalo popolnoma znebiti pomanjkljivosti.
Delo v vmesnih razredih
V vsakem razredu je več sort. Na primer, obstaja razred ojačevalnikov "A +". V njem tranzistorji na vhodu (nizka napetost) delujejo v načinu "A". Toda visoka napetost, ki je nameščena v izhodnih stopnjah, deluje bodisi "B" ali "AB". Takšni ojačevalniki so veliko bolj ekonomični kot delo v razredu "A". Vidno manj nelinearnih izkrivljanj - ne več kot 0003%. Z bipolarnimi tranzistorji je mogoče doseči še višje rezultate. Načelo delovanja ojačevalnikov na teh elementih bo obravnavano spodaj.
Toda v izhodnem signalu je še vedno veliko število višjih harmonikov, zato zvok postane značilna kovina. Obstajajo tudi sheme ojačevalnikov, ki delujejo v razredu "AA". Imajo nelinearno izkrivljanje še manj - do 00005%. Todaglavna pomanjkljivost tranzistorskih ojačevalnikov je še vedno tam - značilen kovinski zvok.
"Alternativne" strukture
Ne moremo reči, da so alternativni, samo nekateri strokovnjaki, ki sodelujejo pri načrtovanju in sestavljanju ojačevalnikov za kakovostno reprodukcijo zvoka, vse bolj raje svetlobne konstrukcije. Ojačevalniki žarnice imajo naslednje prednosti:
Zelo nizka raven nelinearnega popačenja v izhodnem signalu. Višje harmonije so manjše kot v tranzistorskih strukturah.Obstaja pa ena velika pomanjkljivost, ki odtehta vse prednosti - nujno je, da napravo uredite. Dejstvo je, da ima cevna kaskada zelo visok upor - več tisoč ohmov. Toda odpornost navijanja zvočnikov - 8 ali 4 ohmov. Če jih želite popraviti, morate namestiti transformator.
Seveda to ni zelo velika pomanjkljivost - obstajajo tranzistorske naprave, ki uporabljajo transformatorje, da se ujemajo z izhodno stopnjo in akustičnim sistemom. Nekateri strokovnjaki trdijo, da je najučinkovitejša shema hibrid - v kateri enostopenjski ojačevalniki niso zajeti v negativni povratni informaciji. Poleg tega vse te kaskade delujejo v načinu ULF razreda "A". Z drugimi besedami, uporablja se kot ojačevalnik ojačevalnika moči na tranzistorju.
Poleg tega je učinkovitost teh naprav precej visoka - približno 50%. Vendar se ne smete osredotočati samo na zmogljivost in moč - ne govorijo o visoki kakovosti reprodukcije zvoka z ojačevalnikom. Še veliko večvečji pomen imajo linearnost lastnosti in njihova kakovost. Zato je treba najprej paziti na njih, ne pa na oblast.
Shema enostopenjske ULF na tranzistorju
Najpreprostejši amp, zgrajen po shemi splošnega oddajnika, deluje v razredu "A". Shema uporablja polprevodniški element s strukturo n-p-n. V tokokrogu kolektorja je upor R3 omejen s pretokom toka. Krog kolektorja je priključen na pozitivno napajanje, oddaja pa je negativna. V primeru uporabe polprevodniških tranzistorjev s strukturo p-n-p bo shema popolnoma enaka, tukaj je treba le spremeniti polarnost. Z ločilnim kondenzatorjem C1 je možno ločiti spremenljiv vhodni signal od vira enosmernega toka. V tem primeru kondenzator ni ovira za prehod izmeničnega toka vzdolž cestnega odvodnika. Notranji upor prehoda osnove oddajnika skupaj z upori R1 in R2 predstavlja preprost delilnik napetosti. Značilno je, da je upor R2 odpornost 1-15 kOhm - najbolj tipične vrednosti za takšna vezja. V tem primeru se napajalna napetost enakomerno razdeli na polovico. In če vi krme napetost vezja 20 Volt, potem lahko vidite, da je vrednost dobiček trenutnega h21 bo 150. Treba je opozoriti, da KV ojačevalniki na tranzistorji se izvajajo v skladu s podobnimi shemami, samo delo nekoliko drugače.
