Najprostsze wzmacniacze niskiej częstotliwości wykorzystujące tranzystory. Prosty wzmacniacz tranzystorowy klasy „A Unch” na 2 tranzystorach o różnym obwodzie przewodności
Czytelnicy! Zapamiętaj pseudonim tego autora i nigdy nie powtarzaj jego planów.
Moderatorzy! Zanim zbanujesz mnie za obrażanie mnie, pomyśl, że „dopuściłeś do mikrofonu zwykłego gopnika, którego nie należy nawet zbliżać do radiotechniki, a zwłaszcza do nauczania początkujących.
Po pierwsze, przy takim schemacie połączenia przez tranzystor i głośnik przepłynie duży prąd stały, nawet jeśli rezystor zmienny znajdzie się w żądanej pozycji, to znaczy będzie słychać muzykę. A przy dużym prądzie głośnik ulega uszkodzeniu, to znaczy prędzej czy później się wypali.
Po drugie, w tym obwodzie musi znajdować się ogranicznik prądu, to znaczy stały rezystor, co najmniej 1 KOhm, połączony szeregowo z rezystorem przemiennym. Każdy domowy produkt całkowicie obróci pokrętło rezystora zmiennego, będzie miał zerową rezystancję i do podstawy tranzystora popłynie duży prąd. W rezultacie tranzystor lub głośnik wypali się.
Do ochrony źródła dźwięku potrzebny jest kondensator zmienny na wejściu (autor powinien to wyjaśnić, bo od razu znalazł się czytelnik, który go tak po prostu usunął, uważając się za mądrzejszego od autora). Bez tego normalnie będą działać tylko te odtwarzacze, które mają już podobne zabezpieczenie na wyjściu. A jeśli go tam nie ma, to wyjście odtwarzacza może zostać uszkodzone, zwłaszcza, jak powiedziałem powyżej, jeśli ustawisz rezystor zmienny „na zero”. W takim przypadku wyjście drogiego laptopa będzie zasilane napięciem ze źródła zasilania tego taniego bibelotu i może się przepalić. Domowi ludzie uwielbiają usuwać rezystory ochronne i kondensatory, bo „to działa!” W rezultacie układ może współpracować z jednym źródłem dźwięku, ale nie z innym, a nawet drogi telefon lub laptop może ulec uszkodzeniu.
Rezystor zmienny w tym obwodzie powinien być tylko dostrojony, czyli należy go jednorazowo wyregulować i zamknąć w obudowie, a nie wyciągać wygodnym uchwytem. To nie jest regulacja głośności, a kontrola zniekształceń, czyli wybiera tryb pracy tranzystora tak, aby zniekształcenia były minimalne i aby z głośnika nie wydobywał się dym. Dlatego w żadnym wypadku nie powinien być dostępny z zewnątrz. NIE MOŻNA regulować głośności poprzez zmianę trybu. To jest coś, za co można zabić. Jeśli naprawdę chcesz regulować głośność, łatwiej jest podłączyć kolejny rezystor zmienny szeregowo z kondensatorem i teraz można go wyprowadzić na korpus wzmacniacza.
Generalnie do najprostszych układów - żeby to działało od razu i żeby niczego nie uszkodzić trzeba kupić mikroukład typu TDA (np. TDA7052, TDA7056... przykładów jest mnóstwo w internecie), a autor wziął przypadkowy tranzystor, który leżał na jego biurku. W rezultacie naiwni amatorzy będą szukać właśnie takiego tranzystora, chociaż jego wzmocnienie wynosi tylko 15, a dopuszczalny prąd aż 8 amperów (wypali każdy głośnik nawet tego nie zauważając).
Po opanowaniu podstaw elektroniki początkujący radioamator jest gotowy do lutowania swoich pierwszych projektów elektronicznych. Wzmacniacze mocy audio to zazwyczaj najbardziej powtarzalne konstrukcje. Istnieje wiele schematów, każdy z własnymi parametrami i projektem. W tym artykule omówimy kilka prostych i w pełni działających obwodów wzmacniaczy, które z powodzeniem może powtórzyć każdy radioamator. W artykule nie zastosowano skomplikowanych terminów i obliczeń, wszystko zostało maksymalnie uproszczone, aby nie pojawiały się dodatkowe pytania.
Zacznijmy od mocniejszego obwodu.
