Простой усилитель звука

Вне сомнений что у каждого начинающего радиолюбителя появлялось желание собрать усилитель звука своими руками. Меня эта тема очень заинтересовала. Однажды я заметил у приятеля – радиолюбителя в тетради одну интересную схему. По данной схеме можно легко собрать простой усилитель звука на 10 Ватт с питанием от 5 до 16 Вольт. Попрощавшись с другом я довольный ушёл с его тетрадкой и уже дома принялся за сборку.

Схема простого усилителя звука

Схема представляет собой простой усилитель собранный на микросхема TDA2003. Входной сигнал поступает на микросхему через электролитический конденсатор 10 мкФ. Усиленный микросхемой сигнал с 4-й ножки поступает на динамик через конденсатор 470 мкФ. Схема питается от источника постоянного тока напряжением 12В.

Печатная плата усилителя

Изготовление самой платы у меня заняло буквально несколько минут. Плата была сделана с помощью лазерного утюга и после вытравлена в хлорном железе. Следующим этапом нужно отыскать необходимые детали и заняться их пайкой. Микросхема была взята из старого телевизора, кстати в ТВ находится она перед самим динамиком на плате. Далее отсоединив дорожки выпаял микросхему, отечественным аналогом которой является — К174УН14. В том случае если в качестве донора будет телевизор советский времён. Остальные нужные детали также были отпаяны там. Далее началась пайка деталей на плату.

Когда детали припаяны, была протестирована пайка – получилось всё отлично. Важно не забыть что микросхему нужно ставить на радиатор. Сразу же мне захотелось проверить на работоспособность схему, был подключен аккумулятор 12 Вольт – всё отлично работало. Схема усилка ЗЧ выдавала точно 10 Ватт. Музыка звучит очень хорошо, без лишних помех. Вот так без особых трудностей я собрал

простой усилитель звука. Печетная плата усилителя выглядит следующим образом.

Печатная плата усилителя

Для того чтобы нарисовать плату для печати использовал программу layout 6.0. Получилась отличная и удобная плата. Важно отметить что ни в коем случае нельзя спутать + и -, иначе легко уничтожите микросхему! Для тех у кого нету layout 6.0 можно взять образец для печати платы в виде изображения, и вы легко её напечатаете.

Всего я сделал 6 аналогичных усилителей, работает всё без лишних проблем. Один из которых не хотел работать, как позже стало ясно из-то того что перепутав питание + и – сгорела микросхема. Так что в этом плане надо быть очень внимательным.

Динамик я взял с того же телевизора и закрепил всё в пластиковом корпусе. Есть также возможность добавить к усилителю тембрблок.

• < Назад
• Вперёд >

Добавить комментарий

УСИЛИТЕЛИ ЗВУКА СВОИМИ РУКАМИ

В этой статье мы поговорим об усилителях. Они же УНЧ (усилители низкой частоты), они же УМЗЧ (усилители мощности звуковой частоты). Эти устройства могут быть выполнены как на транзисторах, так и на микросхемах. Хотя некоторые радиолюбители, отдавая дань моде на винтаж, делают их по старинке — на лампах. Здесь советуем посмотреть отличный сборник схем. Особое внимание начинающих хочу обратить на микросхемы автомобильных усилителей с 12-ти вольтовым питанием. Используя их можно получить довольно качественный звук на выходе, причем для сборки практически достаточно знаний школьного курса физики. Порой из обвеса, или говоря другими словами, тех деталей на схеме, без которых микросхема не будет работать, на схеме бывает буквально 5 штук. Одна из подобных, усилитель на микросхеме

TDA1557Q приведена на рисунке:

Усилитель на микросхеме TDA1557Q

Такой усилитель в свое время был собран мною, пользуюсь уже несколько лет им вместе с советской акустикой 8 Ом 8 Вт, совместно с компьютером. Качество звучания намного выше, чем у китайских пластмассовых колонок. Правда, чтобы почувствовать существенную разницу, мне пришлось купить звуковую карту creative, на встроенном звуке разница была незначительная.

Усилитель можно собрать навесным монтажом

Также усилитель можно собрать навесным монтажом, прямо на выводах деталей, но я бы не советовал собирать этим методом. Лучше потратить немного больше времени, найти разведенную печатную плату (или развести самому), перенести рисунок на текстолит, протравить его и получить в итоге усилитель, который будет работать много лет. Обо всех эти технологиях многократно рассказано в интернете, поэтому более подробно останавливаться на них не буду.

Усилитель прикрепленный к радиатору

Сразу скажу, что микросхемы усилителей при работе сильно нагреваются и их необходимо крепить, нанеся термопасту на радиатор. Тем же, кто хочет просто собрать один усилитель и нет времени или желания изучать  программы по разводке печатных плат, технологии ЛУТ и травление, могу предложить использовать специальные макетные платы с отверстиями под пайку. Одна из них изображена на фото ниже:

Фото сборка на макетной плате

Как видно на фото, соединения осуществляются не дорожками на печатной плате, как в случае с печатным монтажом, а гибкими проводками, подпаиваемыми к контактам на плате. Единственной проблемой при сборке таких усилителей, является источник питания, выдающий напряжение 12-16 вольт, при токе потребления усилителем до 5 ампер. Разумеется, такой трансформатор (на 5 ампер) будет иметь немаленькие размеры, поэтому некоторые пользуются импульсными источниками питания.

Трансформатор для усилителя — фото

У многих, думаю, дома есть блоки питания компьютеров, которые сейчас морально устарели, и больше не используются в составе системных блоков, так вот такие блоки питания способны выдавать по цепям +12 вольт, токи намного большие чем 4 ампера. Конечно, такое питание среди ценителей звучания считается худшим, чем стандартное трансформаторное, но я подключал импульсный блок питания для питания своего усилителя, после сменил его на трансформаторный — разница в звучании можно сказать незаметна.

Диод для выпрямителя усилителя

После выхода с трансформатора, разумеется, нужно поставить для выпрямления тока диодный мост, который должен быть рассчитан на работу с большими токами, потребляемыми усилителем.

Электролитический конденсатор 2200 мкФ

После диодного моста идет фильтр на электролитическом конденсаторе, который должен быть рассчитан на заметно большее напряжение, чем у нас в схеме. Например, если у нас в схеме питание 16 вольт, конденсатор должен быть на 25 вольт. Причем этот конденсатор должен быть как можно большей емкости, у меня стоят подключенные параллельно 2 конденсатора по 2200 мкф, и это не предел. Параллельно питанию (шунтируем) нужно подключить керамический конденсатор емкостью 100 нф. У усилителя на входе ставят пленочные разделительные конденсаторы емкостью от 0,22 до 1 мкф.

Пленочные конденсаторы

Подключение сигнала к усилителю, с целью снизить уровень наводимых помех, должно осуществляться экранированным кабелем, для этих целей удобно пользоваться кабелем Джек 3.5 – 2 Тюльпана, с соответствующими гнездами на усилителе.

Кабель джек 3.5 — 2 тюльпана

Регулировку уровня сигнала (громкости на усилителе) осуществляют с помощью потенциометра, если усилитель стерео, то сдвоенного. Схема подключения переменного резистора показана на рисунке ниже:

Подключение потенциометра к усилителю — схема

Разумеется усилители могут быть  выполнены и на транзисторах, при этом питание, подключение и регулировка громкости в них применяются точно так же, как и в усилителях на микросхемах. Рассмотрим, к примеру, схему усилителя на одном транзисторе:

Усилитель на 1 транзисторе схема

Здесь также стоит разделительный конденсатор, и минус сигнала соединяется с минусом питания. Ниже приведена схема двухтактного усилителя мощности на двух транзисторах:

Двухтактный усилитель мощности на транзисторах

Следующая схема также на двух транзисторах, но собранная из двух каскадов. Действительно, если присмотреться, она состоит как-бы из 2 почти одинаковых частей. В первый каскад у нас входят: С1, R1, R2, V1. Во второй каскад C2, R3, V2, и нагрузка наушники В1.

Двухкаскадный усилитель на транзисторах — схема

Если же мы хотим сделать стерео усилитель, нам нужно будет собрать два одинаковых канала. Точно также мы можем, собрав  две схемы любого моно усилителя, превратить его в  стерео. Ниже приведена схема трехкаскадного усилителя мощности на транзисторах:

Трехкаскадный усилитель на транзисторах — схема

Схемы усилителей также различаются по напряжению питания, некоторым достаточно для работы 3-5 вольт, другим необходимо 20 и выше. Для работы некоторых усилителей требуется двуполярное питание. Ниже приведены 2 схемы усилителя на микросхеме

TDA2822, первая стерео подключение:

Стерео подключение TDA2822m

На схеме в виде резисторов RL обозначены подключения динамиков. Усилитель нормально работает от напряжения в 4 вольта. На следующем рисунке изображена схема мостового включения, в ней используется один динамик, зато она выдает большую мощность, чем в стерео варианте:

Мостовое подключение TDA2822m

На следующем рисунке изображены схемы усилителя на микросхеме TDA2030, обе схемы взяты из даташита. Питание 18 вольт, мощность 14 Ватт:

Микросхема tda 2030 схема включения

Далее изображена эта же микросхема в мостовом включении, (вернее их здесь используется две):

Мостовая схема усилителя на tda 2030

Акустика, подключаемая к усилителю, может иметь разное сопротивление, чаще всего это 4-8 Ом, иногда встречаются динамики с сопротивлением 16 Ом. Узнать сопротивление динамика, можно перевернув его тыльной стороной к себе, там обычно пишется номинальная мощность и сопротивление динамика. В нашем случае это 8 Ом, 15 Ватт.