V tem primeru je napetost oddajnika 9 V in pade v odseku tokokroga "E-B" 07 V (kar je značilno za tranzistorje na silicijevih kristalih). Če pomislite na ojačevalnik na germanijevih tranzistorjih, potemv tem primeru bo padec napetosti na "E-B" enak 03 čl. Tok v kolektorskem vezju je enak tistemu, ki teče v izdajatelju. Možno je izračunati, da se napetost oddajnika razdeli na upor R2 - 9V /1 kΩ = 9 mA. Za izračun vrednosti baznega toka morate razdeliti 9 mA v dobiček h21 - 9mA /150 = 60 μA. V modelih ULF se običajno uporabljajo bipolarni tranzistorji. Načelo njegovega dela se razlikuje od področja. Na uporu R1 lahko sedaj izračunate vrednost padca - to je razlika med napetostjo in napajanjem. V tem primeru lahko napetost podnožja najdemo po formuli - vsoti značilnosti oddajnika in prehodu "E-B". Pri napajanju z virom 20 V: 20 - 97 = 103. Od tu lahko izračunamo vrednost upora R1 = 103/60 μA = 172 kΩ. V shemi je potrebna zmogljivost C2, ki je potrebna za izvedbo vezja, ki lahko prenese spremenljiv del oddajnega toka. Če kondenzatorja C2 ne namestite, bo spremenljiva komponenta zelo omejena. Zaradi tega bo takšen ojačevalnik tranzistorskega zvoka imel zelo nizek tok h21. Treba je paziti na dejstvo, da so bili v zgornjih izračunih upoštevani enaki tokovi baz in kolektorja. Še več, tok baze je vzel tisti, ki teče v verigo od oddajnika. To se pojavi le, če se uporabi osnovna napetost tranzistorja.
Upoštevati pa je treba, da je osnova verige vedno vedno, ne glede na prisotnost premika, pri čemer je nujno, da pride do uhajanja toka zbiralnika. V tokokrogih s skupnim oddajnikom se odvodni tok poveča za vsaj 150-krat.Običajno pa se ta vrednost upošteva le pri računanju ojačevalnikov na germanijevih tranzistorjih. V primeru uporabe silicija, pri katerem je tok tokokroga "K-B" zelo majhen, se ta vrednost preprosto zanemari.
Ojačevalniki na TIR-tranzistorjih
Ojačevalnik na poljskih tranzistorjih, predstavljen v vezju, ima veliko analogov. Vključno z uporabo bipolarnih tranzistorjev. Kot podoben primer lahko torej vzamemo zasnovo ojačevalnika zvoka, zbrane po shemi splošnega oddajnika. Na fotografiji je predstavljen diagram, ki je izveden po shemi s splošnim puščanjem. Na vhodnih in izhodnih vezjih so sestavljeni R-C priključki, ki omogočajo delovanje naprave v načinu ojačevalnika "A". Iz kondenzatorja C1 je izmenični tok iz vira signala ločen od konstantne napetosti. Bodite prepričani, da je ojačevalnik na polju tranzistorjev, da imajo potencial, ki bo nižja od podobne značilnosti uhajanja. V prikazani shemi so vrata priključena na skupno žico z uporom R1. Njegova odpornost je zelo velika - ponavadi se uporablja v uporovnih modelih 100-1000 kOhm. Takšen velik upor je izbran tako, da signala na vhodu ne sekajo.
Ta upor skoraj ne preide električnega toka, zaradi česar je potencial vrat (v odsotnosti signala na vhodu) enak kot v tleh. Na začetku je isti potencial višji kot v tleh, le zaradi padca napetosti na podpori R2. Zato je jasno, da je potencial vrat manjši kot pri puščanju. In to je tisto, kar je potrebno za normalno delovanjetranzistor Treba je opozoriti, da imajo C2 in R3 v tem ojačevalnem krogu enak namen kot v zgornji zasnovi. In vhodni signal se premakne glede na izhod za 180 stopinj.
ULF z izhodnim transformatorjem
Takšen ojačevalnik lahko naredite z lastnimi rokami za domačo uporabo. Izvaja se po shemi, ki deluje v razredu "A". Zasnova je enaka kot je bilo obravnavano zgoraj - s splošnim izdajateljem. Ena značilnost - za odobritev morate uporabiti transformator. To je pomanjkljivost takšnega ojačevalnika zvoka na tranzistorjih.
Krogotok kolektorja tranzistorja je obremenjen s primarnim navitjem, ki razvije izhodni signal, ki se prenaša preko sekundarnega v zvočnike. Na uporih R1 in R3 je sestavljen delilnik napetosti, ki omogoča izbiro delovne točke tranzistorja. S to verigo je zagotovljena pristranskost napajalne napetosti. Vsi drugi sestavni deli imajo enak namen kot v zgornjih shemah.
