Как сделать простейший усилитель звука

Многие интересуются способом изготовления портативных колонок или динамиков для смартфонов и планшетов. Однако перед тем, как приступить к изготовлению самих динамиков, нужно позаботиться об усилителе. В этом материале мы сделаем обзор видеоролика, который посвящен сборке простейшего усилителя.

Итак, что же нам понадобится, чтобы собрать усилитель:
— коннектор для кроны;
— крона на 9 вольт;
— динамик 0.5-1 Вт и сопротивлением 8 Ом;
— мини джек на 3.5 мм;
— резистор на 10 Ом;
— выключатель;
— микросхема ЛМ386;
— конденсатор на 10 вольт.

Чтобы процесс сборки не показался очень сложным, представляем вашему вниманию схему будущего усилителя.

Посмотрев на микросхему с более близкого расстояния, можно увидеть, что она имеет по четырем лапкам с обеих сторон. В сумме получается 8 лапок. Для того, чтобы не перепутать и не перевернуть микросхему вверх ногами и тем самым ошибиться с пайкой, на микросхеме предусмотрена небольшая метка похожая на полукруг. Эта метка должна располагаться сверху.

Начнем с пайки первого провода, который будет идти к выключателю и плюсовому контакту кроны. Этот проводок необходимо припаять к шестой лапке микросхеме, то есть второй снизу на правой стороне.

Следующий конец проводка необходимо припаять к выключателю. Тут стоит отметить, что по словам автора идеи, сама схема не представляет никакой трудности и со сборкой может справиться даже тот, кто не имеет особых навыков в электронике .

После успешной пайки первого провода нужно перейти ко второму контакту выключателя, который на данный момент свободен. Тут нужно припаять плюсовой провод, идущий от коннектора кроны. После такой несложной пайки, можно сказать, что первый этап изготовления усилителя успешным образом пройден.

Перейдем к следующей лапке, которая на схеме отмечена цифрой 5 и находиться непосредственно под шестой лапкой, то есть той, к которой мы припаяли провод на предыдущем этапе работы. К этой лапке нужно припаять плюсовой контакт конденсатора.

От конденсатора у нас остается минусовой контакт, который необходимо припаять к плюсовому контакту динамика. При желании можно отказаться от прямой пайки конденсатора к динамику, чтобы уберечь его от возможных повреждений, как это делает автор. В таком случае нужно укоротить контакт конденсатора и удлинить его проводком.

После этого можно припаять проводок от минуса конденсатора к плюсу динамика.

Минусовой контакт динамика необходимо припаять к четвертой и второй лапкам на микросхеме. Соответственно это нижняя и вторая сверху лапки на левой стороне. Для этого берем проводок и припаиваем к минусу динамика.

После этого соединяем этот провод с четвертой лапке микросхемы.

Чтобы соединить этот же провод со второй лапкой, необходимо сделать перемычку. Берем короткий проводок. Один конец припаиваем к четвертой лапке, на которой уже есть один провод, а второй конец – ко второй лапке.

К третей лапке с левой стороны, то есть той, которая находиться между предыдущими двумя, мы должны припаять резистор.

Ко второй ножке резистора припаиваем проводок, который будет идти к плюсовому контакте на мини джеке.

Разбираем мини джек. На мини джеке, который использует автор, есть два контакта – на левый и правый каналы. Их нужно соединить между собой и припаиваем провод, идущий от резистора к контактам.

Простейший усилитель голоса, 5 букв, первая буква Р — кроссворды и сканворды

рупор

Слово «рупор» состоит из 5 букв:

— первая буква Р

— вторая буква У

— третья буква П

— четвертая буква О

— пятая буква Р

Посмотреть значние слова «рупор» в словаре.

Альтернативные варианты определений к слову «рупор», всего найдено — 39 вариантов:

• «Матюгальник»
• «Оралка» митингующего
• (переносное значение) лицо или орган печати, телеканал и т. п., пропангандирующий определенные идеи, взгляды
• «Наша Таня громко плачет, потому что плачет в …» (шутка)
• «Орало» митингующего
• Акустический усилитель
• Акустический усилитель в руках тренера
• В руке орущего агитатора
• Воронка как усилитель голоса
• Воронка крикуна
• Воронка у губ тренера
• Выразитель идей
• Громкоговоритель
• Громкоговоритель в руках массовика
• Громогласная воронка
• Конус в руках трибуна
• Конус для переговоров
• Конус для усиления голоса
• Конус-громкоговоритель
• Ладони, сложенные «воронкой»
• М. морск. говорная, переговорная труба. Вахтеный лейтенант обычно ходит с рупором. Рупорный мастер, рупорщик
• Мегафон без усилителя
• Предок мегафона
• Прикладываемый ко рту для усиления голоса при отдаче команд и т. п. конический раструб
• Примитивный мегафон
• Простейший мегафон
• Распространитель чьих-либо идей, мнений (книжное)
• Раструб для оратора
• Ретро-усилитель командного голоса
• Средство гласности, обеспечивающее слышимость
• Труба для усиления звука
• Труба с расширяющимся концом, служащая для усиления звука
• Труба, усиливающая звук
• Усиливающий звук конус
• Усилитель
• Усилитель зазывалы
• Усилитель звука
• Усилитель капитанского баса
• Усилитель речи

2a.Простейший усилитель

Принцип работы простейшего усилителя напряжения

Оставаясь в рамках схем с постоянными параметрами, в качестве простейшего (базового) усилителя исторически предложена единственная схема: последовательно соединенные резистор R_L и управляемый источник питания (т.е. активный элемент), на управляющий вход которого подается сигнал, который требуется усилить. Известным нам интегральным управляемым активным элементом является транзистор (в нашем случае МДП транзистор), имеющий в некотором диапазоне характеристику, близкую к характеристике источника тока, то упомянутым управляемым источником питания является Источник Тока, Управляемый Напряжением (ИТУН). (см. Рис.1).

Рис.1.1. Простейший (базовый) усилитель.

Очевидно, что для достижения наибольшего размаха выходного сигнала V_OUT, потенциал на выходе в отсутствие переменного входного сигнала (т.е. «рабочая точка») должен быть V

DDA/2. Для простейшего усилителя это достигается соответствующей постоянной составляющей входного управляющего напряжения. При приложении ко входу ИТУН сигнала , ток , генерируемый в ИТУН, равен сумме постоянной и переменной составляющих : .Напряжение на резисторе изменяется на величину, где — так называемая крутизна ИТУН. Изменение напряжения на резисторе R_L, называемом резистором нагрузки, есть выходной сигнал, т.е. . Отсюда коэффициент усиления по напряжению равен: . Потенциал верхнего вывода резистора постоянен и равен , поэтому увеличение вследствие увеличения тока, генерируемого в ИТУН, происходит в сторону , т.е. в отрицательную сторону по отношению к . Поскольку увеличение тока ИТУН происходит вследствие увеличения , то усиление всегда происходит с инверсией фазы.

МОП транзисторы с коротким каналом в аналоговых (аналогоцифровых) КМОП ИС.

Специфика применения МОП транзисторов (MOST) в аналоговых ИС во многом ясна из рассмотрения простейшего КМОП усилителя.

Простейший КМОП усилительный каскад.

Общее положение, применяемое к любым усилителям класса А, имеющим достаточно высокий коэффициент усиления: размах входного сигнала, как правило, много меньше постоянного смещения на входе (т.е. постоянной составляющей входного напряжения, жизненно необходимого для любого усилителя, для того, чтобы при заданных характеристиках нагрузки рабочая точка на выходе находилась в середине диапазона изменения выходного сигнала).

При этом изменение крутизны входного транзистора много меньше её значения при наличии на входе только постоянного смещения. Можно сказать, что крутизна входного транзистора в каскаде с достаточно высоким коэффициентом усиления постоянна и не зависит от входного напряжения. Такой режим работы усилителя называется режимом малого входного сигнала.

Рис. 1.2. Простейший КМОП усилительный каскад.

Итак, если у усилительного каскада статический (низкочастотный) коэффициент усиления К

0 достаточно велик, то ввиду ограниченности диапазона V_ВЫХ изменения выходного напряжения, диапазон V_ВХ изменения входного сигнала также ограничен, мал по величине и равен: малая величина при большом К₀ (при этом предполагается, что входной сигнал достаточно низкочастотный, т.е. медленно изменяется во времени. О зависимости коэффициента усиления усилителя K(f) от частоты f – в дальнейших лекциях). Пусть , где — постоянная составляющая входного напряжения, или входное смещение. — переменная составляющая входного напряжения, или сигнал. Тогда V_ВЫХ также имеет постоянную составляющую , или рабочую точку и переменную составляющую , или выходной сигнал.

На величину рабочая точка отличается от . — постоянная составляющая тока I_Rн в нагрузочном резисторе R_н и МОSТ или режимный ток. Переменная составляющая является малой величиной ввиду малости , а, именно, . Здесь g— крутизна MOST для данного режимного тока . Выходной cигнал , т.е. .

Примечание: Увеличивать R_н целесообразно лишь до величины, сравнимой с R_DS, дифференциальным сопротивлением MOST в пологой области при протекании через него режимного тока (см. дальнейшие лекции). Для увеличения К₀ можно увеличить R_н (см. Примечание), однако при этом растёт . Очевидно, что должно быть приблизительно равным , т.е. должно быть.Итак, получается, что чтобынадо ,но при этом уменьшается крутизна и уменьшается усиление каскада К(f) на высоких частотах (см. след. лекции). Концепция активной нагрузки позволяет преодолеть этот недостаток.

Активная нагрузка.

Рис.1.3А. Простейший каскад с активной Рис.1.3Б. Совместная ВАХ

нагрузкой — это применение вместо Р – канальной нагрузки

резистора транзистора противоположного и N – канального

типа проводимости в режиме источника входного транзистора

постоянного тока.

Через оба MOST течет режимный ток , который получается в точке пересечения ВАХ в NМОSТ и РМОSТ. Ток задаётся напряжением смещения на затворе РMOST. В нашей простейшей схеме напряжениезадаётся простой подгонкой. В практических задачах формируется автоматически с помощью токового зеркала (см. далее). Из рисунка видно, что применение в нагрузке каскада обыкновенного резистора такой же величины, как величина дифференциального сопротивления активной нагрузки, требует в несколько раз большего напряжения питания.

Рис. 1.4. Каскад с активной нагрузкой и автоматическим формированием . (Резистор R подводит к затвору Nmos1 входное смещение ; конденсатор С_Ф вместе с резистором R образуют ФНЧ и отфильтровывают переменную составляющую в узле В с целью уменьшения величины нежелательного изменения потенциала V_A; С_ВХ – паразитная входная емкость каскада).

Рис. 1.5. ВАХ идеального (пунктир) и реального (сплошная линия) МОП транзисторов.