Фото динамика с тыльной стороны

Если же динамик находится внутри колонки и посмотреть, что на нем написано, нет возможности, тогда динамик можно прозвонить тестером в режиме омметра выбрав предел измерения 200 Ом.

Мультиметр в режиме омметра меряет динамик

Динамики имеют полярность. Кабеля, которыми  акустика подключается, обычно имеют пометку красным цветом, для провода который соединен с плюсом динамика.

Акустический кабель динамика

Если провода не имеют пометок, проверить правильность подключения  можно, соединив батарейку плюс с плюсом, минус с минусом динамика (условно), если диффузор динамика выдвинется наружу — то мы угадали с полярностью. Больше различных схем УНЧ, в том числе ламповых, можно посмотреть в данном разделе. Там собрана, думаем, самая большая подборка схем в интернете.

   Форум по УНЧ

⚡️Простой усилитель звука своими руками для начинающих

На чтение 2 мин Опубликовано 13.05.2018 Обновлено 07.07.2019

Усилитель построен по простой схеме на трех транзисторах. На выходе, на нагрузке сопротивлением 4 Ом выдает мощность 2W при питании от источника напряжением 12V. Входное сопротивление усилителя мало, и составляет 470 Ом.

Столь малое входное сопротивление позволяет ему хорошо согласовываться с выходами портативной аппаратуры, рассчитанными на работу на головные телефоны. Не секрет, что у многих «гаджетов» телефонные усилители сделаны так, что не могут работать без нагрузки.

Если с такого телефонного выхода просто снять аудиосигнал, как с линейного выхода, то он будет искажен, наполнен треском и другими помехами. Если же к нему подключить резистор сопротивлением до 1 кОм, и снимать аудиосигнал уже с этого резистора, то все работает нормально.

Схема показана на рисунке. Практически, это типовая схема двух каскадного УНЧ «из учебника». На транзисторе VT1 сделан предварительный каскад усиления. С коллектора VT1 сигналы поступают на двухтактный выходной каскад на разноструктурных мощных транзисторах VT2 и VT3.1 Диоды VD1 и VD2 создают разность постоянных напряжений на базах транзисторов выходного каскада, таким образом, устраняя искажения типа «ступенька», и снижая коэффициент нелинейных искажений.

Усилитель собран на небольшой печатной плате. Транзисторам КТ817 и КТ816 при такой выходной мощности особо крупных радиаторов не требуется, достаточно собрать «экспромтом» по пирамидке из болта, гаек и шайб. Для стерео варианта нужно два таких усилителя.

В выходном каскаде можно пару КТ817А-КТ816А заменить парой КТ817- КТ816 или КТ815-КТ814 с любыми буквенными индексами, но одинаковыми. Транзистор КТ3102 тоже может быть с любым буквенным индексом.

Налаживание сводится к подбору сопротивления R2 по напряжению на эмиттерах VT2 и VT3, равному половине напряжения питания. Такой усилитель можно использовать и как ремонтный модуль.

УСИЛИТЕЛЬ ЗВУКА СВОИМИ РУКАМИ

   Всем привет, в этой статье мы будем рассматривать подробную сборку УНЧ (Усилителя низких частот) на TDA8560. Схемка довольно таки проста, и еще эта статья будет отличатся от других тем, что тут мы будем собирать конструкцию не навесным монтажом, как часто делают со специализированными микросхемами, а на печатной плате. Хотя тем, кто только начинает осваивать самостоятельную сборку УМЗЧ, рекомендуется для эксперимента подключить её «на проводках». В общем приступим. Для начала изучим даташит к микросхеме и саму принципиальную схему усилителя:

Схема усилителя звука на TDA8560

Плата печатная — рисунок из программы

   Понадобится нам:

• Сама микросхема TDA8560 – 1шт
• Керамический конденсатор или пленочный — 0.47 мкФ (Микрофарад) 2шт
  Керамический конденсатор или пленочный — 100 нФ (Нанофарад) 1шт
  Резистор – 22 кОм мощность 0.25 Вт 1 шт
  Электролитический конденсатор – 1-4 мкФ (Микрофарад) от 16В 1шт
  Электролитический конденсатор – 2200 мкФ (Микрофарад) от 16В 1шт
  Клемники для подключения (Необязательно)
  Штекер «Джек 3.5 стерео» – 1 шт
  Радиатор с размером в 4 раза больше микросхемы
  Технические характеристики:
  Uпит.= +8…+18 V
  Uпит.оптим.= +12…+16 V
  Iпотр.макс.- до 4 А (4 ома), до 7 А (2 ома)
  Iпотр.средний — 2 А (4 ома), 3,5 А (2 ома)
  Iпотр.(Uвх=0) = 115…180 mА
  Uвх.= ~40…70 mV (без R*)
  Uвx.= ~0,2…4 V (R*= 20…200 кОм)
  Кусил.= 46 dB (200 раз)
  fраб.= 10…40000 Hz (-3 dB)
  Кгарм.=0,1 % (20 W; 2 ома; 1 kHz)
  Rнагр.=1,6…1б Ом

АЧХ усилителя

   Приступим к сборке устройства и для начала вытравим плату, файл печатной платы качайте здесь.

   Паяем саму микросхему

   Паяем керамические конденсаторы на 0.47 мКф

   Припаивем резистор на 22 кОм и электролитический конденсатор на 2200 мкФ

   И далее паяем клемники, конденсатор на 100 нанофарад, электролит на 1-4 микрофарад (поставил 1 микрофарад) и подводим провода для питания.

   Ахтунг! Не включать устройство без радиатора! Подключаем динамики и запускаем… У меня запустилось с первого раза, так как спаял без ошибок и микросхема попалась работоспособная.

Сравнение параметров различных схем усилителя звука на TDA

   Данная микросхема-усилитель почти не отличается от своих сотоварок, типа TDA8563, TDA1555, TDA1552 и TDA1557. Разница лишь в выходной мощности — подключение абсолютно одинаковое. Видео работы данной микросхемы можете посмотреть ниже:

Видео работы УМЗЧ

   Блок питания усилителя можно взять готовый, от компьютера. Так как мощности его будет хватать с избытком — можно даже отключить кулер, он всё равно не перегреется. Схему собрал [PC]Boil.

   Форум по УНЧ

Простейший усилитель звука на 10 ватт

   Видел много различных схем усилителей в сети интернет. Для их сборки требовалось много времени, усилия и электронных компонентов. Решил собрать такой усилитель, который бы не требовал много затрат. В данном случае — УНЧ на 10Вт.

Микросхема усилитель на 10Вт

   У нас в деревне стояло два не рабочих телевизора. Телевизоры имели неплохой звук, когда ещё работали. Следовательно, там стояли усилители хорошей мощности. Начал разбирать эти телевизоры. Достал сначала динамики. По проводам от динамиков нашёл плату усилителя — там стояла микросхема ТДА2003.

   Эта микроcхема как раз и представляет собой УНЧ на 10Вт. Решил как-то её подключить и заставить работать. По даташиту микросхемы посмотрел выводы. От нужных дорожек вывел провода на питание динамики и вход музыки. Подключил — схема оказалась рабочая и музыка сразу заиграла в динамике. Такой случай был с первым телевизором. 

   Схема электрическая на усилитель 10Вт показана тут.

   Второй телевизор. В нём стояла на звуковом усилении микросхема ТДА2003, но она была повреждена при эксплуатации, а подходящей под руками не было. И поэтому у меня остался только один рабочий усилитель на 10Вт. С того же телевизора достал трансформатор для питания. Там была только одна омотка на 12 вольт — это самое оптимальное питание для усилителя на микросхеме ТДА2003. Всё свёл воедино и подключил. Всё оказалось на практике очень просто.

   Схемой доволен, очень простая сборка. Даже начинающий, не имеющий понятия о радиоэлектронике, сможет собрать данный вариант усилителя. С вами был Максим Шайков.
Понравилась схема — лайкни!

ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ УНЧ

Смотреть ещё схемы усилителей

       УСИЛИТЕЛИ НА ЛАМПАХ          УСИЛИТЕЛИ НА ТРАНЗИСТОРАХ  

   

УСИЛИТЕЛИ НА МИКРОСХЕМАХ          СТАТЬИ ОБ УСИЛИТЕЛЯХ   

    

Простейшие усилители низкой частоты на транзисторах

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

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

Простой усилитель на одном транзисторе

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

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

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

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

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

Улучшениые варианты однотранзисторного усилителя

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

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

 

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

 

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

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

Двухкаскадный усилитель на транзисторах

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

Рис. 5. Схема простого двухкаскадного усилителя НЧ.

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

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

Схема УНЧ на полевом и кремниевом транзисторах

Схема 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 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.

Простой усилитель на 50 Вт — Усилители на транзисторах — Звуковоспроизведение

 

Николай Трошин

В этой статье я хотел немного с Вами порассуждать, а также поделиться результатами своих экспериментов, которые мне пришлось провести вследствие этих рассуждений.