Tak więc pierwszy obwód jest wykonany na dobrze znanym mikroukładzie TDA2003. Jest to wzmacniacz monofoniczny o mocy wyjściowej do 7 watów przy obciążeniu 4 omów. Chcę powiedzieć, że standardowy obwód do podłączenia tego mikroukładu zawiera niewielką liczbę elementów, ale kilka lat temu wymyśliłem inny obwód na tym mikroukładzie. W tym układzie ilość elementów zredukowana jest do minimum, jednak wzmacniacz nie stracił swoich parametrów dźwiękowych. Po opracowaniu tego obwodu zacząłem tworzyć wszystkie moje wzmacniacze do głośników małej mocy, wykorzystując ten obwód.
Obwód prezentowanego wzmacniacza ma szeroki zakres odtwarzalnych częstotliwości, zakres napięcia zasilania od 4,5 do 18 woltów (typowo 12-14 woltów). Mikroukład jest zainstalowany na małym radiatorze, ponieważ maksymalna moc sięga do 10 watów.
Mikroukład może pracować przy obciążeniu 2 omów, co oznacza, że do wyjścia wzmacniacza można podłączyć 2 głowice o rezystancji 4 omów.
Kondensator wejściowy można wymienić na dowolny inny o pojemności od 0,01 do 4,7 μF (najlepiej od 0,1 do 0,47 μF), można stosować zarówno kondensatory foliowe, jak i ceramiczne. Zaleca się, aby nie wymieniać wszystkich pozostałych elementów.
Regulacja głośności od 10 do 47 kOhm.
Moc wyjściowa mikroukładu pozwala na zastosowanie go w głośnikach małej mocy do komputerów PC. Bardzo wygodne jest użycie chipa do samodzielnych głośników do telefonu komórkowego itp.
Wzmacniacz działa od razu po włączeniu i nie wymaga dodatkowej regulacji. Zaleca się dodatkowo podłączyć minus zasilania do radiatora. Zaleca się stosowanie wszystkich kondensatorów elektrolitycznych przy napięciu 25 woltów.
Drugi obwód jest montowany przy użyciu tranzystorów małej mocy i bardziej nadaje się jako wzmacniacz słuchawkowy.
To chyba najwyższej jakości obwód w swoim rodzaju, dźwięk jest czysty, czuć całe spektrum częstotliwości. Dzięki dobrym słuchawkom poczujesz się, jakbyś miał pełnoprawny subwoofer.
Wzmacniacz składa się tylko z 3 tranzystorów o odwróconym przewodzeniu, jako najtańszą opcję zastosowano tranzystory z serii KT315, ale ich wybór jest dość szeroki.
Wzmacniacz może pracować przy obciążeniu o niskiej impedancji do 4 omów, co umożliwia wykorzystanie układu do wzmacniania sygnału odtwarzacza, radia itp. Jako źródło zasilania wykorzystywana jest bateria 9 V typu Krona.
W końcowym stopniu zastosowano także tranzystory KT315. Aby zwiększyć moc wyjściową, możesz użyć tranzystorów KT815, ale wtedy będziesz musiał zwiększyć napięcie zasilania do 12 woltów. W takim przypadku moc wzmacniacza osiągnie aż do 1 Wata. Kondensator wyjściowy może mieć pojemność od 220 do 2200 µF.
Tranzystory w tym obwodzie nie nagrzewają się, dlatego nie jest potrzebne chłodzenie. Jeśli używasz większych tranzystorów wyjściowych, możesz potrzebować małych radiatorów dla każdego tranzystora.
I wreszcie - trzeci schemat. Przedstawiono równie prostą, ale sprawdzoną wersję konstrukcji wzmacniacza. Wzmacniacz może pracować od obniżonego napięcia do 5 woltów, w tym przypadku moc wyjściowa PA nie będzie większa niż 0,5 W, a maksymalna moc przy zasilaniu 12 woltów osiągnie aż do 2 watów.
Stopień wyjściowy wzmacniacza zbudowany jest na domowej parze komplementarnej. Wzmacniacz reguluje się dobierając rezystor R2. W tym celu zaleca się użycie trymera 1 kOhm. Powoli obracaj regulatorem, aż prąd spoczynkowy stopnia wyjściowego wyniesie 2-5 mA.
Wzmacniacz nie charakteryzuje się dużą czułością wejściową, dlatego przed wejściem warto zastosować przedwzmacniacz.
Dioda odgrywa w obwodzie znaczącą rolę, jej zadaniem jest stabilizacja stanu stopnia wyjściowego.
Tranzystory stopnia wyjściowego można zastąpić dowolną parą uzupełniającą o odpowiednich parametrach, na przykład KT816/817. Wzmacniacz może zasilać samodzielne głośniki małej mocy o rezystancji obciążenia 6-8 omów.