Прежде чем рассмотреть схему на рис. 1-4, определим метод инженерного расчета напряжения на МОП диоде (на рис. 1-4 это транзистор N2), через который протекает ток I ( см. рис. 1-5). Ток I, протекающий при некотором превышении над порогом (V_ЗИ-V_Т), складывается из граничного тока I_ГР, который протекал бы на границе крутой и пологой областей идеального MOST (модель Шичмена-Ходжеса) при той же величине (V_ЗИ-V_Т), и добавки , всегда существующей ввиду увеличения тока стока в пологой области в зависимости от напряжения V_СИ между стоком и истоком. Реальность для правильно спроектированного MOST такова, что составляет небольшую долю (как правило меньше 10%) от I_ГР, поэтому вполне правомерно пренебречь величиной при инженерной (предварительной) оценке статического состояния схемы, т.е. для этой цели принимают I=I_ГР.

Итак, пусть на рис. 1-4 через N2 идет ток I_N2, генерируемый транзистором Р2, т.е. I_N2=I_Р2.Аналогично .С учётом изложенных выше замечаний,: . Следовательно . Пусть транзистор Р1 во всём одинаков с транзистором Р2, а N1 — с N2. Тогда очевидно, что , генерируемый в Р1, равен . Аналогично: =. Принимая во внимание конечность дифференциального сопротивления в пологих областях всех MOST ясно, что совпадает с не на всём протяжении пологих участков, что было бы, если бы N1 и Р1 были идеальными, а в одной точке, как на рис. 1-3В. Также можно утверждать, что .

Примечание. Комбинация двух транзисторов, в которой потенциал с диода, сформированного из одного транзистора (N2 на рис. 1-4), подается на затвор другого транзистора (N1 на рис. 1-4), работающего генератором тока, называется токовым зеркалом. Назначение токового зеркала – в генерации тока, равного по величине или пропорционального току, протекающего через диод (см. также рис.1-6), однако истекающего из другого полюса источника питания.

Итак, имеем усилитель, на затворе которого при и при , нижней частотной границе входного сигнала V_ВХ, подаётся почти вся величина входного сигнала.

Из рассмотрения рис. 1-7 очевидно, что каскад с активной нагрузкой на транзисторах N1 и Р1 должен иметь следующие особенности: 1.Рабочая точкадолжна быть симметрична относительно потенциалам источника питания, т.е. должна быть ; 2. Условные точки и перехода ВАХ из пологих областей в крутые должны быть, во-первых, симметричны относительно и, во-вторых, быть как можно ближе к потенциалам питания. Чтобы удовлетворить требованиям п.1, необходимо слегка изменить V_B, т.е. , где V_СM – напряжение смещения нуля. Если дифференциальное сопротивление R_CИ в пологой области MOST принять не зависимым от V_CИ, то, очевидно, , где К₀ – к-нт усиления каскада при . Практически способы уменьшения V_CMбудут узложены в дальнейших лекциях.

Для выполнения требований П.2 необходимо, во-первых, чтобы и . Во-вторых, чтобы величины и были малы, необходимо, чтобы наибольшим было превышение над порогом .

К-нт усиления каскада — (это соотношение строго будет выведено в следующей лекции).

Желание увеличить K₀ согласуется с желанием иметь как можно больший диапазон изменения путём уменьшения превышения над порогами транзисторов N1 и P1. Разберёмся с этим утверждением подробнее.

Известно, что х-ки MOST в пологой области в наибольшей степени определяются активным каналом, занимающим часть пространства между стоком и истоком. Напряжение на нем приблизительно равно (V_ЗИ-V_Т). Чем меньше (V_ЗИ-V_Т) и в меньшей степени V_CИ, тем меньше и поперечное, и продольное поля в канале, оба уменьшающие подвижность носителей. Например, для достаточно точной модели MOST уровня LEVEL=3,

; ,

THETA-экспериментально определяемый параметр;

L_ЭФФ— эффективная длина канала;

V_MAX— максимальная скорость дрейфа носителей;

Для ; для .

Например, для , т.е. подвижность в канале практически равна максимальной. Таким образом, при величине (V_ЗИ-V_Т), равной долям вольта и при изменении на десятки или единицы сотен милливольт, подвижность можно считать постоянной: . В этом случае зависимость I_C от V_ЗИ для правильно (!!!) сконструированного MOST хорошо описывается выражением Шичмена-Ходжеса (что мы и использовали до сих пор). Это выражение было выведено для MOST с длинным каналом. К счастью, при малых (V_ЗИ-V_Т), даже для короткоканальных MOST зависимость R_CИ от режимного тока I такая же,как и у длинноканальных:. Крутизна же . Следовательно . Конечно же, при малых (V_ЗИ-V_Т) и малых режимных токах быстродействие каскада мало ввиду малой крутизны N1.Однако можно радоваться тому факту, что в аналоговых ИС возможности MOST используются полностью (ввиду при малых значениях V_ЗИ-V_Т) в отличие от цифровых ИС, где из-за большой величины (V_ЗИ-V_Т) и ограничения скорости носителей быстродействие растёт уже не пропорционально , а пропорционально .

Простейший усилитель микрофона на одном транзисторе

Основополагающий компонент, без которого не было ни одного современного электронного устройства — транзистор. Чтобы понять как работает этот полупроводниковый прибор, соберем простейший усилитель на одном транзисторе.

Так как целью было ознакомление с работой транзистора, а не сборка конечного устройства для использования в быту, я не стал выбирать и специально покупать какой-то определенный транзистор, а взял тот, который оказался под рукой — П307В. Скачал из интернета так называемый даташит(datasheet) для П307 из которого узнал что данный тип транзистора имеет n-p-n структуру, низкочастотный, маломощный и подходит для применения в усилителях.

транзистор П307В

Как известно из школьной программы физики, транзистор — это, образно выражаясь, слоеный пирог, состоящий из трех слоев полупроводникового материала. Полупроводник — это такой материал, который отличается сильной зависимостью своей проводимости от концентрации примесей и других факторов. Самый распространенный полупроводник — это кремний.

В зависимости от вводимой в полупроводник примеси, он становится p-типа или n-типа. Транзисторы могут иметь n-p-n или p-n-p структуру. Центральный слой полупроводника называется базой, а два крайних — эмиттер и коллектор. На схемах они обозначаются следующим образом:

обозначение n-p-n и p-n-p транзистора

Принцип работы транзистора сводится к тому что малыми токами, подаваемыми на базу, можно управлять большими токами, протекающими между эмиттером и коллектором.

Транзисторы n-p-n типа управляются (активируются) положительным напряжением, которое прикладывается к базе транзистора относительно эмиттера.

Транзисторы p-n-p типа управляются отрицательным напряжением, которое создается на базе относительно эмиттера.

У электронщиков есть одна крылатая фраза: «Никто не умирает так тихо и незаметно как транзистор». Если на выводы транзистора подать слишком большой ток, то он сразу же выйдет из строя. Допустимые токи для разных транзисторов можно узнать в даташите, для маломощных обычно не более 20мА.

Проверить транзистор можно при помощи обычного мультиметра. Включаем мультиметр в режим измерения сопротивления в диапозоне тысяч Ом, подсоединяем красный щуп к базе, а общий — черный щуп, попеременно, к эмиттеру, потом к коллектору, прибор должен показывать сопротивление, в моем случае порядка 300 Ом. Далее подсоединяем общий щуп к базе, а красный щуп попеременно к эмиттеру, потом к коллектору, прибор не должен показывать сопротивление, как будто это диэлектрик. Если все-же показывает сопротивление в обоих направлениях, то p-n переход пробит. То есть от базы к эмиттеру и от базы к коллектору ток должен проходить только в одном направлении. Переходы база — эмиттер и база — коллектор при проверке транзистора можно сравнить с двумя диодами, соединенными между собой. Транзисторы p-n-p структуры проверяются аналогично, но направления проводимости будут противоположными.

Кроме транзистора понадобились микрофон, динамик, переменный резистор и источник питания.

микрофон

динамик у меня оказался под рукой этот, но можно взять любой, даже обычные наушники-капельки

переменный резистор на 20кОм, постоянные резисторы на 10кОм и 300Ом

источник питания — два аккумулятора по 3.7v, соединенные последовательно, что дает в сумме 7.4v

Все манипуляции с электронными компонентами очень удобно делать на макетной плате, не требующей пайки. Для включения детали в схему нужно просто воткнуть ее в отверстия платы. Макетную плату дешевле всего заказать на Алиэкспрессе, я покупал вот эту макетную плату в комплекте с usb адаптором питания и набором перемычек

Для начала я решил проверить работу транзистора в режиме ключа. Резистор для предохранения от превышения тока на светодиоде — 200 Ом, хотя источник питания не достаточно мощный чтобы вывести светодиод из строя. Таким образом эмиттерно-коллекторная цепь собрана, но светодиод не светится. для того чтобы ток потек, нужно приложить небольшое положительное сопротивление к базе. Для этого я взял два проводника, один подсоединил к плюсу, а второй — к базе, и замкнул их пальцем, так чтобы они не касались друг-друга. То есть использовал сопротивление небольшого участка кожи пальца. Сопротивление пальца довольно большое и ток сильно уменьшился, но даже этого небольшого тока на базе транзистора хватило чтобы приоткрыть переход эмиттер-коллектор и светодиод начал светиться.

электронный ключ на одном транзисторе

электронный ключ на одном транзисторе

электронный ключ на одном транзисторе

Чтобы из простого электронного ключа на одном транзисторе сделать усилитель микрофона, необходимо вместо светодиода подключить динамик, а к базе — резистор и микрофон.

усилитель микрофона на одном транзисторе

Тут я столкнулся с двумя трудностями, во-первых я не знал с каким сопротивлением на базе будет нужный ток. Именно от этого так называемого «тока смещения на базе транзистора» будет зависеть усиление, то есть громкость в динамике. Поэтому я решил взять переменное сопротивление. Путем подбора оказалось что усилитель работал с сопротивлением в диапазоне от 11кОм до 33кОм, за этими пределами в динамике не было слышно ничего. Наибольшая громкость достигалась примерно при 14кОм. Это значение зависит от входного сигнала, в данном случае от применяемого микрофона.

подбор сопротивления

усилитель микрофона на одном транзисторе

Данный усилитель будет работать, если динамик подключать в разрыв между эмиттером и минусом так и между плюсом и коллектором.

Хотя этот усилитель делался только в целях ознакомления с работой транзистора, он вполне работоспособен и ему можно найти применение. Звуки перед микрофоном отчетливо слышны в динамике.

Самый простой усилитель звука на одном транзисторе. Усилитель низкой частоты на мощных 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.