 

Собирал я некоторое время назад усилитель Линси Худа ( Ультралинейный усилитель класса А ). Не перестаю восхищаться этой замечательной схемой, которая несмотря на свою простоту, обеспечивает высокое качество звука. Однако есть у неё и особенности.
Как удачно выразился один из моих знакомых этот усилитель не только хорошо звучит, но и хорошо отапливает помещение. При 10 Вт выходной мощности — примерно 60 Вт уходит в тепло.
Большая потребляемая мощность приводит к необходимости мощного источника питания, что заметно усложняет и утяжеляет конструкцию, делает её более дорогой.
Использование малогабаритных акустических систем (которые в настоящее время довольно популярны), как правило, обладающих невысокой чувствительностью, приводит к тому, что 10 Вт выходной мощности далеко не всегда хватает для получения необходимой громкости, особенно в области низких частот. ( Впрочем большинство из выше перечисленного относится и к другим усилителям класса А ).
В результате возникла идея попробовать перевести данную схему в более экономичный класс АВ. Это не потребовало больших изменений, но позволило получить гораздо большую выходную мощность. Схема усилителя показана ниже на рисунке.

Диапазон рабочих частот у неё не менее 20…30000 Гц. Выходная мощность на нагрузке 8 Ом — 30 Вт, на нагрузке 4 Ом — 50 Вт. Нелинейные искажения померить точно не было возможности (нет соответствующих приборов), однако оценить все же удалось.
Для этого собрал режекторный фильтр с глубиной подавления около 70 дб, подавил им основную гармонику и наблюдал, что осталось на выходе усилителя осциллографом.
На частоте примерно 2 кГц и на мощностях до 25 Вт (на нагрузке 8 Ом) — гармонические искажения точно ниже 0.1%, а может быть и значительно ниже.
На нагрузке 4 Ом искажения не измерял. Звучит усилитель очень хорошо. Малое число усилительных каскадов способствует минимизации динамических искажений.

Несколько слов о схеме и о деталях.
Все транзисторы, кроме VT1, должны быть на радиаторах. На VT2 — 20 кв.см., на VT3, VT4 — 250 кв.см.(не менее).
Конденсаторы должны быть приличного качества. С5 слюдяной или пленочный.
Резисторы – любой мощности, кроме R7 R8, которые должны быть мощностью — 5вт, а R10, R11 — 2вт.
Поскольку усилительных каскадов мало, транзисторы должны иметь высокий коэффициент усиления.
Не менее: VT1 — 100, VT2 — 80, VT3,VT4 — 100 (при 8 Ом нагрузке) и 150 (при 4 Ом). При меньшем коэффициенте усиления транзисторов выходного каскада, заявленную мощность получить не удастся.

Оценить коэффициент усиления не сложно. Методика эта описана в статье «Простой усилитель класса А». Надо заметить, что транзисторы типа КТ818, КТ819 — имеют довольно большой разброс параметров. Мне встречались транзисторы с коэффициентом усиления (К. ус.) от 25 до 200.
Транзисторов с К. ус. 80…100 — около половины. С К. ус. более 150 — попадаются не часто.
При отсутствии таких транзисторов или нежелании мерить их К. ус. — лучше собрать выходной каскад усилителя на 4-х транзисторах (схема ниже).

Номиналы резисторов R7, R8 нужно увеличить примерно в 5 раз, а их мощность можно уменьшить до 0.25 Вт.
На транзисторы КТ814 КТ815, радиаторы в таком случае не нужны.
Настройка усилителя сводится к установке резистором R2 половины напряжения питания на выходе усилителя (на минусовом выводе С6), и тока покоя выходного каскада — резистором R9, в пределах 20…50 мА.

ВАЖНО:
Перед первым включением надо выставить R9 в нулевое сопротивление. На время настройки бывает полезно в цепь питания включить резистор 1 Ом 5 Вт. Измеряя падение напряжения на нем можно контролировать ток потребления усилителя.

В качестве источника питания, я использовал два трансформатора ТН (разных типов, какие были в наличии) с обмотками на ток не менее 3 А (в стерео варианте не менее 6 А), соединил 6 обмоток по 6.3 В. каждая — последовательно, диодный мост на 10 А и два конденсатора по 4700 мкФ.
Можно собрать усилитель на транзисторах обратной проводимости. Для этого надо поменять полярность питания, всех электролитов и диодов.

В заключение небольшое отступление от темы.
Давно интересовал вопрос насколько справедливо мнение о том, что германиевые усилители звучат лучше кремниевых.
Поставил такой эксперимент:
Собрал два усилителя по схеме из статьи «Германиевый усилитель класса А», которая хорошо себя зарекомендовала.
Один усилитель понятное дело на германии, а второй полностью на кремнии. Коэффициенты усиления выровнял по приборам. Входы усилителей соединил вместе, а к выходам усилителей подключил переключатель, дающий возможность оперативно подключать то один, то другой усилитель к трёхполосной акустической системе приличного качества.
В качестве источника звука использовал CD проигрыватель хорошего уровня и CD диски с европейским качеством записи.

Прослушивались фрагменты различных произведений: классическая музыка, опера, хороший вокал, современная группа стиля «метал» (мелодичные композиции с отдельно звучащими инструментами и хорошим вокалом). В качестве слушателей пригласил троих человек, два из которых с музыкальным образованием и хорошим слухом.

Результаты такие:
1. Все слушатели отмечали высокое качество звучания обоих усилителей.
2. Никакой разницы в звучании германиевого и кремниевого усилителя ни я, ни мои слушатели не заметили.
Еще меня приятно удивило следующее. Один из этих моих слушателей некоторое время назад был на концерте той самой «металлической» группы, приезжавшей на гастроли в Россию. По его мнению, звучание моих усилителей лучше чем то, что он слышал на концерте.
 

 

Список простых звуковых схем и усилителей для DIY (Сделай сам)

Эта статья представляет собой сборник простых и популярных аудиосхем, которые мы публиковали на протяжении многих лет в CircuitsToday . Этот список включает в себя набор простых схем усилителя, которые вы можете попробовать дома, и некоторые другие схемы, связанные со звуком, для конкретных приложений.

Источник изображения

1. Схема усилителя мощностью 150 Вт — Эта схема является самым популярным усилителем, который мы когда-либо публиковали.Он получил более 700+ комментариев и продолжает расти. Этот усилитель был протестирован многими читателями CircuitsToday, и многие из них получили правильный выход. Большинство проблем и проблем, поднятых читателями при тестировании схемы, были решены г-ном Ситараманом (который является автором этого портала). Если вы заинтересованы в тестировании или создании проекта усилителя самостоятельно, это первое, что я когда-либо рекомендовал бы.

2. 100-ваттный аудиоусилитель на основе TDA7294 — это схема усилителя на базе микросхемы (TDA7294), которая может легко выдавать 100-ваттную выходную мощность RMS на 8-омный динамик.TDA7294 обладает низким уровнем шума, низким уровнем искажений, хорошим подавлением пульсаций и может работать в широком диапазоне напряжений питания. Это ИС, специально разработанная для аудиоприложений Hi-Fi.

3. Цепь цифрового управления объемом — Это простая цифровая схема управления объемом, построенная с использованием микросхемы MAX5486. IC — MAX5486 — это ИС цифрового регулятора громкости с кнопочным интерфейсом, которая имеет встроенный источник напряжения смещения. Таким образом, вам не нужно подключать какие-либо внешние схемы для той же цели.Схема регулировки громкости на базе MAX5486 может использоваться во многих приложениях, таких как персональные аудиосистемы, портативные аудиоустройства и т. Д.

4. Схема микшера многоканального звука — Эта схема микшера многоканального звука была разработана с использованием микросхемы IC LM3900, которая представляет собой четырехканальный усилитель. Эта схема разработана с использованием 4 микросхем LM3900. Эта конкретная схема имеет 2 микрофонных входа и 2 линейных входа. Вы можете добавить больше входов, подключив их параллельно, что делает его схемой многоканального аудиомикшера.

5. Схема пассивной регулировки тембра — Это простая схема регулировки тембра, которую вы можете изготовить с помощью компонентов, имеющихся у вас под рукой. Единственный активный компонент в этой схеме — операционный усилитель TL072. Схема названа пассивной, потому что секция регулировки тембра полностью обрабатывается с помощью пассивных компонентов. Действительно недорогая и простая в сборке аудиосхема, которую можно попробовать своими руками.

6. Схема 3-канального аудиоразветвителя — Это простая 3-канальная схема аудиоразветвителя, разработанная на операционном усилителе NE5532 от Fairchild Semiconductors.NE5532 — это малошумящий операционный усилитель с двойной внутренней компенсацией, широким диапазоном мощности и слабого сигнала, что делает его хорошо подходящим для высококачественных аудиоприложений.

7. Аудиоусилитель 2 × 60 Вт — Это высококачественный аудиоусилитель, разработанный с использованием микросхемы LM4780, который способен выдавать среднеквадратичную мощность 60 Вт на канал на динамики 8 Ом. LM4780 имеет очень низкий уровень общих гармонических искажений и коэффициент подавления помех от источника питания (PSRR) 85 дБ. Эта ИС от National Semiconductors требует очень мало внешних компонентов и имеет встроенную функцию отключения звука.LM4780 полностью защищен технологией торговой марки SPiKe и имеет отношение сигнал / шум более 97 дБ.

8. 5-полосный графический эквалайзер — Эта схема графического эквалайзера разработана с использованием LA3600, который представляет собой одиночный интегрированный операционный усилитель от Sanyo semiconductors. LA3600 может работать от любого напряжения от 5 до 15 В постоянного тока и чрезвычайно устойчив к емкостным нагрузкам.