Lista radioelementów
| Przeznaczenie | Typ | Określenie | Ilość | Notatka | Sklep | Mój notatnik | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Wzmacniacz na chipie TDA2003 | |||||||
| Wzmacniacz dźwięku | TDA2003 | 1 | Do notatnika | ||||
| C1 | 47 uF x 25 V | 1 | Do notatnika | ||||
| C2 | Kondensator | 100 nF | 1 | Film | Do notatnika | ||
| C3 | Kondensator elektrolityczny | 1 uF x 25 V | 1 | Do notatnika | |||
| C5 | Kondensator elektrolityczny | 470 uF x 16 V | 1 | Do notatnika | |||
| R1 | Rezystor | 100 omów | 1 | Do notatnika | |||
| R2 | Rezystor zmienny | 50 kiloomów | 1 | Od 10 kOhm do 50 kOhm | Do notatnika | ||
| Ls1 | Dynamiczna głowa | 2-4 omów | 1 | Do notatnika | |||
| Obwód wzmacniacza tranzystorowego nr 2 | |||||||
| VT1-VT3 | Tranzystor bipolarny | KT315A | 3 | Do notatnika | |||
| C1 | Kondensator elektrolityczny | 1 uF x 16 V | 1 | Do notatnika | |||
| C2, C3 | Kondensator elektrolityczny | 1000 uF x 16 V | 2 | Do notatnika | |||
| R1, R2 | Rezystor | 100 kiloomów | 2 | Do notatnika | |||
| R3 | Rezystor | 47 kiloomów | 1 | Do notatnika | |||
| R4 | Rezystor | 1 kOhm | 1 | Do notatnika | |||
| R5 | Rezystor zmienny | 50 kiloomów | 1 | Do notatnika | |||
| R6 | Rezystor | 3 kOhm | 1 | Do notatnika | |||
| Dynamiczna głowa | 2-4 omów | 1 | Do notatnika | ||||
| Obwód wzmacniacza tranzystorowego nr 3 | |||||||
| VT2 | Tranzystor bipolarny | KT315A | 1 | Do notatnika | |||
| VT3 | Tranzystor bipolarny | KT361A | 1 | Do notatnika | |||
| VT4 | Tranzystor bipolarny | KT815A | 1 | Do notatnika | |||
| VT5 | Tranzystor bipolarny | KT816A | 1 | Do notatnika | |||
| VD1 | Dioda | D18 | 1 | Lub jakąkolwiek małą moc | Do notatnika | ||
| C1, C2, C5 | Kondensator elektrolityczny | 10 uF x 16 V | 3 | ||||
Redakcja serwisu „Two Schemes” przedstawia prosty, ale wysokiej jakości wzmacniacz niskiej częstotliwości oparty na tranzystorach MOSFET. Jego obwód powinien być dobrze znany radioamatorom i audiofilom, gdyż ma już około 20 lat.Układ został opracowany przez słynnego Anthony'ego Holtona, dlatego czasami nazywany jest ULF Holton. System wzmacniania dźwięku ma niskie zniekształcenia harmoniczne, nieprzekraczające 0,1%, przy mocy obciążenia około 100 watów.
Wzmacniacz ten stanowi alternatywę dla popularnych wzmacniaczy z serii TDA i podobnych popowych, gdyż za nieco wyższą cenę można otrzymać wzmacniacz o wyraźnie lepszych parametrach.
Dużą zaletą układu jest prosta konstrukcja i stopień wyjściowy, składający się z 2 niedrogich tranzystorów MOS. Wzmacniacz może współpracować z głośnikami o impedancji zarówno 4, jak i 8 omów. Jedyną regulacją, jaką należy wykonać podczas uruchamiania, jest ustawienie wartości prądu spoczynkowego tranzystorów wyjściowych.
Schemat ideowy UMZCH Holton
Wzmacniacz Holtona na MOSFET-ie - schemat obwodu Układ jest klasycznym wzmacniaczem dwustopniowym, składa się z różnicowego wzmacniacza wejściowego i symetrycznego wzmacniacza mocy, w którym pracuje jedna para tranzystorów mocy. Schemat systemu pokazano powyżej.
Płytka drukowana
Płytka drukowana ULF - widok gotowy Oto archiwum z plikami PDF płytki drukowanej - .
Zasada działania wzmacniacza
Tranzystory T4 (BC546) i T5 (BC546) pracują w konfiguracji wzmacniacza różnicowego i są przeznaczone do zasilania ze źródła prądowego zbudowanego w oparciu o tranzystory T7 (BC546), T10 (BC546) i rezystory R18 (22 kΩ), R20 (680 omów) i R12 (22 pomieszczenia). Sygnał wejściowy podawany jest na dwa filtry: dolnoprzepustowy zbudowany z elementów R6 (470 Ohm) i C6 (1 nf) - ogranicza on składowe wysokoczęstotliwościowe sygnału oraz filtr środkowoprzepustowy, składający się z C5 (1 nf) μF), R6 i R10 (47 kohm), ograniczające składowe sygnału przy częstotliwościach podczerwonych.