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.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
	Усилитель на микросхеме TDA2003
	Аудио усилитель	TDA2003	1		Поиск в Чип и Дип	В блокнот
С1		47 мкФ х 25В	1		Поиск в Чип и Дип	В блокнот
С2	Конденсатор	100 нФ	1	Пленочный	Поиск в Чип и Дип	В блокнот
С3	Электролитический конденсатор	1 мкФ х 25В	1		Поиск в Чип и Дип	В блокнот
С5	Электролитический конденсатор	470 мкФ х 16В	1		Поиск в Чип и Дип	В блокнот
R1	Резистор	100 Ом	1		Поиск в Чип и Дип	В блокнот
R2	Переменный резистор	50 кОм	1	От 10 кОм до 50 кОм	Поиск в Чип и Дип	В блокнот
Ls1	Динамическая головка	2-4 Ом	1		Поиск в Чип и Дип	В блокнот
	Усилитель на транзисторах схема №2
VT1-VT3	Биполярный транзистор	КТ315А	3		Поиск в Чип и Дип	В блокнот
С1	Электролитический конденсатор	1 мкФ х 16В	1		Поиск в Чип и Дип	В блокнот
С2, С3	Электролитический конденсатор	1000 мкФ х 16В	2		Поиск в Чип и Дип	В блокнот
R1, R2	Резистор	100 кОм	2		Поиск в Чип и Дип	В блокнот
R3	Резистор	47 кОм	1		Поиск в Чип и Дип	В блокнот
R4	Резистор	1 кОм	1		Поиск в Чип и Дип	В блокнот
R5	Переменный резистор	50 кОм	1

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

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

К коллектору VT1 подсоединим высокоомный телефон BF2 , между базой и минусом блока питания подключим сопротивление Rб , и развязывающую емкость конденсатора C св .

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Первый вариант УНЧ на транзисторах

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

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

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

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

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

Схема УНЧ представлена на рисунке чуть ниже.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

УМЗЧ на двух транзисторах

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

УМЗЧ по схеме Агеева

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

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

Высококачественные транзисторные УНЧ

ПРОСТОЙ ЛАМПОВЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

   Итак, решил попробывать себя в ламповой технике. Нашел нужные детали и собрал схему на лампах 6п14п и 6н23п, вначале просто на куске железа. Выход получился ватт 5, звук громкий и четкий, ничего не звенит и не срезается. Доволен таким УНЧ полностью. Питание на него идёт от трансформатора, который взял от радиолы «Сириус». Задействована одна накальная обмотка на 6 вольт, и 250 вольт для питания анодов ламп. Хотя сейчас стало модно устанавливать в усилители на лампах так называемые «электронные трансформаторы», для начинающих лампостроителей советую выбирать обычные на железе.

   В качестве выпрямителя — диодный мостик, а в качестве фильтров — 2 конденсатора от БП компьютера, на 200 вольт 470 мкф соединенных последовательно, итог — выход 315 вольт на конденсаторах. Все это дело по плюсу подключено через резистор 2.7 кОм в разрыве питания.Питание анодов примерно 250 вольт постоянного тока. Конденсаторы фильтра питания шунтируем резистором в 200 кОм что бы было чему их разрядить после выключения из сети устройства.

   БП выполнен в отдельном корпусе от старого лампового ТВ. Сам ламповый усилитель сделан в корпусе от советской магнитолы, корпус ее толстый и как раз по размерам подходит.

   Панельки для ламп можно выковырять из любой ламповой техники — они все стандартные. Большое отверстие делаем с помощью маленьких, просверленных по кругу. Края зачищаем круглым напильником.

   Колонку смастерил на основе динамика 5-гд бумажного, с номинальной мощностью 5 вт, само основание из доски, задняя часть — фанера, а сам динамик на лицивой панели укреплен на двух спрессованных листах картона.

   Ножки всем блокам сделал приклеив кусочки двухстороннего скотча к корпусу, чтобы не царапали поверхности стола. Видео про сборку простого УНЧ на лампах смотрите ниже:

   Ко входу припаян штекер металлический 3.5 мм, типа – «мама». Проводник, который по аудиовходу, обязательно хороший экранированный.

   Регулировку громкости убрал, так как только лишние шумы дает, да и в самом источнике звука (в моём случае DVD плеере) регулировать с пульта ее куда удобнее!

   Не забываем на землю поставить резистор 200-500 кОм на входе, а если делаете регулятор — то используйте высокоомный, пробовал на 1 мОм и с ним оказалось лучше всего. 

   Возможно кому-то конструкция покажется не особо серьёзной, но учтите, что это мой первый шаг в освоении ламповых УНЧ. Следующие усилители будут посолиднее. С Вами был тов. Redmoon.

   Форум по ЛУНЧ

   Форум по обсуждению материала ПРОСТОЙ ЛАМПОВЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

ПРОСТЕЙШИЙ УСИЛИТЕЛЬ СВОИМИ РУКАМИ

В практике радиолюбителя бывают разные задачи и ситуации. Иногда требуется спроектировать и создать мощный УМЗЧ для саба, ватт на 300. Иногда что-то ламповое и многоканальное. А иногда требуется обычный, и даже не простой а простейший усилитель звука. Может в пробник, в приёмник или сканнер, на колоночки к мобильнику, или ещё в какой прибор. Кто-то сразу предложит обычные TDA1551 — TDA1558, где дополнительных деталей почти нет. Но если такая мощность не требуется? Да и цена их не меньше двух долларов, что для изготовления простейшего усилителя уже многовато. Можно взять дешёвую и распространённую TDA2030, но там всё-таки нужно ещё с десяток пассивных элементов. И тем более питание слишком высокое, ведь от схемы простейшего усилителя требуется возможность работы и от нескольких вольт, при небольшом потребляемом токе.

Так вот, данная проблема решается использованием для наших целей микросхемы К174ХА10. Она представляет собой АМ приёмник со встроенным УНЧ, мощностью около полуватта, что часто бывает вполне достаточно для простого усилителя звука в карманный девайс с батареечным питанием. Из дополнительных радиодеталей нужны всего лишь ещё пару конденсаторов. Итак, основные достоинства данной схемы простейшего усилителя: Ток потребления, 0,01А; Низкое питающее напряжение, 3-12В; Выходная мощность до полуватта; Минимум деталей, 3шт; Очень дешёвая цена микросхемы, 0,2уе; Малый размер усилителя, 20х20х5мм. Для удобства и миниатюризации лишние выводы микросхемы просто отламываем (вряд ли в обозримом будущем мы станем делать АМ приёмник), после чего паяем К174ХА10 к плате боком, на эти оставшиеся пять выводов. Естественно, можно вообще собрать этот УНЧ навесняком. В качестве нагрузки подключал даже 50-ти ваттные колонки, и играли они на вполне достаточной для вечернего прослушивания громкости. Если не верите — поэкспериментируйте сами. На фото ниже приведён фрагмент печатной платы с деталями, приёмника ФМ с именно таким УНЧ:

Итого, буквально за пять минут, с помощью данной схемы получается простейший усилитель, пригодный для установки в любое низковольтное устройство. Данная микросхема — советского происхождения, и достать её можно не только в магазине, по копеечной цене, но и выпаять из любого карманного радиоприёмника 80-х — 90-х годов выпуска. Если для вас этот усилитель слишком слаб, то можете собрать качественный усилитель на TDA2003 стоимостью всего в 1$.

Простой операционный усилитель | Дискретные полупроводниковые схемы

ДЕТАЛИ И МАТЕРИАЛЫ

• Две 6-вольтовые батареи
• Четыре транзистора NPN — рекомендуются модели 2N2222 или 2N3403 (каталог Radio Shack № 276-1617 представляет собой пакет из пятнадцати транзисторов NPN, идеально подходящих для этого и других экспериментов)
• Два транзистора PNP — рекомендуются модели 2N2907 или 2N3906 (каталог Radio Shack № 276-1604 представляет собой пакет из пятнадцати транзисторов PNP, идеально подходящих для этого и других экспериментов)
• Два однооборотных потенциометра 10 кОм с линейным конусом (каталог Radio Shack № 271-1715)
• Один резистор 270 кОм
• Три резистора 100 кОм
• Один резистор 10 кОм

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ

уроков по электрическим схемам , том 3, глава 4: «Биполярные переходные транзисторы» Уроки электрических схем , том 3, глава 8: «Операционные усилители»

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

• Проектирование схемы дифференциального усилителя с использованием токовых зеркал.
• Влияние отрицательной обратной связи на дифференциальный усилитель с высоким коэффициентом усиления.

СХЕМА

ИЛЛЮСТРАЦИЯ

ИНСТРУКЦИЯ

Данная схема представляет собой усовершенствованный вариант дифференциального усилителя, показанного ранее. Вместо того, чтобы использовать резисторы для падения напряжения в цепи дифференциальной пары, вместо них используется набор токовых зеркал, в результате чего достигается более высокий коэффициент усиления по напряжению и более предсказуемые характеристики.

С более высоким коэффициентом усиления по напряжению эта схема может работать как рабочий операционный усилитель или операционный усилитель . Операционные усилители составляют основу множества современных аналоговых полупроводниковых схем, поэтому понимание внутренней работы операционного усилителя очень важно.

PNP-транзисторы Q ₁ и Q ₂ образуют токовое зеркало, которое пытается равномерно распределить ток через два транзистора дифференциальной пары Q ₃ и Q ₄ .NPN-транзисторы Q ₅ и Q ₆ образуют еще одно токовое зеркало, устанавливая общий ток дифференциальной пары на уровне, заданном резистором R _prg .

Измерьте выходное напряжение (напряжение на коллекторе Q ₄ относительно земли) при изменении входных напряжений. Обратите внимание, как два потенциометра по-разному влияют на выходное напряжение: один вход имеет тенденцию управлять выходным напряжением в одном и том же направлении (неинвертирующий), а другой стремится управлять выходным напряжением в противоположном направлении (инвертирующий).

Вы заметите, что выходное напряжение наиболее чувствительно к изменениям на входе, когда два входных сигнала почти равны друг другу.

После того, как будет доказана дифференциальная характеристика схемы (выходное напряжение резко переходит от одного экстремального уровня к другому, когда один вход регулируется выше и ниже уровня другого входного напряжения), вы готовы использовать эту схему в качестве реального операционного усилителя. Простая схема операционного усилителя, называемая повторителем напряжения , является хорошей конфигурацией, чтобы сначала попробовать.

Чтобы создать цепь повторителя напряжения, напрямую подключите выход усилителя к его инвертирующему входу. Это означает соединение клемм коллектора и базы Q ₄ вместе и отказ от «инвертирующего» потенциометра:

Обратите внимание на треугольный символ операционного усилителя, показанный на нижней схеме. Инвертирующий и неинвертирующий входы обозначены символами (-) и (+) соответственно, а выходной терминал находится в правом верхнем углу.

Провод обратной связи, соединяющий выход с инвертирующим входом, показан красным на приведенных выше схемах. В качестве повторителя напряжения выходное напряжение должно очень точно «следовать» за входным напряжением, отклоняясь не более чем на несколько сотых вольта.

Это намного более точная схема повторителя, чем схема одиночного транзистора с общим коллектором, описанная в более раннем эксперименте! Более сложная схема операционного усилителя называется неинвертирующим усилителем , и в ней используется пара резисторов в контуре обратной связи для «обратной связи» части выходного напряжения на инвертирующий вход, заставляя усилитель выдавать напряжение, равное кратное напряжению на неинвертирующем входе.