9. Звуковая карта USB — А как насчет проектирования звуковой карты USB? Эта схема немного устарела, так как использует USB 1.0, но все же стоит попробовать для вашего обучения. Эта схема разработана с использованием PCM2702, который представляет собой интегрированный 16-битный цифро-аналоговый преобразователь с двумя цифро-аналоговыми выходными каналами. Эта микросхема также имеет ряд полезных функций, таких как встроенный тактовый генератор, цифровой аттенюатор, флаг воспроизведения, флаг приостановки. , нулевой флаг, функция отключения звука и т. д. Самое интересное, что эта схема работает по принципу plug & play и не требует каких-либо драйверов для операционных систем Windows XP и Windows Vista.

Примечание: — На этом веб-сайте есть много других аудиосхем, которые довольно интересны и полезны. В ближайшие дни я отредактирую эту статью, чтобы добавить эти схемы, так что вы можете оставить эту статью в закладках. Вы точно будете в восторге.

Простая схема усилителя звука на одном транзисторе

Схема простого усилителя звука на одном транзисторе

Если вы хотите построить простой аудиоусилитель без запутанных компонентов, вы можете построить простую однотранзисторную схему аудиоусилителя, используя BC547 и резистор, конденсатор.Эта схема может управлять громкоговорителем на 8 Ом и производить значительный звук. Для лучшего результата используйте источник постоянного тока напряжением 9 Вольт.

Два типа однотранзисторных схем аудиоусилителя, разработанных на транзисторе BC 547, здесь первый предназначен для усиления прямого аудиосигнала, а другой — для усиления аудиосигнала от конденсаторного микрофона в качестве предусилителя.

Схема подключения

Предварительный усилитель

Необходимые компоненты

1. Транзистор BC 547 (NPN) = 2
2. Резистор 2 кОм = 2
3. Резистор 10 кОм, 2.2 кОм каждый
4. Электролитический конденсатор 47 мкФ / 16 В
5. Электролитический конденсатор 1 мкФ / 16 В = 2
6. Громкоговоритель
7. Батарея 9 В

Строительство и работа

Чтобы построить схему усилителя, начните с транзистора BC 547 и подключите соответствующее смещение к клеммам коллектора, базы и эмиттера. Для первой схемы громкоговоритель напрямую подключен к клемме коллектора транзистора, а динамик схемы предварительного усилителя подключен через конденсатор связи C2.

Входной аудиосигнал для первой схемы подается на базу BC 547 через конденсатор C1 (47 мкФ) и резистор R1, связанный с коллектором, следовательно, достаточный аудиосигнал и напряжение смещения выше напряжения отсечки постоянно присутствует на клемме базы BC 547 и усиливает входной сигнал рядом с пиком Vcc.

Входной аудиосигнал для второй схемы подается от конденсаторного микрофона, и он может обрабатывать электрический аудиосигнал с искажениями и шумами для улучшения аудиосигнала, необходимого для фильтрации и усиления входного сигнала.Для усиления микрофонного сигнала резистор R1 подключен на входе к Vcc, а конденсатор C1 отвечает за устранение искажений и передачу аудиосигнала на транзистор BC 547 Base. R2 действует как резистор связи коллектора, тогда выходной аудиосигнал принимается с клеммы коллектора и подается на громкоговоритель через конденсатор C2. Применяя смещение выше точки отсечки к транзистору, мы не можем получить звуковой сигнал с фазовым сдвигом.

Усилители звука

Усилители звука

---

Усилители звука умеренной мощности для вождения небольших динамиков или другие легкие нагрузки могут быть сконструированы разными способами.Первый выбор обычно интегральная схема, предназначенная для этой цели, такая как LM386 или новые типы коммутации класса D, которые часто принимают цифровые данные вместо простых аудио напряжение. Дискретные конструкции также могут быть построены с доступными транзисторами или операционными усилителями и многие дизайны представлены в примечаниях производителей к применению. Использованы старые дизайны аудио межкаскадные и выходные трансформаторы, но стоимость и размер этих частей заставил их почти исчезнуть.Вот несколько простых в сборке схем аналогового аудиоусилителя для различных приложений для хобби:

---

Простой усилитель звука LM386

Этот простой усилитель демонстрирует LM386 в конфигурация (A = 200). Чтобы получить максимальное усиление всего 20, не учитывайте 10 мкФ. подключен от контакта 1 к контакту 8. Может быть реализовано максимальное усиление от 20 до 200. путем добавления выбранного резистора последовательно с тем же конденсатором 10 мкФ. 10к потенциометр даст усилителю регулируемый коэффициент усиления от нуля до этого максимум.

---

Я переместил эту схему в Площадь 50 как бы немного экспериментальный.

---

Удивительно низкий уровень шума Усилитель

Усилитель с удивительно низким уровнем шума использует преимущества прекрасные шумовые характеристики полевого транзистора 2SK117, который может похвастаться шумовым напряжением ниже 1 нВ / корень-Гц и практически отсутствует шумовой ток. Шумовое напряжение усилитель всего 1.4 нВ / корень-Гц при 1 кГц, увеличиваясь до 2,7 нВ / корень-Гц при 10 Гц. Шумовой ток сложно измерить, поэтому эта простая утилита Усилитель может видеть шум от резистора 50 Ом и резистора 100 кОм. (Приведенный ко входу шум 1,4 нВ возрастет примерно до 1,7 нВ при сопротивлении 50 Ом. резистор, вместо короткого, и резистор 100 кОм даст указанное на входе шум около 40 нВ с очень небольшим вкладом усилителя.)

Этот усилитель представляет собой «служебный» усилитель с коэффициентом усиления 100, что обычно будет используется в лабораторных условиях для усиления крошечных сигналов для измерения или дальнейшего обработка.Он не предназначен для прямого подключения динамика или наушников. (Это вполне может управлять LM386.) Схема представляет собой простой дискретный транзистор. схема обратной связи с двумя каскадами усиления и уникальным выходным буфером класса A:

• 2sk117 относится к диапазону тока Idss «BL» и является выбран для Idss около 7 мА. Резистор стока отрегулирован для достижения около 4 вольт на стоке, и значение зависит от Idss JFET.

• Большинство резисторов не критично, но значения точности показано, потому что резисторы должны быть металлопленочными для лучшего шума представление. Приблизительные значения постоянного напряжения показаны для помощи с резистором. выбор. Отклонение от указанного напряжения приведет к уменьшению доступной выходной мощности. колебания напряжения, но усилитель может нормально работать и для более слабых сигналов. Выгружен размах должен быть около 6 вольт, размах при входном размахе около 60 мВ, до искажения наблюдается.

• MPSA18 действует как фильтр шума. Здесь желателен высокий прирост чтобы сохранить разумную емкость конденсатора основного фильтра, но 2N4401 может быть заменяется уменьшением 10k и 120k в 5 раз. Фильтр все равно будет будет снижаться шумовое напряжение от источника питания 15 В выше примерно 0,2 Гц. Но некоторые блоки питания могут быть действительно шумными!

• Конденсаторы 0,1 мкФ служат как шунтирующие конденсаторы, но в основном как клеммы для крепления компонентов.Это белые прямоугольники на Фото.

• Резистор обратной связи выбран с коэффициентом усиления ровно 100 и значение намного выше ожидаемого 1k из-за ограниченного усиления разомкнутого контура простая схема.

• Маленький резистор включен последовательно с выходом для стабильность, и этот резистор может немного уменьшить усиление при движении с более низким сопротивление нагрузки. Дизайнер может выбрать настройку усиления для этого конкретного нагрузка, скажем, 75 Ом, или для нагрузки с высоким сопротивлением.Схема может управлять более низким сопротивление более 100 Ом, но раскачка будет несколько ограничена. Это может можно не использовать резистор 33 Ом без проблем со стабильностью. (Обычно, такой сетевой усилитель управляет нагрузкой с гораздо более высоким сопротивлением, обычно 600 Ом или выше.) Примечание: чтобы дать вам представление о том, как вы может играть с выходным сопротивлением, я только что изменил серийный выход своего устройства резистор на 55 Ом и отрегулировал усиление на 35 дБ при нагрузке 75 Ом.Без нагрузки усиление ровно на 5 дБ выше при 40 дБ. Таким образом, у меня четное число выигрывает независимо от того, управляете ли вы инструментом на 75 Ом или устройством с высоким Z. Выходной буфер не имеет проблем с управлением общей нагрузкой 125 Ом с пределом качания около 3,5 вольт, п-п.

• Выходной каскад представляет собой необычную схему самосмещения, в которой PNP поддерживает напряжение затвор-исток около 0,6 вольт, что приводит к некоторой нагрузке на JFET. ниже его Idss. 2N5486 был выбран, чтобы не тратить слишком много тока, но более высокий Idss JFET при желании даст больше возможностей привода.

• Входное сопротивление: 47 МОм (устанавливается резистором смещения), шунтируется 20 пФ

• Выходное сопротивление: 36 Ом, устанавливается последовательным резистором плюс около 3 Ом. Ом от цепи. Мой резистор на 55 Ом, упомянутый выше дает выход Z около 58 Ом и ровно 5 дБ потерь усиления от холостого хода до 75 Ом.

• Размах выходного напряжения: 6 В (размах) на нагрузке с высоким сопротивлением.

• Усиление: 100 (40 дБ) устанавливается резистором обратной связи. Более низкий прирост может быть выбран для более широкой полосы пропускания.

• Частотная характеристика: ровная от 1 Гц до 2 МГц.