Obciążeniem wzmacniacza różnicowego są rezystory R2 (4,7 kΩ) i R3 (4,7 kΩ). Tranzystory T1 (MJE350) i T2 (MJE350) reprezentują kolejny stopień wzmocnienia, a jego obciążeniem są tranzystory T8 (MJE340), T9 (MJE340) i T6 (BD139).
Kondensatory C3 (33 pf) i C4 (33 pf) przeciwdziałają wzbudzeniu wzmacniacza. Kondensator C8 (10 nf) połączony równolegle z R13 (10 kom/1 V) poprawia odpowiedź przejściową ULF, co jest ważne w przypadku szybko rosnących sygnałów wejściowych.
Tranzystor T6 wraz z elementami R9 (4,7 oma), R15 (680 oma), R16 (82 oma) i PR1 (5 omów) pozwala ustawić prawidłową polaryzację stopni wyjściowych wzmacniacza w stanie spoczynku. Za pomocą potencjometru należy ustawić prąd spoczynkowy tranzystorów wyjściowych w zakresie 90-110 mA, co odpowiada spadkowi napięcia na R8 (0,22 oma/5 W) i R17 (0,22 oma/5 W) w zakresie 20-25 mV. Całkowity pobór prądu w stanie spoczynku wzmacniacza powinien wynosić około 130 mA.
Elementami wyjściowymi wzmacniacza są tranzystory MOSFET T3 (IRFP240) i T11 (IRFP9240). Tranzystory te są instalowane jako wtórnik napięciowy o dużym maksymalnym prądzie wyjściowym, więc pierwsze 2 stopnie muszą zapewniać wystarczająco dużą amplitudę sygnału wyjściowego.
Rezystory R8 i R17 służyły głównie do szybkiego pomiaru prądu spoczynkowego tranzystorów wzmacniacza mocy bez ingerencji w obwód. Mogą być również przydatne w przypadku rozbudowy układu o kolejną parę tranzystorów mocy, ze względu na różnice w rezystancji kanałów otwartych tranzystorów.
Rezystory R5 (470 omów) i R19 (470 omów) ograniczają szybkość ładowania pojemności tranzystora przepustowego, a tym samym ograniczają zakres częstotliwości wzmacniacza. Diody D1-D2 (BZX85-C12V) chronią mocne tranzystory. Dzięki nim napięcie przy uruchomieniu w stosunku do zasilaczy tranzystorów nie powinno przekraczać 12 V.
Na płytce wzmacniacza jest miejsce na kondensatory filtra zasilania C2 (4700 µF/50 V) i C13 (4700 µF/50 V).
Domowy tranzystor ULF na MOSFET Sterowanie odbywa się poprzez dodatkowy filtr RC zbudowany na elementach R1 (100 Ω/1 V), C1 (220 µF/50 V) i R23 (100 Ω/1 V) oraz C12 (220 µF/50 V).
Zasilanie dla UMZCH
Obwód wzmacniacza zapewnia moc sięgającą rzeczywistych 100 W (efektywna fala sinusoidalna), przy napięciu wejściowym około 600 mV i rezystancji obciążenia 4 omów.
Wzmacniacz Holton na płycie ze szczegółami Zalecany transformator to toroid o mocy 200 W i napięciu 2x24 V. Po wyprostowaniu i wygładzeniu powinniśmy otrzymać dwubiegunowe zasilanie wzmacniaczy mocy w zakresie +/-33 V. Prezentowana konstrukcja to monofoniczny moduł wzmacniacza o bardzo dobrych parametrach, zbudowany na tranzystorach MOSFET, który może pracować jako samodzielny moduł lub jako część.
Teraz w Internecie można znaleźć ogromną liczbę obwodów różnych wzmacniaczy na mikroukładach, głównie serii TDA. Mają całkiem dobre właściwości, dobrą wydajność i nie są aż tak drogie, dlatego są tak popularne. Jednak na ich tle wzmacniacze tranzystorowe, które choć trudne w konfiguracji, są nie mniej ciekawe, pozostają niezasłużenie zapomniane.