Если мы используем два резистора равного номинала, напряжение обратной связи будет 1/2 выходного напряжения, в результате чего выходное напряжение станет вдвое больше напряжения, подаваемого на неинвертирующий вход. Таким образом, мы имеем усилитель напряжения с точным коэффициентом усиления 2:

.

При тестировании этой схемы неинвертирующего усилителя вы можете заметить небольшие расхождения между выходным и входным напряжениями. Согласно значениям резистора обратной связи коэффициент усиления по напряжению должен быть ровно 2.

Однако вы можете заметить отклонения порядка нескольких сотых вольта между выходным напряжением и тем, каким оно должно быть. Эти отклонения вызваны несовершенством схемы дифференциального усилителя и могут быть значительно уменьшены, если мы добавим больше каскадов усиления для увеличения дифференциального усиления по напряжению.

Тем не менее, один из способов повысить точность существующей схемы — это изменить сопротивление R _prg . Этот резистор устанавливает контрольную точку нижнего токового зеркала и тем самым влияет на многие рабочие параметры операционного усилителя.

Попробуйте подставить значения разности сопротивлений в диапазоне от 10 кОм до 1 МОм. Не используйте сопротивление менее 10 кОм, иначе транзисторы токового зеркала могут начать перегреваться и термически «разбегаться».

Некоторые операционные усилители, доступные в предварительно упакованных блоках, предоставляют пользователю возможность аналогичным образом «программировать» токовое зеркало дифференциальной пары и называются программируемыми операционными усилителями . Большинство операционных усилителей не являются программируемыми, и их внутренние контрольные точки зеркала тока фиксируются внутренним сопротивлением, настроенным до точного значения на заводе.

PassDiy

Усилитель Zen

Перевал Нельсона

Введение

I. «Что за звук хлопает один транзистор?»

Есть два наиболее важных принципа при проектировании аудиоусилителя. Первое — это простота. Вторая — линейность.

Эйнштейн сказал: «Все должно быть сделано как можно проще, но не проще.«Простота — общий элемент лучших и самых изысканных дизайнов. Она предпочтительна по чисто эстетическим причинам, но также потому, что меньшее количество элементов меньше окрашивает звук и теряет меньше информации. Многие аудиофилы, включая меня, готовы пожертвовать другими областями производительность для достижения интимности со звуком, доступным через простую схему.

Усилитель должен быть простым, но при этом линейным. Некоторая мера искажений в усилителе неизбежна и простительна, если она менее оскорбительного типа, но все же важно, чтобы измеренные характеристики искажения были достаточно низкими.Преимущество простой схемы теряется, если на звук накладывается избыток ложной окраски.

Многие сложные топологии оправданы высоким качеством измеренных характеристик. По объективным критериям это вполне верный подход. Есть много приложений, в которых важна точность измерений, а субъективные характеристики не важны. Любое приложение, в котором производительность имеет решающее значение для получения точных чисел, например, полевой усилитель МРТ, должно оцениваться объективно.

Но это не ракетостроение; наша цель — сделать так, чтобы слушатели наслаждались звуком. Если мы оправдываем такой подход, называя его искусством, а не наукой, это прекрасно, даже предпочтительнее.

Наша цель — разрешить очевидный конфликт между простотой и объективной производительностью. Имеющиеся в продаже усилители мощности содержат до 7 последовательно включенных каскадов усиления. Самый простой из известных мне по-прежнему имеет 3 этапа. Эта последовательность этапов усиления важна для создания избыточного усиления, которое можно использовать для отрицательной обратной связи.Обратная связь используется для корректировки характеристик каскадов усиления. Как это ни парадоксально, дополнительное усиление используется для исправления дополнительных искажений дополнительных каскадов усиления.

Насколько просто сделать схему и при этом она будет хорошо работать? Очевидно, что усилитель с одним каскадом усиления будет настолько простым, насколько мы можем топологически создать, и мы задаемся вопросом: «Какую производительность мы можем получить от одного устройства с одним усилением?»

II. Односторонний класс A

Для такой простой схемы доступен только один подход к линейным характеристикам: несимметричный класс A.Такая топология использовалась в первых устройствах усиления (конечно, лампах), но не получила широкого распространения в выходных каскадах твердотельных усилителей мощности из-за ее

Двухтактные схемы имеют более высокий КПД, а также обладают преимуществом в том, что они могут подавать ток, превышающий ток холостого хода, или ток смещения, за счет перехода в более низкий класс работы. Двухтактный усилитель класса A, работающий на холостом ходу при токе смещения 1 ампер, может выдавать пиковые значения 2 ампера перед выходом из класса A и может обеспечивать еще более высокие токи, рассматриваемые как усилитель класса AB, где одна половина усилителя испытывает отсечку и не выдерживает сигнал для части формы волны.Напротив, односторонние усилители класса A не могут линейно выдавать ток за пределы своей точки смещения, и они обычно должны рассеивать на холостом ходу более 4

раз больше их номинальной мощности. Типичный КПД составляет около 20% максимум.

Сама по себе эта огромная неэффективность объясняет, почему одностороннему классу A уделяется ограниченное внимание, хотя тщательное рассмотрение возможных схем показывает, что возможен КПД, приближающийся к 50%. Кроме того, существуют способы, которыми одноконтактный усилитель класса A может работать как двухтактное устройство за пределами точки смещения, при этом предполагается, что двухтактные характеристики предпочтительнее ограничения.Pass Labs получила один патент и подала заявку на другой, отражающий новые разработки в этой области.

На рисунке 1 показан простой пример несимметричной схемы класса А. В этом случае устройством усиления является полевой транзистор, хотя эта концепция одинаково хорошо применима и к лампе для биполярного транзистора. Входной сигнал подается на затвор, и транзистор обеспечивает усиление по току и напряжению, которое появляется на стоке. Каскад усиления смещен некоторым импедансом, который обеспечивает ток смещения транзистора.

Этот импеданс может быть резистором, источником постоянного тока или другой нагрузкой, например громкоговорителем. Поскольку этот элемент несет постоянный ток смещения, маловероятно, что мы захотим использовать для этого громкоговоритель, и обычно мы хотели бы подключить громкоговоритель параллельно с элементом смещения, последовательно с блокирующим конденсатором.

Если элемент смещения представляет собой резистор, мы видим типичный КПД около 4%. Это означает, что мы простаиваем цепь на 100 Вт и имеем максимальную выходную мощность

.

энергетическая неэффективность.Работа с односторонними усилителями класса A в последнее время привлекает повышенное внимание, в первую очередь со стороны энтузиастов ламп, а недавно ряд компаний представили ламповые усилители класса A с одним концом. Для них характерны ограниченная мощность, высокая стоимость и несколько каскадов усиления.

В 1977 году в журнале Audio Magazine я опубликовал 20-ваттную двухполюсную несимметричную конструкцию класса A с четырьмя каскадами усиления. Pass Labs производит серию односторонних усилителей Aleph класса A с 1992 года, и они имеют три каскада усиления.Мне неизвестно о других твердотельных предложениях в США, хотя я ожидаю, что моя гегемония будет недолгой с неизбежным появлением других несимметричных транзисторных усилителей.

Простота — не единственная причина использования несимметричной топологии. Характеристики несимметричного каскада усиления наиболее естественны в музыкальном плане. Его асимметрия аналогична характеристике сжатия / разрежения воздуха, где для данного смещения наблюдается немного более высокое давление на положительном (сжатие), чем на отрицательном (разрежение).Сам воздух является несимметричной средой, где давление может стать очень высоким, но никогда не опускаться ниже 0. Гармонические искажения такой среды — вторая гармоника, наименее неприятная разновидность.

Иногда неправильно понимают, что несимметричные усилители намеренно искажают сигнал второй гармоникой, чтобы добиться ложно благозвучного характера. Это неправда. Низкие искажения по-прежнему являются важной целью, и я считаю, что преднамеренное введение второй гармоники в музыкальный сигнал не улучшает качество звука.

Несимметричное усиление отличается от двухтактных схем тем, что для каждого каскада усиления используется только одно устройство усиления, и оно передает только полный сигнал. Линейные односторонние конструкции работают только в классе A.

Напротив, двухтактные конструкции распределяют сигнал между двумя противоположными устройствами, одно концентрируется на положительной половине, а другое — на отрицательной половине. Эта положительная / отрицательная половина аудиосигнала является уловкой, вызванной желанием эффективно обрабатывать сигнал только переменного тока без компонента постоянного тока.Большинство двухтактных конструкций класса A обеспечивают энергоэффективность в два раза выше, чем у большинства однотактных конструкций, а также обеспечивают некоторую степень подавления искажений.

Хорошо подобранная пара двухтактных устройств усиления будет иметь более низкие измеренные искажения из-за подавления и будет концентрировать гармоническое содержание в третьей гармонике и других «нечетных» гармониках, отражая симметрию между положительной и отрицательной половинами формы волны. Возможна работа в режимах класса A, класса AB и класса B.Наиболее линейным из них является класс A, в котором на холостом ходу рассеивание в цепи будет более чем в два раза превышать номинальную выходную мощность.

4 Вт. Мы можем значительно повысить эффективность, если отделим ток смещения от тока сигнала, чтобы источник смещения обрабатывал только постоянный ток, и, конечно, наш блокирующий конденсатор гарантирует, что динамик видит только переменную часть сигнала.

Мы можем добиться этого, смещая схему с помощью источника постоянного тока, и КПД поднимается примерно до 20%, или примерно в 5 раз лучше.Источник постоянного тока обеспечивает только постоянный ток, который не зависит от сигнала. Помимо повышения эффективности, источники постоянного тока устраняют шум источника питания из-за смещения и обеспечивают абсолютно постоянную нагрузку для источника питания. В результате этого абсолютно постоянного потребления источника питания становится относительно неважным, какое сопротивление наблюдается в цепи источника питания, и два канала могут потреблять один источник питания без модуляции сигналов друг друга.

Очевидно, что использование источника постоянного тока для смещения оправдано производительностью по сравнению с использованием резистора, хотя не все разработчики-единомышленники с этим согласны.

III. Мосфет

Мы должны рассмотреть, какой тип устройства усиления подходит для этого приложения. На самом деле выбор прост: биполярные устройства имеют слишком низкий входной импеданс, чтобы их можно было использовать, а лампы имеют слишком малое усиление для использования в одноступенчатом усилителе мощности. Единственное используемое устройство — это силовой МОП-транзистор, который представляет собой крутильное устройство, подобное лампе, и имеет высокий входной импеданс, но работает с достаточным усилением при достаточно высоких токах, чтобы управлять им напрямую линейным сигналом.

По совпадению, я предпочитаю Mosfet. Даже в более сложных схемах биполярные транзисторы не имеют характеристики крутизны, которую я считаю желательной, а лампам требуется трансформатор связи с сопутствующим ухудшением характеристик.