• Входной шум: 1,4 нВ, возрастающий до 2,7 нВ при 10 Гц. Шумовой ток имеет пока ускользает от измерений, но это действительно низкое значение. С резистором 97,3 кОм (100 кОм параллельно с 3,6 мегапикселями), подключенными ко входу, напряжение шума измеряется в пределах крошечной доли дБ от 40 нВ, так что ток шума практически отсутствует.Фактически, этот усилитель и выбранный резистор по своей природе создают точный шум. источник. Подключите 152 кОм через вход (в экранированной коробке), и у вас будет точный источник шума 5 мкВ / основной Гц во всем звуковом спектре (50 нВ раз 100). Быстрое измерение при 40 Гц дает 770 нВ / корень-Гц без подключения к сети; ожидается, что 47 МОм дадут 867 нВ. Это довольно близко и все еще небольшой шумовой ток от полевого транзистора.

Для еще большей производительности биполярные ступени могут быть заменен на малошумящий операционный усилитель.Входной шум немного снизится, возможно до 1 нВ, как и входная емкость, возможно, ниже 10 пФ. Компенсация Операционный усилитель может быть проблемой.

---

Вот еще версия с некоторыми интересные особенности. Есть двухтранзисторный шумовой шунт, который довольно эффективно очищает блок питания, и он будет хорошо работать с последовательным резистор всего 1 Ом. Но требуемый постоянный ток возрастает, если шум для шунтирования.Как и в случае со схемой «утонченности», она хороша только для удаления случайный шум, скажем, от трехполюсного регулятора, и будет перегружен большие шпоры или гул. Вот что он делает с тестовым источником (красный), вставленным в серия с блоком питания:

Для достижения наилучших результатов используйте транзисторы с высоким коэффициентом усиления. Обычный транзисторы дадут около 30 дБ отклонения, но значения резистора смещения могут необходимо изменить, чтобы увеличить ток примерно до 30 мА, в зависимости от от того, сколько шума нужно шунтировать.Схема имеет отличный минимальный уровень шума. так что начните с хорошего источника питания, и шум будет выражаться в однозначных нановольтах. (Спайс думает меньше 1!)

Для специального применения, требующего минимальной нагрузки, усилитель включает обратную связь для начальной загрузки входной емкости до низкого значения (около 4 ПФ). Эта техника в сочетании с обратной связью с источником обычно приводит к ужасным звенит при некотором сопротивлении источника, но этот усилитель имеет только 1 дБ пика на худшее значение (около 30к).Запустить Моделирование LTSpice для просмотра кривых отклика для различных значений входного R (измените список по желанию). Щелкните правой кнопкой мыши команду .step param, чтобы оставить комментарий. выключите его и измените {R} на фиксированное значение, скажем 1 Ом, для проверки усилителя при сопротивление одиночного источника. Шум чуть ниже 1 нВ / корень герц. Этот усилитель работает до нижней части BCB для импеданса источника до 30 кОм. Это на данный момент это лишь небольшая реализация — следите за обновлениями.

Примечание: я подключил верх резистора 220 Ом. непосредственно к источнику питания, чтобы уменьшить падение напряжения 4.Резистор 7 Ом. Если лишнее падение не проблема, схема работает немного лучше с верхом 220 Ом, подключенного к правой стороне резистора 4,7 Ом.

Когда я говорю «при использовании этой схемы питание может быть ужасным», я означает случайный шум, скажем, от трехполюсного регулятора LM7815 (сотни нВ / корень-Гц). Этот шумовой шунт не может работать с нерегулируемыми источниками или много огромных скачков мощности. Какой бы ни был шум, он будет генерировать ток в небольшом резисторе (при условии, что цепь работает) и в цепи должен иметь возможность шунтировать этот ток.При смещении 30 мА схема выдерживает около + — 25 мА, поэтому вышеуказанная схема с резистором 4,7 Ом может справиться с чуть меньше 250 мВ p-p. Опустите резистор до 1 Ом и предел больше как 50 мВ p-p, вполне в пределах ожиданий для трехконтактного регулятора, но не способного удаления сильной пульсации или больших переходных процессов.

---

Источник белого шума

Вот 1 мкВ / корень-Гц источник шумового напряжения, который будет управлять нагрузкой 50 Ом с частотой ниже 10 Гц до более 500 кГц.Шунт шума фактически стабилизирует цепь от батареи. сопротивление, обычный путь обратной связи в таких простых схемах. Потребление тока меньше 20 мА.

Примечание: я подключил верх резистора 220 Ом. непосредственно к источнику питания, чтобы уменьшить падение на резисторе 3,3 Ом. Если лишнее падение не проблема, схема работает немного лучше с верхом 220 Ом, подключенного к правой стороне 4.Резистор 7 Ом.

---

Компьютерный усилитель звука

Вот простой усилитель для поднятия уровня звука от маломощных звуковых карт или другие источники звука, управляющие маленькими динамиками, такими как игрушки или небольшие транзисторные радиоприемники. В Схема обеспечивает около 2 Вт, как показано. Детали не критичны и замены обычно работают. Два резистора 2,2 Ом можно заменить одним Резистор 3,9 Ом в каждом эмиттере.

---

4-транзисторный усилитель для малых устройств Приложения для динамиков

На схеме выше показан 4-транзисторный универсальный усилитель, подходящий для различных проектов, включая приемники, домофоны, микрофоны, телефонные приемные катушки и общий аудиомониторинг.Усилитель имеет схему развязки по мощности и полосу пропускания ограничение для уменьшения колебаний и «катания на лодке». Ценности не особо критических и умеренных отклонений от указанных значений не будет. значительно ухудшить производительность.

Трехэлементные аккумуляторные батареи, обеспечивающие около 4,5 Вольт, рекомендуются для большинства Бестрансформаторные усилители звука, управляющие небольшими динамиками на 8 Ом. Срок службы батареи будет значительно длиннее, чем прямоугольная батарея на 9 В, и сопротивление ячейки останется меньше в течение срока службы батареи, что приводит к меньшим искажениям и проблемам со стабильностью.

Усилитель может быть модифицирован для работы от 9-вольтовой батареи, если необходимо, перемещая точка смещения выходных транзисторов. Понижение резистора 33к, подключенного со второго база транзистора относительно земли примерно до 10 кОм будет перемещать напряжение на выходе электролитического конденсатор примерно на 1/2 напряжения питания. Это изменение смещения дает больший размах сигнала перед происходит отсечение, и в этом изменении нет необходимости, если громкость достаточна.

Как и раньше, два 4.7 Ом резисторы могут быть заменены одним резистором 10 Ом последовательно с любым эмиттером.

---

Операционный усилитель звука

Вышеупомянутая схема представляет собой универсальный аудиоусилитель с низкой стоимостью. LM358 операционный усилитель. Дифференциальные входы обеспечивают отличную устойчивость усилителя к синфазным помехам. сигналы, которые являются частой причиной нестабильности усилителя. Пунктирное заземление представляет проводку в типичном проекте, показывающем, как вход датчика заземления может быть подключенным к земле в источнике звука, а не в усилителе, где присутствуют высокие токи.Если источником является опорный сигнал источника питания, то один из Входы усилителя подключены к положительному источнику питания. Например, NPN предусилитель с общим эмиттером может быть добавлен для очень высокого усиления и путем подключения дифференциальные входы через резистор коллектора, а не от коллектора к земле, дестабилизирующая обратная связь через источник питания значительно снижается. Кстати, LM358 — довольно плохой аудиоусилитель, и вы, возможно, захотите переключиться на лучший часть для уменьшения искажений.Откровенно говоря, для маленького настольного усилителя вы никогда не обратите внимание на искажение.

Мой служебный усилитель был встроен в алюминиевый корпус Bud, и в итоге заканчивался болтами к нижней части полки, как показано. Хорошо воспитанный и готовый к работе усилитель действительно кстати.

---

Crystal Radio (и другое назначение) Усилитель звука

Вот простой аудиоусилитель, использующий шунтирующий стабилизатор TL431.Усилитель обеспечит объем, заполняющий комнату, от обычного кристаллического радиоприемника, снабженного длинным проводом антенна и хорошее заземление. Схема такой магнитолы по сложности аналогична простой однотранзисторной. радио, но производительность выше (за исключением потрясающего однотранзисторный рефлекс). TL431 доступен в корпусе TO-92 и он выглядит как обычный транзистор, поэтому ваши друзья-любители будут впечатлены объем, который вы получаете только с одним транзистором, и усилитель можно использовать для другого проекты тоже.Также можно использовать наушники и динамики с более высоким импедансом. Наушник от старый телефон подарит оглушительную громкость и большую чувствительность! Резистор на 68 Ом может быть увеличено до нескольких сотен Ом при использовании наушников с высоким сопротивлением для экономии заряд батареи.

Вот усилитель, используемый для увеличения выхода простого кристалла. радио. Регулятор громкости находится внизу слева, а остальные компоненты на клеммная колодка внизу рисунка.Это действительно быстрый и легкий звук усилитель звука!

---

Аудиоусилители класса A

Аудиоусилитель класса A довольно расточителен, но когда много мощность доступна, простота привлекательна. Вот простой транзистор Дарлингтона пример, предназначенный для использования с блоком питания 5 вольт:

Эта и следующие схемы не для начинающих; они имеют ограниченную полезность и требуют понимания основные принципы и потенциальные применения.Все они проходят через DC громкоговоритель, который расточителен и может вызвать проблемы у неопытных строитель. Если они построены без изменений, они должны работать, как описано, но делать обязательно прочтите текст.