Dvotaktni ojačevalnik zvoka
Ne moremo reči, da gre za preprost tranzistorski ojačevalnik, saj je njegovo delo nekoliko bolj zapleteno, kot je bilo opisano prej. V dvotaktnem ULF-ju se vhodni signal razdeli v dve polovični valovi, različni v fazi. Vsak od teh pol valov je ojačan s svojo kaskado, izvedeno na tranzistorju. Po tem, ko je prišlo do ojačanja vsake polovične valove, sta oba signala povezana in sprejeta na zvočnike. Takšne kompleksne transformacije lahko povzročijo popačenje signala, saj so dinamične in frekvenčne lastnosti obehistega tipa, bodo tranzistorji odlični.
Posledica tega je, da izhod ojačevalnika bistveno zmanjša kakovost zvoka. Pri delu z dvotaktnim ojačevalnikom v razredu "A" ni mogoče kakovostno reproducirati kompleksnega signala. Razlog - povečan tok teče na ramenih ojačevalnika nenehno, pol valovi so asimetrični, obstajajo fazna popačenja. Zvok postane manj berljiv, pri segrevanju pa se izkrivljanje signala še bolj poveča, zlasti pri nizkih in ultra nizkih frekvencah.
Transformator ULF
Tranzistorski ojačevalnik na tranzistorju, izdelan z uporabo transformatorja, kljub dejstvu, da je konstrukcija lahko majhnih dimenzij, je še vedno nepopolna. Transformatorji so še vedno težki in zapleteni, zato jih je najbolje znebiti. Veliko bolj učinkovita je shema, izvedena na komplementarnih polprevodniških elementih z različnimi tipi prevodnosti. Večina sodobnih ULF-jev se izvaja točno na podlagi takih shem in delujejo v razredu "B". Dva močna tranzistorja, ki se uporabljata pri načrtovanju, delata po shemi oddajnika (skupnega kolektorja). V tem primeru se vhodna napetost prenese na izhod brez izgube in ojačanja. Če na vhodu ni signala, so tranzistorji na meji vključitve, vendar še vedno izklopljeni. Ko je harmonski signal vhod na vhod, se prvi polavas odpre s prvim tranzistorjem, drugi pa v tem trenutku je v mejnem načinu.
Posledično lahko skozi breme preidejo le pozitivni polavali. Toda negativno odpre drugotranzistor in popolnoma zaklene prvi. Istočasno so v obremenitvi zaznani samo negativni pol valovi. Zaradi pridobivanja moči se signal zazna na izhodu naprave. Podobna shema ojačevalnika na tranzistorjih je zelo učinkovita in omogoča stabilno delo, kakovostno reprodukcijo zvoka.
ULF shema na enem tranzistorju
Po proučitvi vseh zgoraj navedenih funkcij lahko ojačevalnik zberete z lastnimi rokami na preprosti osnovni osnovi. Tranzistor se lahko uporablja z domačim KT315 ali katerim koli njegovim tujim analogom - kot je BC107. Kot obremenitev morate uporabiti slušalke z uporom 2000-3000 ohmov. Pri dnu tranzistorja je potrebno napajalno napetost napajati z uporom 1 MΩ in ločilnim kondenzatorjem 10 μF. Napajanje se lahko izvede iz napetostnega vira 45-9 voltov, toka - 03-05 A.
Če upor R1 ni priključen, v osnovnem in kolektorskem toku ne bo toka. Toda ko je priključena, napetost doseže 07 in omogoča tok približno 4 μA. V tem primeru bo dobiček na toku okoli 250. Od tu lahko naredite preprost izračun ojačevalnika na tranzistorjih in ugotovite, kakšen je kolektorski tok - izkaže se, da je enak 1 mA. Z zbiranjem tega vezja ojačevalnika na tranzistor ga lahko preizkusite. Priključite izhod obremenitve - slušalke. S prstom se dotaknite vhoda ojačevalnika - mora biti značilen hrup. Če ne, potem je verjetno, da je model napačen. Preverite vse povezave in apoene postavk. Bolj jasno prikazatiVhodni vir ULF povežite z vhodom - izhodom iz predvajalnika ali telefona. Poslušajte glasbo in cenite kakovost zvoka.