Использование трансформаторов в качестве нагрузки для несимметричной цепи очень проблематично, поскольку постоянный ток, проходящий через трансформатор, имеет тенденцию насыщать сердечник. Решение, которое было применено, состоит в том, чтобы использовать сердечник с воздушным зазором, желая добиться того, чтобы первичная и вторичная катушки были только слабо связаны, что еще больше снизило бы производительность.

Мосфеты не получили должной оценки за их характеристики в высококачественном аудио. Я считаю, что это связано с относительно тусклым звуком, связанным с коммерческими предложениями на сегодняшний день. Однако это не вина Mosfets. Изучение усилителей на рынке выявило два серьезных недостатка в том, как используются МОП-транзисторы для усиления. Во-первых, почти все разработчики просто поместили МОП-транзисторы в те же (сложные) топологии, которые были разработаны для биполярных устройств, без учета их особых характеристик.Такое невообразимое использование нового устройства усиления приводит к получению звука, незначительно отличающегося от исходной биполярной схемы, и не дает большого улучшения.

Представленные на рынке конструкции Mosfet также относятся к классу AB. Передаточная кривая МОП-транзисторов обнаруживает серьезные нелинейности при малых токах смещения, что приводит к нелинейности кроссовера в двухтактных схемах. Этот недостаток конструкции создает звуковую сигнатуру, которую многие называют «туман Mosfet», где потеря деталей очевидна.Чтобы полностью реализовать

Преимущества транзисторов Mosfet, они должны работать в классе A.

Поэтому неудивительно, что Mosfets не нашли среди аудиофилов той благосклонности, которой заслуживают эти устройства. Я ожидаю, что это изменится в ближайшем будущем, особенно по мере того, как МОП-транзисторы найдут свое применение в несимметричных усилителях класса А.

IV. Схема.

На рисунке 2 показана полная схема усилителя. Q1 — это каскад усиления, смещенный источником постоянного тока Q2.

Обращаясь сначала к источнику тока, отметим схему, связанную с Q2. Q3 используется для регулирования привода затвора для Q2. На него подается ток (смещение) от R6 / R7, а C5 используется для фильтрации пульсаций источника питания. Когда ток проходит через Q2, он вызывает падение напряжения на R1, и когда это падение напряжения достигает примерно 0,66 В (2 ампера через Q2 / R1), он включает переход Q3, и Q3 затем ограничивает появляющееся напряжение

на затворе Q2 примерно до 4 вольт.Эта маленькая петля поддерживает постоянный ток через Q2 на уровне 2 ампера. R3 и R4 предназначены для добавления стабильности контуру и предотвращения паразитных колебаний Mosfet Q2.

Этот постоянный ток в 2 ампера подается на Q1. Резистор R8 и потенциометр P1 образуют контур обратной связи постоянного тока, который управляет затвором Q1 при напряжении около 4 вольт и помещает потенциал стока Q2 в среднюю точку источника питания, или около 17 вольт. Входной сигнал проходит через C6 и R5 к затвору Q1, а выходной сигнал проходит через C3 и C4 параллельно громкоговорителю.R9 и R2 предназначены для отвода постоянного тока, но не особенно важны. Z1 необходим для обеспечения того, чтобы входной переходный процесс не превышал номинальное значение затвора 20 В Mosfet.

На рис. 3 показаны изображения двух каналов ПК. Шаблон предназначен для одностороннего (конечно!) Строительства, но у меня были платы, сделанные с заземляющим слоем на верхней стороне платы и покрытые сквозными отверстиями, так как разница в стоимости очень небольшая.

Обратите внимание, что полярность выходных соединений перепутана.Поскольку топология обратной полярности, плюсовые клеммы громкоговорителя должны быть подключены к земле, а минусовые клеммы подключены к активному выходу усилителя.

На рис. 4 показано размещение компонентов, на рис. 5 — список деталей. Обратите внимание, что трансформатора T1, предохранителя F1 и диодных мостов B1 нет на печатной плате. Метки соединений платы L POWER и R POWER прикреплены к диодному мосту + и -. Замена деталей, безусловно, возможна. Первое требование к МОП-транзисторам — это способность непрерывно рассеивать 30 Вт без сбоев, что означает выбор устройств с номинальной мощностью 125 Вт или более.МОП-транзисторы должны быть рассчитаны на 50 вольт или более, и я предлагаю, чтобы они были рассчитаны на постоянные токи стока 10 ампер или более. В данном случае я выбрал детали International Rectifier, и многочисленные замены будут соответствовать этим требованиям на странице IR каталога Digikey.

Очень важный элемент — радиатор. Раковина для каждого канала должна обеспечивать непрерывное рассеивание 70 Вт при повышении температуры примерно на 25 градусов по Цельсию. Меньший радиатор сократит срок службы Mosfet.Если вы обнаружите, что не можете дотронуться до радиатора во время работы, я предлагаю использовать вентилятор.

Силовой трансформатор должен подавать около 25 В переменного тока при 6 А или около того на каждый канал. В то время как фактическое потребление постоянного тока составляет ровно 2 ампера на канал, коэффициент мощности, создаваемый при зарядке блока питания

Конденсаторы приводят к тому, что трансформатор рассеивает больше, чем предполагается на 2 ампера. Из рис. 5 видно, что предлагаемый силовой трансформатор имеет вторичную обмотку для каждого канала, однако допустимо управлять обоими каналами от одной вторичной обмотки и диодного моста.

V. Операция

Когда вы закончите строительство, подключите его. Если предохранитель блока питания не перегорел, вы будете искать около 0,66 вольт на R1, отсутствие постоянного напряжения на выходе и около 17 вольт на стоках (центральные штыри). Mosfets. При входном сигнале и нагрузке 8 Ом отрегулируйте P1 для симметричного ограничения. Отрегулируйте P1 после того, как усилитель прогреется.

На рис. 6 показана кривая гармонических искажений от 10 милливатт до 20 Вт на частоте 1 кГц и 8 Ом.Ниже 10 Вт искажение чисто вторая гармоника. На рис. 7 показано искажение на уровне 2 Вт в звуковом диапазоне. На рис. 8 показана частотная характеристика. Амплитуда составляет примерно 0,25 дБ при 20 Гц и примерно 0,5 дБ при 20 кГц.

Стол 1

Резисторы:

Конденсаторы:

C1

10,000 мкФ

35 В

Digi-Key

P6485

C2

10,000 мкФ

35 В

Digi-Key

P6485

C3

2200 мкФ

35 В

Digi-Key

P6481

C4

2200 мкФ

35 В

Digi-Key

P6481

C5

47 мкФ

25 В

Digi-Key

P5976

C6

47 мкФ

25 В

Digi-Key

P5976

Разное:

1 квартал

IRFP140, N-канальный МОП-транзистор, мин. 50 В, 10 А, 125 Вт

2 квартал

IRFP9240, МОП-транзистор с каналом P, мин. 50 В, 10 А, 125 Вт

3 квартал

MPSA92, транзистор PNP, мин. 50 В, 10 мА, TO92

П1

Потенциометр 10 кОм, Digi-Key 3386P-103-ND

BR1

Диодный мост 25A 50V, Digi-Key GBPC12005

F1

Быстродействующий предохранитель типа 3AG 5-6A

Т1

Авель Линдберг # D4040 (2 канала)

Т1, Т2

Корпорация Тороид №617.242 (по 1 на каждый канал)

Трансформатор

ок. 24-25 В переменного тока @ 5A вторичные цепи

Выходное сопротивление усилителя составляет примерно 1 Ом с коэффициентом демпфирования примерно 8. Существуют громкоговорители, которые не подходят для этого усилителя, либо из-за того, что им нужен высокий коэффициент демпфирования, у них сопротивление ниже 8 Ом, либо требуется больше. чем 10 ватт. При импедансах ниже 8 Ом выход усилителя не увеличивается, а падает.Это связано с тем, что несимметричная конструкция может обеспечивать только значение тока смещения и не будет работать линейно за пределами точки смещения.

Есть довольно много громкоговорителей с импедансом 8-16 Ом и чувствительностью в диапазоне 90-100 дБ, которые вполне подходят. Усилитель также отлично подходит как среднечастотный или высокочастотный усилитель и особенно хорош с рупорными драйверами.

Если вы хотите управлять нагрузкой 4 Ом с удвоенной мощностью, я предлагаю просто подключить два канала параллельно в моно на входных и выходных клеммах.

Входное сопротивление составляет 4,75 кОм, а коэффициент усиления — около 8,5 дБ. Это означает, что усилитель должен приводиться в действие активным источником, способным выдавать 3,5 В при 700 мкА. Входную характеристику можно отрегулировать для источников с большим напряжением и меньшим током, увеличив R5, и можно отрегулировать для источников с большим током и меньшим напряжением, пропорционально уменьшив R5.

Так как это звучит? С правильным динамиком просто замечательно.

После публикации такого проекта, как этот, я неизбежно получаю большое количество запросов о том, как улучшить дизайн. Как сделать его больше, меньше, лучше; Используйте более качественный провод, более качественные конденсаторы, более качественные разъемы.Предлагаю ли комплекты, запчасти; Продам ли я напрямую; Буду ли я ремонтировать усилители?

Аналогичный усилитель должен появиться в продаже у дилеров Pass примерно в то время, когда вы это прочтете. Информацию о продуктах и ​​дилерах, а также официальные документы по эксплуатации односторонних устройств класса A можно получить по адресу:

Pass Labs, почтовый ящик 219, 24449 Foresthill Rd.
Foresthill CA 95631, факс (530) 367 2193

Я не предлагаю комплекты, не продаю напрямую и не ремонтирую. Бесплатные советы предоставляются редко.

Усовершенствовав усилитель, вы можете использовать любую лучшую деталь, которая вам нравится. Маловероятно, что вы попросите усилитель меньшего размера, и если вам нужен усилитель большего размера, я предлагаю вам найти детали побольше и построить их. Все элементы здесь легко масштабируются, и вы можете найти более крупные МОП-транзисторы или запустить существующие ближе к их пределам. Я построил более крупные версии этой схемы с использованием промышленных корпусов Mosfet, которые рассчитаны на 600 Вт каждая, и они отлично работают.

Простота усилителя допускает большую терпимость к модификации. В отличие от большинства конструкций, он не критичен к деталям и не требует компенсации стабилизации частоты и обратной связи. При оценке деталей для увеличенной версии необходимо обратить внимание на параметры рассеяния и напряжения компонентов.

Есть ли другие способы улучшить схему, помимо лучших конденсаторов? Так получилось, что они есть, и на лучшие из них недавно выдан патент компании Pass Labs.Если интерес к такому подходу к усилению сохраняется, возможно, он ляжет в основу другой статьи.

Авторское право 1994 Nelson Pass

Самый простой стереоусилитель в мире!