Obwód wzmacniacza
W tym artykule przyjrzymy się procesowi montażu bardzo nietypowego wzmacniacza, pracującego w klasie „A” i zawierającego tylko 4 tranzystory. Schemat ten został opracowany w 1969 roku przez angielskiego inżyniera Johna Linsleya Hooda i pomimo podeszłego wieku pozostaje aktualny do dziś.W przeciwieństwie do wzmacniaczy na mikroukładach, wzmacniacze tranzystorowe wymagają starannego dostrojenia i doboru tranzystorów. Ten schemat nie jest wyjątkiem, chociaż wygląda niezwykle prosto. Tranzystor VT1 – wejście, konstrukcja PNP. Możesz eksperymentować z różnymi tranzystorami PNP małej mocy, w tym germanowymi, na przykład MP42. Tranzystory takie jak 2N3906, BC212, BC546, KT361 dobrze sprawdziły się w tym obwodzie jako VT1. Tranzystor VT2 - nadają się tutaj konstrukcje NPN, średniej lub małej mocy, KT801, KT630, KT602, 2N697, BD139, 2SC5707, 2SD2165. Szczególną uwagę należy zwrócić na tranzystory wyjściowe VT3 i VT4, a raczej na ich wzmocnienie. Dobrze nadają się tutaj KT805, 2SC5200, 2N3055, 2SC5198. Musisz wybrać dwa identyczne tranzystory o wzmocnieniu jak najbliżej i powinno ono wynosić więcej niż 120. Jeśli wzmocnienie tranzystorów wyjściowych jest mniejsze niż 120, musisz umieścić tranzystor o wysokim wzmocnieniu (300 lub więcej ) na stopniu sterownika (VT2).
Wybór mocy wzmacniacza
Niektóre wartości znamionowe na schemacie zostały wybrane na podstawie napięcia zasilania obwodu i rezystancji obciążenia; niektóre możliwe opcje pokazano w tabeli:
Nie zaleca się zwiększania napięcia zasilania powyżej 40 woltów, ponieważ tranzystory wyjściowe mogą ulec awarii. Cechą wzmacniaczy klasy A jest duży prąd spoczynkowy, a co za tym idzie, silne nagrzewanie tranzystorów. Przy napięciu zasilania wynoszącym na przykład 20 woltów i prądzie spoczynkowym 1,5 ampera wzmacniacz zużywa 30 watów, niezależnie od tego, czy sygnał jest dostarczany na jego wejście, czy nie. Jednocześnie na każdym z tranzystorów wyjściowych zostanie rozproszone 15 watów ciepła, a to jest moc małej lutownicy! Dlatego tranzystory VT3 i VT4 należy zainstalować na dużym grzejniku za pomocą pasty termicznej.
Wzmacniacz ten jest podatny na samowzbudzenie, dlatego na jego wyjściu zainstalowany jest obwód Zobela: rezystor 10 Ohm i kondensator 100 nF połączone szeregowo pomiędzy masą a punktem wspólnym tranzystorów wyjściowych (obwód ten jest pokazany linią przerywaną na schemacie).
Przy pierwszym włączeniu wzmacniacza należy włączyć amperomierz, aby monitorować prąd spoczynkowy. Dopóki tranzystory wyjściowe nie rozgrzeją się do temperatury roboczej, może trochę unosić się, jest to całkiem normalne. Ponadto przy pierwszym włączeniu należy zmierzyć napięcie między punktem wspólnym tranzystorów wyjściowych (kolektor VT4 i emiter VT3) a masą, powinna tam być połowa napięcia zasilania. Jeśli napięcie różni się w górę lub w dół, należy przekręcić rezystor przycinający R2.
Płyta wzmacniacza:
(pliki do pobrania: 523)
Płytka wykonana jest metodą LUT.
Wzmacniacz który zbudowałem
Kilka słów o kondensatorach, wejściu i wyjściu. Pojemność kondensatora wejściowego na schemacie jest oznaczona jako 0,1 µF, ale taka pojemność nie jest wystarczająca. Jako wejście należy zastosować kondensator foliowy o pojemności 0,68 - 1 μF, w przeciwnym razie możliwe jest niepożądane odcięcie niskich częstotliwości. Kondensator wyjściowy C5 należy ustawić na napięcie nie mniejsze niż napięcie zasilania, nie należy też przesadzać z pojemnością.
Zaletą obwodu tego wzmacniacza jest to, że nie stwarza on zagrożenia dla głośników systemu akustycznego, ponieważ głośnik jest podłączony poprzez kondensator sprzęgający (C5), oznacza to, że jeśli na wyjściu pojawi się stałe napięcie, np. na przykład, gdy wzmacniacz ulegnie awarii, głośnik pozostanie nienaruszony. W końcu kondensator nie pozwoli na przejście napięcia stałego.