5 вольт должны обеспечиваться регулируемым источником питания. Эффективность ниже 25%, и в динамике протекает значительный постоянный ток, и эта дополнительная мощность должно соответствовать номинальной мощности динамика. Но посмотрите, как это просто! В коэффициент усиления по напряжению составляет всего около 20, а входное сопротивление составляет около 12 кОм.Схема показывает два значения резистора смещения, которые должны использоваться с соответствующим импедансом динамика. С Резистор смещения 150 кОм и динамик 8 Ом, схема потребляет около 210 мА (1 Вт) и может доставляет около 250 мВт на динамик, что достаточно для большинства небольших проектов. Динамик должен быть рассчитан на 500 мВт или более и иметь сопротивление постоянному току. около 8 Ом (возможно, 7 Ом). Проверить кандидата в громкоговорители омметром; намного ниже 7 Ом вызовет чрезмерное потребление тока.С резистором 220 кОм и динамиком 16 Ом Схема потребляет около 100 мА (500 мВт) и выдает около 125 мВт на динамик. 16 Ом динамик должен быть рассчитан на 200 мВт или более и иметь сопротивление постоянному току почти 16 Ом. (Большинство маленьких динамиков имеют сопротивление постоянному току, близкое к номинальному импедансу, а это сопротивление используется для установки уровня тока покоя в этой схеме.) Другие NPN транзисторы Дарлингтона будет работать, но выберите тот, который может рассеивать минимум 1 ватт. Большинству типов мощности не требуется радиатор, но крошечные TO92 могут перегреться.

Если неэффективность класса А вас еще не разубедила, вот 4-транзисторный усилитель для слабых сигналов:

Входное сопротивление составляет около 5000 Ом, а частотная характеристика ровная. от 30 Гц до более 20 000 Гц. С динамиком на 8 Ом потребляемый ток составляет около 215 мА и усиление около 1700 (64 дБ). С динамиком на 16 Ом коэффициент усиления по току составляет около 110 мА. и усиление около 2500 (68 дБ).Регулятор громкости можно добавить, подключив один конец потенциометра 5k на массу, дворник на вход усилителя. Другой конец горшок становится входом.

Посмотрим правде в глаза; практически любой из различных усилителей звука IC дает больше смысл, чем этот неэффективный дизайн. Но в этой схеме используются детали только с 3 ножками. Умм, это не использует конденсаторы большой емкости, за исключением шунтирования источника питания. Посмотрим, это больше веселье. Что ж, давайте посмотрим, сможем ли мы создать проект, в котором используются преимущества неэффективность:

Итак, что это?

Это модулированный световой излучатель! Подключите вход к источнику звука или микрофон (динамик будет работать) и звук будет амплитудно модулировать свет интенсивность.Неэффективность класса-А теперь работает в нашу пользу, зажигая лампу до средняя яркость без звука. Собственно при лампочке на 4,7 вольта лампа будет почти полной яркости и будет «перегружен» на пиках звука. Лампа с более высоким напряжением прослужит дольше, но будет тусклее. Попробуйте лампочку на 6,8 вольт как компромисс. С чувствительным детектором, таким как фототранзистор, этот коммуникатор проработает несколько сотен футов (ночью). Наилучший диапазон реализуется, если Лампа устанавливается в типичный отражатель фонарика, и детектор устанавливается аналогичным образом.Входной конденсатор уменьшен до 0,01 мкФ, чтобы придать усилителю характер высоких частот. компенсировать медленный отклик лампочки. В любом случае звук будет немного приглушенным. Умный дизайнер мог бы использовать этот усилитель и для ресивера, переключая динамик. на вход для передачи и на выход для прослушивания. Если вы выберете детектор с хорошим инфракрасным откликом, как штыревой фотодиод, вы можете добавить пластиковые ИК-фильтры к заблокируйте окружающий свет и сделайте коммуникатор более заметным в ночное время.

Повышение напряжения до 12 В постоянного тока, замена лампочки на 3 ваттную, Динамик на 16 Ом и замена 0,01 мкФ на 1 мкФ дает аудиоусилитель, который обеспечивает мощность звука почти 1 ватт. Однако динамик нагревается! (Из-за почти 2 мощность постоянного тока в катушке динамика.)

---

Компьютеры и электроника — Создайте простой усилитель звука мощностью 1 Вт

Простой усилитель звука мощностью 1 Вт

Макетная плата без пайки позволяет легко экспериментировать с дополнениями к радиосхему.В этом разделе мы построим простой усилитель, так что вся комната может слышать радио через динамик. Наш усилитель не вызовет ушей, так как мы максимально упростили сборки, но выход довольно впечатляющий для одного транзистора.

Нажмите на фото для увеличения

С усилителем наша магнитола выглядит как на фото выше.

Ниже представлен крупный план секции усилителя:

Нажмите на фото для увеличения

Все детали для усилителя (кроме аккумулятора) несем в нашей каталог.

Усилителю нужны эти детали:

• Транзистор Дарлингтона MPSW45A
  Это основная рабочая часть усилителя.
• Маленький динамик
  
• Два резистора по 100000 Ом
  На этом резисторе будут четыре цветные полосы. Цвета будут коричневыми, черными, желтыми и золотыми.
• Резистор 10000 Ом
  Цвета: коричневый, черный, оранжевый и золотой.
• Резистор 50 Ом
  Цвета: зеленый, черный, черный и золотой.
• A Зажим аккумулятора 9 В
  
• Аккумулятор 9 В
  

Используя помеченную сетку, как и раньше, детали соединяются следующим образом:

• Перемычка: J22 на I27
• Резистор 10000 Ом (коричневый, черный, оранжевый): от G20 до F28
• Резистор 100000 Ом (коричневый, черный, желтый): от h37 до h38
• Резистор 100000 Ом (коричневый, черный, желтый): I28 — I29
• MPSW45A: J27, J28 и J29
• Резистор 50 Ом (зеленый, черный, черный): от I33 до I34
• Динамик: от F29 до J33
• Отрицательный провод аккумуляторной батареи 9 В (черный): F26
• Положительный 9-вольтовый провод аккумуляторной батареи (красный): F34

Более постоянная версия

Как и раньше, мы можем скопировать схему на печатную плату. и надежно припаяйте все детали на место.

Нажмите на фото для увеличения

Нажмите на фото для увеличения

Щелкните фото, чтобы увеличить изображение

Как это сделать?

Сердце усилителя — транзистор. Мы могли бы использовать больше обычный NPN-транзистор, такой как 2N4401, но для получения более громкого звука мы используйте специальный транзистор типа «два в одном», называемый транзистором Дарлингтона.

Нажмите на фото для увеличения

Транзистор Дарлингтона имеет два транзистора в одном корпусе, и может усиливать сигналы гораздо больше, чем один транзистор.

Транзисторы усиливают сигнал, действуя как переменный резистор. Ставим сигнал в базе, и сигнал контролирует, сколько тока идет через транзистор от эмиттера к коллектору.

Однако, если мы просто поместим сигнал в базу, транзистор будет полностью выключиться, когда сигнал был слабым, и полностью включиться, когда сигнал высокий. Это поведение полезно, когда мы хотим использовать транзистор в качестве переключателя, но мы должны изменить его поведение, чтобы аудио усилитель.

Когда сигнал равен нулю, мы хотим, чтобы выход усилителя был на полпути между 0 и 9 вольт (4,5 вольт). Мы можем организовать это происходит при использовании делителя напряжения. Делитель напряжения — это два резистора, один подключен к положительной стороне батареи, а другой — к отрицательная сторона. Там, где они встречаются посередине, напряжение будет разделено пополам (если резисторы одинаковые).

Поскольку ток постоянно протекает через резисторы, мы хотим, чтобы их значения быть высокими, чтобы через них не протекал большой ток.Это предотвратит они не нагреваются и продлевают срок службы батареи. В нашей схеме мы используйте 100000 Ом.

Большие резисторы в делителе напряжения также упрощают задачу. для сигнала, чтобы подтолкнуть напряжение выше или ниже. Это хорошая вещь, поскольку это означает, что наш усилитель будет более чувствительным. В нашем случае сигнал от радио слишком сильный, и сигнал толкает напряжение слишком высокое или слишком низкое, вызывая искажения. Итак, добавляем еще резистор на 10 000 Ом, чтобы согласовать сигнал с нашим усилителем.

Транзистор может выдержать 1 ватт, прежде чем он станет слишком горячим, что снижает его продолжительность жизни. Если мы подадим полные 9 вольт, цепь потянет более 2 Вт, и хотя звук был бы приятным и громким, транзистор будет сильно нагреваться, и батарея не продержится долго. Чтобы сделать усилитель потребляет всего один ватт, мы вставляем резистор на 50 Ом, чтобы снизить Текущий. Вы могли заметить на фотографиях, что я действительно использовал 100 Ом для прототипа, чтобы снизить уровень шума в лаборатории.Ты можете думать об этом резисторе как о регуляторе громкости, хотя вы не можете отрегулируйте его, не выбирая другой резистор. Переменный резистор, который может выдерживать 2 Вт и перейти от 50 Ом до 150 Ом, что позволит вам варьировать громкость. Мы оставим эту модификацию экспериментатору.

Следующий: Усилитель звука на интегральной схеме мощностью 1 Вт.