Самый простой Стереоусилитель в мире! Если тебе нравится играть с микросхемами аудиоусилителя, с которыми вы наверняка сталкивались популярный TDA7052. Это 8-контактное устройство DIL, которое производит около 1 ватт звука при питании от источника питания 6 В.TDA7053 — это 16-контактная стерео версия, которая была выбран для этого проекта. Эти микросхемы используют Принцип мостовой привязанной нагрузки (BTL) для управления громкоговорителем. Положил просто они работают с использованием двух мощностей усилители работают в противофазе друг с другом, так что при срабатывании одного выхода Высоко на + питание) другой выход становится низким (до 0 В). Если громкоговоритель подключен между выходами, то потенциально почти все напряжение источника питания может быть приложено к нему вместо только половина, что соответствует нормальному двухтактному рельсу усилитель звука.Потому что выходная мощность увеличивается в четыре раза при удвоении напряжения питания, ИС могут производить здоровый 1 ватт при питании всего лишь от 6 вольт The Используемая схема прямо из таблицы данных TDA7053, в которой говорится, что он будет работать от напряжения питания до 18 вольт. Хотя это может в случае, даже при 12 В микросхема становится слишком горячей, чтобы прикоснуться к ней, и я бы не стал Будьте счастливы, работая при этой температуре очень долго. Оптимальный рабочее напряжение составляет 6 В, и это то, что я бы порекомендовал, хотя также работает нормально при 5 В, что означает, что его можно легко запитать от стандартный компьютерный USB-разъем.Макет вертикальной доски показан ниже . Обратите внимание, что усилители с мостовой связью не требуют выходной связи. конденсаторы, которые еще больше сокращают и без того небольшое количество компонентов Если усилитель мощности не имеет входного затухания, поэтому он всегда эффективно работая на полной громкости, полагаясь на регулировку усиления источника, чтобы контролировать выходной уровень. Это нормально при использовании с iPod или другими наушниками, как эти. обычно имеют низкий коэффициент шума, но при использовании с ПК и его Уродливый встроенный звуковой чип, компьютерный шум может быть проблемой.Даже при нулевом уровне громкости некоторые компьютеры по-прежнему производят много электрический шум, который будет передаваться на все подключенные извне усилитель звука. Если в усилителе нет регулятора громкости, он будет работает на максимуме все время, и любой шум на входе будет четко слышал. Это можно свести к минимуму, добавив потенциометр между компьютером. и усилитель, чтобы уменьшить уровень, а затем отрегулировать общую громкость с помощью регулятора громкости ПК. Это то, что я сделал здесь, а скорее чем использовать горшок, устанавливаемый на панель, я выбрал готовые горшки вместо этого , потому что после установки они не нуждаются в повторной настройке (а также потому, что они подходят удобнее!).Существуют и другие версии этих микросхем Эта функция встроена в регуляторы громкости постоянного тока (TDA7052A и TDA7053A) но они также имеют более высокий ток покоя, поэтому не использовались корпус и разъемы — это вопрос личного выбора. Я использовал коаксиальный разъем 2,1 мм для питания постоянного тока и разъем 3,5 мм для аудио. В громкоговорители подключаются через 4-стороннюю привинченную перегородку, хотя в качестве альтернативы это могут быть нажимные клеммы или даже RCA phono. Розетки.Корпус не обязательно должен быть металлическим / экранированным в качестве входов. не слишком чувствительны и поэтому не улавливают посторонний гул. Я использовал пластиковая коробка проекта от eBay Настройка Кому настроить уровни, повернуть предустановки на минимум (в данном случае по часовой стрелке) а затем установите максимальную громкость источника. Включи музыку и отрегулируй пресеты против часовой стрелки, пока уровень звука не станет примерно терпимым (и равны с каждого канала).Уменьшите исходную громкость до комфортный уровень. Отныне регулятор громкости источника будет иметь хороший диапазон регулировки

Здесь на простейшем одностороннем моностабильном усилителе поясняются …

Context 1

… две альтернативные возможности, показанные на рис. от стены, к которой он прикреплен. В пояснении на рис. 2 используется более простой случай с асимметричной геометрией и только одной крепежной стенкой.Опыт показывает, что эту моностабильную версию сложнее спроектировать и настроить, чем бистабильную. Тем не менее, моностабильный вариант …

Context 2

… представляет собой две альтернативные возможности, показанные на рис. 2, как отделить струйный усилитель струей от стены, к которой он прикреплен. В пояснении на рис. 2 используется более простой случай с асимметричной геометрией и только одной крепежной стенкой. Опыт показывает, что эту моностабильную версию сложнее спроектировать и настроить, чем бистабильную.Тем не менее, моностабильный вариант не может быть пропущен в обзоре возможных осцилляторов …

Context 3

… Помимо моно- и бистабильных версий, на рис. 2 показан еще один фактор, который усложняет обзор существующих или альтернативы потенциальному усилителю (и генератору). Есть две возможности — представленные на рис. 2 как случаи A и B — как отделить струю от ее прикрепляющей стенки. Первый случай A представлен в верхней части иллюстраций.Один из методов разделения в верхней части рис. 2 тот же, что и на рис. 1. Слева он показан с присоединенной струей, а с правой стороны — с смещенной струей …

Контекст 4

… еще один фактор, который усложняет обзор существующих или потенциальных альтернатив усилителя (и генератора). Есть две возможности — представленные на рис. 2 как случаи A и B — как отделить струю от ее прикрепляющей стенки. Первый случай A представлен в верхней части иллюстраций.Один из методов разделения в верхней части рис. 2 такой же, как и на рис. 1. Слева он показан с присоединенной струей, а с правой стороны — со струей, вытесненной из насадки. с помощью управляющего потока, подаваемого через управляющее сопло, ориентированное перпендикулярно основному потоку. Это управляющее действие больше …

Context 5

… нижняя часть рис. 2 представляет другой случай B управления разделением. Контрольной насадки нет.Отрыв струи от стенки достигается за счет подачи управляющего потока в выходной терминал. Это блокирует поток там и вызывает тот же эффект разделения, который схематично представлен вставкой механического выдувного устройства …

Контекст 6

… с этого конца он отражается и возвращается, перемещаясь со скоростью звука, как волна разрежения обратно в усилитель. Там его прибытие вызывает отрыв струи от ее прилегающей стенки. Конечно, этот другой акустический волновой характер обратной связи может также применяться в других конфигурациях (таких как моностабильный усилитель или переключение нагрузки из рис.2) и, как результат, количество комбинаций и перестановок снова увеличивает возможное количество различных конфигураций, которые будут обсуждаться в обзоре генератора …

Инвертирующий усилитель операционного усилителя

— Схема операционного усилителя »Примечания к электронике

Схема операционного усилителя для инвертирующего усилителя обеспечивает высокую производительность с легко вычисляемыми значениями и множеством опций для источника питания, связи по переменному току и т.п.

---

Учебное пособие по операционному усилителю Включает:
Введение Сводка схем Инвертирующий усилитель Суммирующий усилитель Неинвертирующий усилитель Усилитель с регулируемым усилением Активный фильтр высоких частот Активный фильтр нижних частот Полосовой фильтр Режекторный фильтр Компаратор Триггер Шмитта Мультивибратор Бистабильный Интегратор Дифференциатор Генератор моста Вина Генератор фазового сдвига

---

Схема инвертирующего усилителя на операционном усилителе очень проста в разработке и может быть реализована с очень ограниченным количеством дополнительных электронных компонентов.

В своей простейшей форме инвертирующий усилитель на операционном усилителе требует только использования двух дополнительных резисторов, которые должны быть включены в процесс проектирования электронной схемы. Это делает схему очень простой и легкой в ​​реализации, при этом обеспечивая очень высокий уровень производительности.

Этот инвертирующий усилитель может также использоваться в качестве виртуального заземляющего смесителя или суммирующего усилителя, но также стоит отметить, что входной импеданс этой схемы операционного усилителя не такой высокий, как у инвертирующего формата.В качестве суммирующего усилителя эта схема операционного усилителя находит множество применений в аудиомикшерах, а также во многих других конструкциях электронных схем, где напряжения необходимо суммировать.

Для многих людей инвертирующий усилитель на операционном усилителе является их любимой формой схемы усилителя с простым процессом проектирования схемы и высоким уровнем производительности.

Схема инвертирующего усилителя ОУ

Базовая схема инвертирующего операционного усилителя довольно проста и требует лишь нескольких электронных компонентов помимо самой интегральной схемы операционного усилителя.

Очевидно, что схема основана на операционном усилителе, который представляет собой дифференциальный усилитель с двумя входами: инвертирующим и неинвертирующим.

Схема состоит из резистора, соединяющего входной вывод с инвертирующим входом схемы, и другого резистора, подключенного от выхода к инвертирующему входу операционного усилителя. Неинвертирующий вход подключен к земле.

Базовая схема инвертирующего операционного усилителя

В этой схеме операционного усилителя обратная связь определяется резистором от выхода к инвертирующему входу и общим сопротивлением от инвертирующего входа к земле, т.е.е. входной резистор, а также сопротивление источника сигнала.

Инвертирующий усилитель усиления

Одной из основных характеристик схемы инвертирующего усилителя является общий коэффициент усиления, который она производит. Подсчитать это довольно просто.

Коэффициент усиления этой схемы операционного усилителя легко определить. Коэффициент усиления по напряжению Av фактически представляет собой выходное напряжение (Vout), деленное на входное напряжение (Vin), то есть во сколько раз выходное напряжение превышает входное.

Также легко определить уравнение для усиления напряжения. Поскольку вход операционного усилителя не потребляет ток, это означает, что ток, протекающий через резисторы R1 и R2, одинаков. Используя закон Ома, Vout / R2 = -Vin / R1. Следовательно, коэффициент усиления по напряжению схемы Av можно принять как

Где:
Av = коэффициент усиления по напряжению
R2 — значение резистора обратной связи
R1 — значение входного резистора

Например, усилитель, требующий десятикратного усиления, можно построить, сделав R2 47 кОм и R1 4.7 кОм, так как соотношение между двумя резисторами равно десяти. В равной степени такое же усиление можно получить, используя резистор 33 кОм для R2 и резистор 3,3 кОм для R1.

Хотя для R1 и R2 можно выбрать практически любой набор значений, ключ к фактическому выбору часто основан на других аспектах, таких как входное сопротивление, как мы увидим ниже, а также на поддержании значений резисторов в разумных пределах, как подробно описано в разделе подсказок и подсказок ниже.

Входное сопротивление инвертирующего усилителя

Часто необходимо знать входное сопротивление цепи, и в данном случае инвертирующего усилителя.Схема с низким входным импедансом может загрузить выход предыдущей схемы и вызвать такие эффекты, как изменение частотной характеристики, если разделительные конденсаторы невелики.

Определить входной импеданс цепи инвертирующего операционного усилителя очень просто. Это просто значение входного резистора R1.

Объяснение виртуального заземления инвертирующего усилителя

Легко понять, почему входной импеданс схемы усилителя равен R1.

Неинвертирующий вход подключен к земле и, следовательно, имеет потенциал земли.

Коэффициент усиления операционного усилителя очень высок, это означает, что для выходов в пределах напряжения на шине, то есть для аналогового усилителя, разница напряжений между инвертирующим и неинвертирующим входами должна быть очень маленькой. Поскольку неинвертирующий вход находится на земле, инвертирующий вход должен быть практически на земле. По этой причине схему иногда называют усилителем виртуального заземления.

Инвертирующий усилитель ОУ с микросхемами ОУ

Советы и рекомендации по проектированию инвертирующего усилителя ОУ

Инвертирующий усилитель на операционном усилителе очень легко спроектировать, но, как и в случае с любой другой конструкцией, есть несколько советов, которые могут быть полезны.

• Не делайте R2 слишком высоким: Хотя входное сопротивление операционных усилителей велико, в любой схеме операционного усилителя всегда лучше убедиться, что значение R2 не выбрано слишком большим, иначе другая схема эффекты могут загрузить его, и значение усиления может оказаться не таким, как ожидается.Часто имеет смысл держать значение R2 ниже 100 кОм в качестве приблизительного практического правила.
• Не делайте R1 слишком низким: Также разумно не делать значение R1 слишком низким в этой схеме операционного усилителя. Помните, что он определяет входное сопротивление цепи инвертирующего усилителя. Если переменный ток связывает входную цепь, значение конденсатора последовательной связи необходимо выбрать так, чтобы его реактивное сопротивление было достаточно низким при самых низких необходимых частотах. Уменьшение значения R1 увеличивает емкость требуемого конденсатора.Кроме того, слишком низкое значение R1 увеличивает нагрузку на предыдущем этапе.
• Запомните полосу пропускания: Хотя операционные усилители имеют высокое значение усиления, оно начинает падать с увеличением частоты. Даже при наличии обратной связи в инвертирующем усилителе необходимо учитывать произведение коэффициента усиления на полосу пропускания. Не пытайтесь получить слишком большое усиление от схемы одноступенчатого операционного усилителя, иначе может пострадать частотная характеристика.

Это всего лишь три совета по проектированию схемы инвертирующего усилителя на операционном усилителе, которые были признаны полезными на протяжении многих лет.Основная идея состоит в том, чтобы непредвзято относиться к вещам, которые могут произойти в цепи при необычных обстоятельствах. Это также помогает не растягивать схему схемы слишком далеко, ожидая слишком многого от одного каскада. Помните о советах и ​​этих моментах при проектировании схемы, чтобы избежать проблем в дальнейшем.

Инвертирующий усилитель несимметричного режима

Обычно схема операционного усилителя будет работать от дифференциальных источников питания, например + 12В и -12В. Это вполне приемлемо для многих приложений, но во многих конструкциях электронных схем может быть доступен только один источник питания.

В этих условиях относительно легко реализовать так называемую несимметричную версию схемы операционного усилителя инвертирующего усилителя — в ней используются только одно питание и заземление.

Инвертирующий усилитель на операционном усилителе, использующий несимметричный источник питания

Версия схемы операционного усилителя с одним источником напряжения для схемы инвертирующего усилителя использует больше компонентов по сравнению с версией с двумя направляющими, но конструкция элементов усилителя остается той же.

Фактически создается промежуточная точка для неинвертирующего входа.Таким образом, операционный усилитель работает в тех же условиях, что и при работе от двойного источника питания.

Несколько моментов, на которые следует обратить внимание при проектировании электронной схемы:

• Точка половинного питания: Точка, равная половине напряжения питания, устанавливается для подключения к неинвертирующему входу. Это создается цепочкой делителя потенциала, состоящей из резисторов R3 и R4. Ввиду высокого входного импеданса операционного усилителя можно использовать значения примерно 47 кОм — ток, требуемый на входе операционного усилителя, будет небольшим, и эти значения подходят для большинства операционных усилителей.Если значения выбраны слишком высокими, импеданс инвертирующего входа может смещать напряжение.
• Развязка: Питание половинной шины требует развязки на землю, потому что инвертирующий вход должен выступать в качестве заземления сигнала, но при этом поддерживается на уровне половинного напряжения питания. Емкость конденсатора C1 выбирается таким образом, чтобы его сопротивление было таким же, как сопротивление резисторов R3 и R4, включенных параллельно на самой низкой требуемой частоте — это дает точку -3 дБ на этой частоте.Если ниже этого значения требуется полностью ровный отклик, следует использовать конденсатор большего размера.

  Имея резисторы с относительно высоким номиналом для R3 и R4, емкость конденсатора не должна быть слишком высокой, чтобы можно было получить низкое значение для точки низкочастотного разрыва.

• Выбор напряжения половинной шины: Напряжение половинной шины выбирается таким, чтобы оно составляло около 50% от напряжения шины. Таким образом, схема обеспечит максимальное колебание выходного напряжения вверх и вниз без ограничения.

  Необходимо следить за тем, чтобы общее напряжение на шине было достаточным для правильной работы операционного усилителя — сверьтесь с таблицей данных, чтобы убедиться, что выбранное значение шины приемлемо для выбранного операционного усилителя.

• Соединение цепей: Инвертирующий усилитель ОУ с несимметричным выходом напряжения требует, чтобы входы были связаны по переменному току. Конденсаторы C2 и C3 следует выбирать так, чтобы пропускать самые низкие частоты сигнала без чрезмерного затухания.

  Эти конденсаторы следует выбирать таким образом, чтобы их полное сопротивление соответствовало сопротивлению цепи при минимальной требуемой частоте. Это делает эту точку точкой -3 дБ для каждой из этих цепей.

  Помните, что входное сопротивление схемы может быть таким же, как у R2, если предположить, что схема управляется источником с низким импедансом. Для выходной цепи можно предположить, что операционный усилитель имеет нулевой импеданс для этого расчета, и, следовательно, сопротивление или импеданс выходной цепи соответствует предполагаемой нагрузке.

Вариант схемы операционного усилителя с несимметричной рейкой находит применение, где доступна только одна шина питания. Часто цепи, работающие от батарейных источников питания, имеют только один источник питания, и это решение часто используется в этих приложениях.

Есть некоторые операционные усилители, которые предназначены для работы в несимметричном режиме, но этот подход может быть принят для доступных операционных усилителей.

Операционный усилитель — это дифференциальный усилитель, поэтому имеется два входа: для инвертирующего усилителя отрицательная обратная связь с выхода и входной сигнал подаются на инвертирующий вход, в то время как неинвертирующий вход заземляется.

Схема операционного усилителя для инвертирующего усилителя предлагает множество преимуществ, включая относительно низкий входной импеданс, низкий выходной импеданс и требуемый уровень усиления (в пределах ОУ и требуемого усиления всей схемы. очень мало электронных компонентов для создания высокопроизводительной схемы.

Другие схемы и схемотехника:
Основы операционных усилителей Схемы операционных усилителей Цепи питания Конструкция транзистора Транзистор Дарлингтона Транзисторные схемы Схемы на полевых транзисторах Условные обозначения схем
Вернуться в меню «Конструкция схемы».. .

Основной усилитель

эмиттера БДЖТ биполярного переходного транзистора

Простой усилитель с общим эмиттером BJT является одним из трех основных однокаскадных усилителей на биполярно-переходных транзисторах (BJT). топологии. Используется как усилитель напряжения. В этой схеме базовый вывод транзистора является входом, коллектор — это выход, а эмиттер общий для обоих, отсюда и его название.

Простой усилитель с общим эмиттером дает усилителю инвертированный выходной сигнал и имеет высокий коэффициент усиления, который может широко варьироваться. от одного транзистора к другому.Коэффициент усиления зависит от температуры, тока смещения и β, поэтому фактическая усиление несколько непредсказуемо. Один из распространенных способов решения этих проблем — использование дегенерации эмиттера.

R1 1MEG300K

R2 5.1K1K

β 30050

Вибрация 10 мВ 50 мВ

Примечания:
• Измерьте результаты моделирования и сравните их с теоретическими, используя приведенные ниже формулы. Вы можете получить значения формы сигнала, перемещая курсор по графику.Вы можете использовать следующее для своего расчеты
• Обратите внимание на влияние R1, β и входного сигнала на ваши результаты. В реальных транзисторах β может варьироваться на ± 50%. Эффект β можно устранить, введя эмиттер перерождение.
• Мы используем модель транзистора 2N3904. Если вы правильно построите эту схему в лаборатории, используя 2N3904, обратите внимание, что фактическое значение β вашего транзистора повлияет на ваши измеренные значения.
• Используйте Toggle Plot (Переключить график) для просмотра совмещенных или сложенных графиков.Сложенные графики отображают максимальные формы сигналов, тогда как комбинированные формы сигналов показывают их относительные значения.

Анализ постоянного тока

Сначала мы перерисовываем схему, используя модель BJT DC. Конденсаторы считаются разомкнутой цепью постоянного тока и поэтому исключаются.

Используя KCL (текущий закон Кирхгофа)
Ток через R _B \ begin {уравнение} I_ {R1} = I_B \ end {уравнение} Ток через R _C \ begin {уравнение} I_C = \ beta I_B \ end {уравнение} Ток в узле E \ begin {уравнение} I_E = I_B + I_C \ end {уравнение}

Использование KVL (закон напряжения Кирхгофа) \ begin {уравнение} V_S = I_BR_1 + V_ {BE} \ end {уравнение} \ begin {уравнение} V_S = I_CR_2 + V_ {C} \ end {уравнение} Подставьте уравнение 2 в уравнение 5: \ begin {уравнение} V_S = \ beta I_BR_C + V_ {C} \ end {уравнение}

Чтобы получить максимальный размах выходного сигнала, вы должны выбрать такие номиналы резистора, чтобы VC составлял половину напряжения питания.

\ begin {уравнение} V_ {C} = {V_S \ более 2} \ end {уравнение}

Анализ переменного тока

Далее мы перерисовываем схему, используя малый сигнал BJT. модель. Конденсаторы считаются закороченными в сети переменного тока, а источники постоянного тока подключены к GND (земле). Рассчитать р _е

\ begin {уравнение} r_e = {v_T \ over I_E} \ end {уравнение}

Так как входное напряжение v _и находится между r _и и согласно закону Ома

\ begin {уравнение} i_e = {v_i \ over r_e} \ end {уравнение}

Выходное напряжение \ begin {уравнение} v_c = -i_cR2 \ end {уравнение} инвертированный выход обусловлен текущим направлением.

Из KCL мы знаем, что \ begin {уравнение} i_e = i_b + i_c \ end {уравнение} Игнорируя i _b из уравнения, поскольку оно мало по сравнению с i _c , мы получаем \ begin {уравнение} v_c = -i_eR2 \ end {уравнение}

Применяя уравнение 9 к уравнению 12, коэффициент усиления по напряжению усилителя равен \ begin {уравнение} {v_c \ over v_i} = — {R2 \ over r_e} \ end {уравнение}

Поскольку доходы от рекламы падают, несмотря на рост числа посетителей, нам нужна ваша помощь в поддержании и улучшении этого сайта, что требует времени, денег и тяжелого труда.Благодаря щедрости наших посетителей, которые давали ранее, вы можете использовать этот сайт бесплатно.