Очень вкусно

Некоторые из моих других веб-сайтов:

---

Отправить письмо на Саймон Квеллен Филд через sfield @ scitoys.com > Google

Простая принципиальная схема усилителя звука с использованием транзистора

Существует множество схем простых схем усилителя звука с использованием транзистора. В настоящее время ИС используются во многих усилителях звука, особенно в небольших схемах. Транзисторы использовать удобно.

Но когда вам нужно использовать транзисторы, у этого есть несколько преимуществ, например, экономия, вы можете взять старое оборудование, чтобы сделать небольшие схемы проще, чем IC.

Что может быть трудно найти. Взгляните на эти схемы. Может, вы поняли это.

Вот проекты:

Простой усилитель звука без ICS

---

1 # Миниусилитель с низким импедансом

Эта схема может применяться к источнику звукового сигнала с низким сопротивлением, например, к громкоговорителям с размером 4-16 Ом или телефонные наушники, которые используются для замены микрофонов.

При замене громкоговорителя скорости будет достаточно для проверки звука, рожденного ходьбой.Выход может подавать на вход усилителя высокой мощности другой следующий.

Спасибо: Wintec Это транзистор 2N3904 NPN. Не 2N3094 SCR. Ты прав.

2 # Усилитель мощности OTL с использованием AC176 + AC126

Г-н Сомсак — мой друг, который очень любит делать усилители мощности. но он не ну электронный человек. Я так представляю, что ему нужно сделать легкий проект раньше. Эта схема представляет собой простой усилитель мощности OTL с выходной мощностью в мини-ватт, но является более старой схемой.

Они используют транзисторы, примерные номера — AC176, AC126 и BC109.у которых есть несколько других компонентов. Используются только источники питания с напряжением 9В. Я надеюсь, что это когда-то будет автодром, так что вам понравятся и хорошие идеи.

3 # Усилитель мощности OTL Cassette Radio Booster с использованием TIP41 + TIP42

Это мини-усилитель мощности OTL для усилителя кассетного радио. Имеет транзистор TIP41 + схемы динамика TIP42 Drive. Напряжение питания видно на изображении.

4 # Простой усилитель на транзисторе AC128

Я нашел это в своей старой книге по схемной электронике.Это очень маленький усилитель мощности, но хорошего качества аудио усилитель класса AB в hi-fi приложениях.

Компонент, способный выдавать 2 Вт, постоянно использовал транзистор AC128 при нагрузке 8 Ом и пике 5 Вт. с надлежащим 9-вольтовым нерегулируемым источником питания.

5 # Высоковольтный мини-усилитель с транзистором UJT

Это схема усилителя мощности, которая работает напрямую с источником высокого напряжения около 125 В. Он состоит из транзистора UJT и обычного транзистора.В этой схеме используется трансформатор, который подается на высокое напряжение, а также используется громкоговоритель. Затем он попадает в небольшую неприятность. Украсить популярность звука можно с помощью VR1 — 1M. Прочтите подробности, добавленные в схему.

ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ

Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .

Схема простейшего усилителя звука

Давно искал принципиальную схему хорошего стереоусилителя.Я не фанат Hi-Fi, я просто хотел создать простой стереоусилитель, который мог бы управлять некоторыми динамиками для моего настольного компьютера.

Все схемы, которые я смог найти, похоже, включают в себя множество компонентов, которые трудно найти, или вам приходилось использовать их вместе с предварительным усилителем или каким-либо другим усилительным каскадом. Это всегда заставляло меня колебаться.

Но недавно я обнаружил эту классную маленькую микросхему под названием TEA2025! Вам понадобится всего несколько конденсаторов, чтобы сделать из него приличный стереоусилитель.Он настолько прост в сборке, что я склеил его на картон всего за несколько часов.

2,5 Вт * 2 стереоусилитель

На принципиальной схеме усилителя показан стереоусилитель 2,5 Вт * 2. Вы также можете сделать из него моноусилитель мощностью 5 Вт. (Для получения дополнительной информации см. Техническое описание TEA2025)

На стороне входа следует использовать сдвоенный потенциометр. Двойной потенциометр позволяет подключать левый и правый каналы к одному потенциометру.

Этот усилитель отлично подходит для использования вместе с некоторыми динамиками для получения звука на вашем настольном компьютере.Я подумываю поставить такой на кухне и в ванной. Тогда, возможно, подключите их к моей домашней сети и транслируйте музыку с сервера =) Есть много возможностей, когда вы можете сделать такой дешевый усилитель.

Схема усилителя

и перечень деталей

Список запчастей

NOLONED 90-8258

Часть	Значение	Описание
C1-	100μF	ПОЛЯРИЗОВАННЫЙ КОНДЕНСАТОР
С2	100μF	ПОЛЯРИЗОВАННЫЙ КОНДЕНСАТОР
С3	100μF	ПОЛЯРИЗОВАННЫЙ КОНДЕНСАТОР
С4	100μF	ПОЛЯРИЗОВАННЫЙ КОНДЕНСАТОР
С5	100μF	ПОЛЯРИЗОВАННЫЙ КОНДЕНСАТОР
С6	470μF	ПОЛЯРИЗОВАННЫЙ КОНДЕНСАТОР
С7	100μF	ПОЛЯРИЗОВАННЫЙ КОНДЕНСАТОР
С8	470 мкФ	ПОЛЯРИЗОВАННЫЙ КОНДЕНСАТОР
C9	0.22 мкФ	НЕПОЛЯРИЗОВАННЫЙ КОНДЕНСАТОР
C10	0,22 мкФ	НЕПОЛЯРИЗОВАННЫЙ КОНДЕНСАТОР
C11
	NOLONED	NOLONED ПОЛЯРИЗОВАННЫЙ КОНДЕНСАТОР
TEA2025	TEA2025B	Микросхема усилителя
SPKR1		Динамик 4-8 Ом
									10K	DUAL Potentiometer

Общая стоимость компонентов (без динамиков) составляет около 9 долларов.Самый дорогой компонент — потенциометр (примерно 3-4 доллара).

Скачать схему Eagle и макет платы

Вот схемы (Eagle), разводка печатной платы (Eagle) и файлы Gerber. Эта плата была изготовлена ​​в соответствии с правилами дизайна Seeed Studio (май 2013 г.).

Стереоусилитель-TEA2025- (Eagle)

Чем могу вам помочь?

Я хочу, чтобы больше людей создавали лучшие и крутые проекты. Каждый может стать лучше, даже если он абсолютный новичок или уже построил много трасс.

Дайте мне знать ваши комментарии и вопросы ниже!

Введение в усилитель и Учебное пособие по усилителю

Усилитель — это общий термин, используемый для описания схемы, которая производит увеличенную версию своего входного сигнала. Однако не все схемы усилителя одинаковы, поскольку они классифицируются в соответствии с конфигурацией схем и режимами работы.

В «Электронике» обычно используются малые усилители сигнала, поскольку они имеют способность усиливать относительно небольшой входной сигнал, например, от датчика , такого как фотоустройство, в гораздо больший выходной сигнал для управления реле. , например, лампа или громкоговоритель.

Существует множество форм электронных схем, классифицируемых как усилители, от операционных усилителей и усилителей малых сигналов до больших усилителей сигналов и мощности. Классификация усилителя зависит от размера сигнала, большого или малого, его физической конфигурации и того, как он обрабатывает входной сигнал, то есть отношения между входным сигналом и током, протекающим в нагрузке.

Тип или классификация усилителя приведены в следующей таблице.

Классификация усилителей сигнала

Тип сигнала	Тип Конфигурация	Классификация	Частота Эксплуатация
Малый сигнал	Общий эмиттер	Усилитель класса A	Постоянный ток (DC)
Большой сигнал	Общая база	Усилитель класса B	Частоты звука (AF)
	Общий коллектор	Усилитель класса AB	Радиочастоты (РФ)
		Усилитель класса C	УКВ, УВЧ и СВЧ Частоты

Усилители можно рассматривать как простую коробку или блок, содержащий усилительное устройство, такое как биполярный транзистор, полевой транзистор или операционный усилитель, который имеет две входные клеммы и две выходные клеммы (земля является общей) с выходом. сигнал намного больше входного сигнала, так как он был «усилен».

Идеальный усилитель сигнала будет иметь три основных свойства: входное сопротивление или (R _IN ), выходное сопротивление или (R _OUT ) и, конечно, усиление, обычно известное как усиление или (A). Независимо от того, насколько сложна схема усилителя, можно использовать общую модель усилителя, чтобы показать взаимосвязь этих трех свойств.

Идеальная модель усилителя

Усиленная разница между входным и выходным сигналами называется усилением усилителя.Коэффициент усиления — это в основном мера того, насколько усилитель «усиливает» входной сигнал. Например, если у нас есть входной сигнал 1 вольт и выход 50 вольт, то коэффициент усиления усилителя будет «50». Другими словами, входной сигнал был увеличен в 50 раз. Это увеличение называется усилением , .

Коэффициент усиления усилителя — это просто отношение выходного сигнала к входному. Коэффициент усиления не имеет единиц измерения, но в электронике обычно обозначается символом «А», что означает усиление.Тогда коэффициент усиления усилителя просто рассчитывается как «выходной сигнал, деленный на входной сигнал».