Если вы получили пользу от этого сайта и можете, пожалуйста, отдать 10 долларов через Paypal . Это позволит нам продолжаем в будущее. Это займет всего минуту. Спасибо!

Я хочу дать!

Схемы усилителя простого микрофона (MIC)

Первый представляет собой простую схему микрофона на одном транзисторе, которую очень просто подключить с помощью электретного микрофона или микрофона и аудиоусилителя.

Обычно резистор 10 кОм внутри положительного порта микрофона обеспечивает это конкретное жизненно важное напряжение для процедуры. Конденсатор 100 нФ в этой конкретной сети предотвращает постоянную составляющую передачи, позволяющую переменному току от аудио попасть в транзисторный усилитель через его базу.

Резистор 10 кОм, подключенный к транзистору через его коллектор, обеспечивает запуск этого компонента, в то время как резистор 100 кОм вызывает обратную связь сигнала. Выходной конденсатор препятствует компоненту постоянного тока, заставляя только аудиосигнал перейти на следующий этап.

Цепь может управляться любым напряжением от 3 до 9 вольт, которое на самом деле не стабилизируется. Однако очень важно, чтобы это питание было хорошо отфильтровано и развязано. В связи с этим легко подключить конденсатор 100 мкФ вместе с конденсатором 100 нФ параллельно линии питания внутри схемы.

Эта вторая конструкция представляет собой очень удобную небольшую схему динамического микрофонного усилителя для усиления более слабого аудиосигнала, поступающего от емкостного конденсаторного микрофона.

Вы можете использовать этот вид схемы усилителя динамического микрофона для определения звука и нескольких запрограммированных роботизированных рецепторов.

Этот конкретный конденсаторный микрофонный аудиоусилитель, сделанный своими руками, чрезвычайно мал и прост в использовании, поскольку в нем используется всего пара транзисторов общего назначения и несколько дискретных компонентов.

Вы можете построить эту схему по минимальной цене. Эта схема подходит для недорогих требований к усилению звука в электронике, например, в предварительном усилителе для FM-аудиоприемников.
Принципиальная схема

Схема звукового усилителя
Необходимые компоненты

Резисторы 1 кОм и 100 кОм 1/4 Вт
Конденсаторы (10 мкФ)
Транзисторы любого типа слабого сигнала, например BC547 или 2N3053
Конденсаторный микрофон
Динамик (8 Ом, ½ Вт)

Работа усилителя

Схема двухтранзисторного микрофонного усилителя разделена на три части: конденсаторный микрофон, звуковой усилитель и громкоговоритель.

Конденсаторный микрофон — это тип емкостного звукового датчика (преобразователя звука), который преобразует звуковой (аудио) сигнал непосредственно в электрические импульсы.

Эти электрические импульсы имеют тенденцию быть слишком слабыми, поэтому они усиливаются через блок усилителя. Увеличенная мощность достигается через громкоговоритель.

Выход конденсаторного микрофона фактически комбинируется с помощью разделительного конденсатора 10 мкФ, цель которого состоит в том, чтобы исключить постоянный ток при передаче звука.

Резистор 1 кОм используется для обеспечения необходимого смещения конденсаторного микрофона.

Транзистор Q1 настроен как функция смещения коллектора к базе. Это действительно достигается за счет сопротивления 100 кОм. Этот резистор обеспечивает отрицательную обратную связь для транзистора Q1.

Выход Q1 достигает коллектора (через резистор 1 кОм), то есть вход транзистора Q2 через конденсатор 0,1 мкФ. Конденсатор устраняет напряжение постоянного тока из-за смещения Q1.

Транзистор Q2 спроектирован как фиксированное смещение с использованием резистора 100 кОм. Кроме того, он предлагает дополнительное усиление.

Усиленный выход через Q2 может быть получен через резистор 1 кОм.
Электролитический конденсатор 10 мкФ также используется для блокировки постоянного напряжения этого конкретного смещения транзистора Q2.

Используйте динамик 8 Ом, ½ Вт для прослушивания усиленного сигнала.

Схема усилителя микшера с 5 входами, использующая одну микросхему

Эта схема позволяет пользователю смешивать в одном 5 отдельных сигналов от 5 динамических микрофонов с низким импедансом и пары внешних вспомогательных входов, которые могут быть микрофонами электретного типа или даже фактически усиленные входы, например, от вашего проигрывателя компакт-дисков или телефона.

Схема действительно проста и состоит из каскада предусилителя с обратной связью, в котором вход позиционируется через систему из семи сигналов.

Вначале я полагал, что эта схема предназначена для использования в наружной системе, подключенной к телефонной смеси. Поэтому было задействовано несколько микрофонов и всего пара вспомогательных устройств.

Внутри вспомогательного оборудования подключите микроэлектрет, который обычно адекватно улавливает фоновый шум и другие сигналы, через сопротивление 100 кОм последовательно, которое не отображается на диаграмме, подключите любое удобное устройство, которое позволяет использовать воздух, который может быть далеко от места расположения системы.

Общая производительность схемы очень приличная, потому что ей просто нужно 12 В, чтобы ее питание могло обеспечиваться как от батареи, так и от адаптера постоянного тока. Использование невероятно низкое (около 10 мА), а также очень хорошее качество звука.

Естественно, что что-то конкретное в телефоне было разработано в моно настройках, однако ничто не мешает вам установить пару эквивалентных схем с двойными потенциометрами и превратить их в полноценную схему смеси стереомикрофонов.

Внутри микрофонных входов вы должны использовать 6,5-миллиметровые монофонические розетки, так как они являются стандартными для микрофонов с нижним Z. Дополнительные входы в качестве альтернативы обычно более свободны. для меня я использовал микросхемы MiniDIN, такие как те, которые используются в мыши нового ПК.

Эти типы микросхем чрезвычайно доступны по цене и имеют механизированную защиту от прикосновения лучше, чем типичная стереосистема 3,5 мм.

Используя три клеммы на вспомогательных входах, входной сигнал и напряжение поляризации (BIAS), необходимые для микроэлектрета, могут подаваться различными путями.

Если на входе присутствует усиленная передача, вы никогда не должны подключать поляризованное напряжение, пожалуйста, не забудьте установить сопротивление 100 кОм внутри разъема.

Схема усилителя микрофона с высокими частотами

Подробная информация о простой схеме усилителя микрофона (MIC), которая включает встроенную функцию управления низкими и высокими частотами.

Активные компоненты схемы (усилители A1 и A2), показанные на рисунке 1, находятся внутри IC1.

A1 работает как неинвертирующий усилитель, а вход микрофона подается на контакт 1 через конденсатор связи C1.

Аспект усиления этого каскада зависит от соотношения резистора R5 и параллельного объединенного R1. . . R4. Вместе с включенным R1 точка усиления составляет примерно 225, вместе с R3, перемещенным примерно на 60, вместе с S1 в среднем месте примерно на 14.

Так как эффективный входной уровень чувствительности может быть изменен через S1, этому можно помочь. к различным входным диапазонам или микрофонам.

Выходной сигнал A1 передается на каскад регулировки тембра A2. Отношение R13 / R12 определяет усиление (около 18 дБ) на этом этапе.

Результат R11 и C6 на самом деле теоретически очень похож на результат R2 и C2: меньшее значение C6 увеличивает нижнюю частоту среза. Система RC между A1 и A2 может быть фактическим регулятором тембра.

Потенциометр P1 фиксирует уровень низких частот, а P2 — уровень высоких частот. Использование заключается в том, что конденсаторы выполняют роль частотно-центрированных сопротивлений для переменного напряжения.

Выходной сигнал усилителя может быть получен для связи с основным усилителем через C9 и потенциометр P3.

Эта конкретная схема микрофонного усилителя уже была протестирована не только в лабораториях Elektor, но и дополнительно от проектировщика в ходе просмотра тестов на сцене.

Можно получить печатную плату с этим малошумящим усилителем. Он чрезвычайно узок, чтобы его можно было использовать в качестве входного модуля в микшере.

Микрофонный усилитель с низким сопротивлением

Микрофоны с низким сопротивлением дешевы и более доступны на рынке.В случае использования микрофона с высоким импедансом с любым стандартным усилителем ожидается, что он даст лучший результат, хотя с точки зрения затрат он выше.

Чтобы разместить микрофон с низким входным сигналом в микрофонном усилителе, как показано на схеме, требуется дополнительная рейка с транзистором T1 с высоким коэффициентом усиления.

В случае использования микрофона с высоким сопротивлением сигнал может быть напрямую подключен к точке соединения конденсатора C7 и коллектора транзистора.

В этой схеме используется операционный усилитель TL081, который представляет собой малошумящий усилитель, обеспечивающий более высокое качество звука по сравнению с его собратьями.Для любой схемы аудиоусилителя первостепенное значение имеет источник питания.

Эта цепь работает от 6 до 30 В постоянного тока. Необходимо убедиться, что источник питания стабильный и с минимальной пульсацией для достижения желаемого результата.

Список деталей для вышеуказанной схемы микрофонного усилителя с низким импедансом

Все резисторы составляют 1/4 Вт 5%, если не указано иное

• R1 = 15k
• R2 = 150k
• R3 = 2k2
• R4 = 820
• R6 = 10k
• R7 = 10k
• P1 = 1M
• C1 = 3k9
• C2 = 100u
• C3 = 22u
• C4 = 4u7
• C5 = 470u
• C6 = 100008 C8 = 47u неполярный
• D1 = 1N4148
• U1 = TL081
• CN1 = SIL6

Микрофонный усилитель с переключателем отключения звука

Сами микрофоны могут производить очень низкий выходной сигнал; необходимо использовать предварительный усилитель, чтобы поднять сигнал до соответствующего уровня.Отношение сигнал / шум играет в этом важную роль, поскольку входной сигнал является слабым.

Мы обсудим как симметричную, так и асимметричную схему для предварительного усилителя, который можно использовать почти для всех целей. Полезным дополнением здесь является переключатель отключения звука, за который будут благодарны и выступающие, и слушатели, если говорящему потребуется кашлять, чихнуть или прочистить горло. В наши дни вы увидите любые малошумящие операционные усилители. Так что эти предварительные усилители будут сравнительно недорогими.

Первая цифра выше относится к асимметричной версии. Переключатель S2 позволяет переключаться между согласованием высокого и низкого импеданса. Операционный усилитель A1 здесь устроен как усилитель переменного тока с коэффициентом усиления примерно 27 дБ. Если удалить R3 и C1, а R2 снизить до 22 кОм, его можно использовать в качестве усилителя постоянного тока. Конденсатор C2 предназначен для ограничения полосы пропускания усилителя для стабильной работы.

C3 используется для блокировки составляющей постоянного тока на выходе усилителя, независимо от того, используется ли он в качестве усилителя постоянного или переменного тока.

Сигнал переменного тока после усиления поступает на каскад подавления T1, полевой транзистор или полевой транзистор.