Усиление усилителя

Введение в коэффициент усиления усилителя можно сказать как отношение, которое существует между сигналом, измеренным на выходе, и сигналом, измеренным на входе. Существует три различных типа усиления усилителя, которые можно измерить, а именно: усиление по напряжению , (Av), коэффициент усиления по току , (Ai) и коэффициент усиления по мощности , (Ap), в зависимости от измеряемой величины с примерами этих различных типы выигрышей приведены ниже.

Усилитель входного сигнала

Коэффициент усиления усилителя напряжения

Коэффициент усиления усилителя тока

Коэффициент усиления усилителя мощности

Обратите внимание, что для коэффициента усиления мощности вы также можете разделить мощность, полученную на выходе, на мощность, полученную на входе. Также при вычислении усиления усилителя индексы v, i и p используются для обозначения типа используемого усиления сигнала.

Коэффициент усиления мощности (Ap) или уровень мощности усилителя также можно выразить в децибелах , ( дБ ).Бел (B) — это логарифмическая единица измерения (основание 10), не имеющая единиц измерения. Поскольку бел является слишком большой единицей измерения, перед ним стоит префикс децибел , что делает его децибел , а один децибел составляет одну десятую (1/10) бел. Чтобы рассчитать коэффициент усиления усилителя в децибелах или дБ, мы можем использовать следующие выражения.

• Коэффициент усиления напряжения в дБ: a _v = 20 * log (Av)
• Коэффициент усиления по току в дБ: a _i = 20 * log (Ai)
• Коэффициент усиления мощности в дБ: a _p = 10 * log (Ap)

Обратите внимание, что коэффициент усиления мощности постоянного тока усилителя в десять раз больше общего логарифма отношения выхода к входу, тогда как коэффициенты усиления по напряжению и току в 20 раз превышают общий логарифм отношения.Однако обратите внимание, что 20 дБ — это не вдвое больше мощности, чем 10 дБ из-за логарифмической шкалы.

Кроме того, положительное значение в дБ представляет коэффициент усиления , а отрицательное значение в дБ представляет потери в усилителе. Например, коэффициент усиления усилителя + 3 дБ указывает на то, что выходной сигнал усилителя «удвоился», (x2), тогда как коэффициент усиления усилителя -3 дБ указывает, что сигнал «уменьшился вдвое», (x0,5) или, другими словами, потеря .

Точка -3 дБ усилителя называется точкой половинной мощности , которая на -3 дБ ниже максимума, принимая 0 дБ в качестве максимального выходного значения.

Пример усилителя №1

Определите напряжение, ток и коэффициент усиления усилителя, который имеет входной сигнал 1 мА при 10 мВ и соответствующий выходной сигнал 10 мА при 1 В. Также выразите все три усиления в децибелах (дБ).

Различные коэффициенты усиления усилителя:

Коэффициент усиления усилителя указан в децибелах (дБ):

Тогда усилитель имеет коэффициент усиления по напряжению (Av), равный 100, коэффициент усиления по току (Ai), равный 10, и коэффициент усиления по мощности, (Ap), равный 1000

Как правило, усилители можно разделить на два различных типа в зависимости от их мощности или усиления по напряжению.Один из типов называется усилителем малых сигналов , который включает в себя предварительные усилители, инструментальные усилители и т. Д. Усилители малых сигналов предназначены для усиления очень малых уровней напряжения сигнала всего в несколько микровольт (мкВ) от датчиков или звуковых сигналов.

Другой тип называется Усилители больших сигналов , такие как усилители мощности звука или усилители переключения мощности. Усилители больших сигналов предназначены для усиления сигналов с большим входным напряжением или переключения токов большой нагрузки, как в случае с динамиками.

Усилители мощности

Усилитель малых сигналов обычно называют усилителем «напряжения», потому что они обычно преобразуют небольшое входное напряжение в гораздо большее выходное напряжение. Иногда для привода двигателя или питания громкоговорителя требуется схема усилителя, и для этих типов приложений, где требуются высокие токи переключения, требуются усилители мощности .

Как следует из названия, основная задача «усилителя мощности» (также известного как усилитель большого сигнала) — подавать мощность на нагрузку, и, как мы знаем из вышеизложенного, это произведение напряжения и тока, приложенных к нагрузка с мощностью выходного сигнала, превышающей мощность входного сигнала.Другими словами, усилитель мощности усиливает мощность входного сигнала, поэтому эти типы схем усилителя используются в выходных каскадах аудиоусилителя для управления громкоговорителями.

Усилитель мощности работает по основному принципу преобразования мощности постоянного тока, потребляемой от источника питания, в сигнал переменного напряжения, подаваемый на нагрузку. Хотя усиление велико, эффективность преобразования входного сигнала источника постоянного тока в выходной сигнал переменного напряжения обычно низка.

Идеальный или идеальный усилитель даст нам коэффициент полезного действия 100% или, по крайней мере, мощность «IN» будет равна мощности «OUT». Однако на самом деле этого никогда не произойдет, поскольку часть мощности теряется в виде тепла, а также сам усилитель потребляет мощность во время процесса усиления. Тогда КПД усилителя определяется как:

КПД усилителя

Идеальный усилитель

Мы можем узнать характеристики идеального усилителя из нашего обсуждения выше в отношении его Gain , что означает усиление по напряжению:

• Коэффициент усиления усилителя (A) должен оставаться постоянным при изменении значений входного сигнала.
• Частота не влияет на усиление. Сигналы всех частот должны быть усилены точно на одинаковую величину.
• Коэффициент усиления усилителя не должен добавлять шум к выходному сигналу. Он должен удалить любой шум, который уже присутствует во входном сигнале.
• На усиление усилителя не должны влиять изменения температуры, что обеспечивает хорошую температурную стабильность.
• Коэффициент усиления усилителя должен оставаться стабильным в течение длительного времени.

Классы электронных усилителей

Классификация усилителя либо как усилитель напряжения, либо как усилитель мощности производится путем сравнения характеристик входных и выходных сигналов путем измерения количества времени по отношению к входному сигналу, в течение которого ток течет в выходной цепи.

Мы видели в учебном пособии по транзистору с общим эмиттером , что для работы транзистора в «активной области» требуется некоторая форма «смещения базы». Это небольшое базовое напряжение смещения, добавленное к входному сигналу, позволило транзистору воспроизвести полную форму входного сигнала на выходе без потери сигнала.

Однако, изменяя положение этого базового напряжения смещения, можно управлять усилителем в режиме усиления, отличном от режима полного воспроизведения формы сигнала.С введением в усилитель напряжения смещения базы могут быть получены различные рабочие диапазоны и режимы работы, которые классифицируются в соответствии с их классификацией. Эти различные режимы работы более известны как класс усилителя .

Усилители мощности звука классифицируются в алфавитном порядке в соответствии с конфигурацией их схем и режимом работы. Усилители имеют разные классы работы, такие как класс «A», класс «B», класс «C», класс «AB» и т. Д.Эти различные классы усилителей варьируются от почти линейного выхода, но с низким КПД, до нелинейного выхода, но с высоким КПД.

Ни один класс работы не может быть «лучше» или «хуже», чем любой другой класс, при этом тип операции определяется использованием схемы усиления. Типичные максимальные коэффициенты преобразования для различных типов или классов усилителей, наиболее часто используемые:

• Усилитель класса A — имеет низкий КПД менее 40%, но хорошее воспроизведение сигнала и линейность.
Усилитель
• класса B — вдвое эффективнее усилителей класса A с максимальной теоретической эффективностью около 70%, потому что усилительное устройство проводит (и использует мощность) только половину входного сигнала.
Усилитель
• класса AB — имеет рейтинг эффективности между классом A и классом B, но хуже воспроизводит сигнал, чем усилители класса A.
• Усилитель класса C — это наиболее эффективный класс усилителей, но искажения очень высоки, так как усиливается только небольшая часть входного сигнала, поэтому выходной сигнал очень мало похож на входной сигнал.Усилители класса C имеют худшее воспроизведение сигнала.

Работа усилителя класса A

Класс A Усилитель — это когда вся форма входного сигнала точно воспроизводится на выходе усилителя, поскольку транзистор полностью смещен в своей активной области. Это означает, что переключающий транзистор никогда не попадает в область отсечки или насыщения. В результате входной сигнал переменного тока идеально «центрирован» между верхним и нижним пределами сигнала усилителя, как показано ниже.

Форма выходного сигнала усилителя класса A

В конфигурации усилителя класса A для обеих половин выходного сигнала используется один и тот же переключающий транзистор, и из-за его центрального смещения выходной транзистор всегда имеет постоянный ток смещения постоянного тока (I _CQ ), протекающий через него, даже нет входного сигнала. Другими словами, выходные транзисторы никогда не выключаются и постоянно находятся в нерабочем состоянии.

Это приводит к тому, что тип работы класса A несколько неэффективен, поскольку преобразование мощности источника постоянного тока в мощность сигнала переменного тока, подаваемую на нагрузку, обычно очень низкое.

Из-за этой центральной точки смещения выходной транзистор усилителя класса A может сильно нагреваться даже при отсутствии входного сигнала, поэтому требуется какая-то форма теплоотвода. Постоянный ток смещения, протекающий через коллектор транзистора (I _CQ ), равен току, протекающему через нагрузку коллектора. Таким образом, усилитель класса A очень неэффективен, поскольку большая часть этой мощности постоянного тока преобразуется в тепло.

Работа усилителя класса B

В отличие от вышеописанного режима работы усилителя класса A, в котором в качестве выходного силового каскада используется один транзистор, усилитель класса B использует два дополнительных транзистора (NPN и PNP или NMOS и PMOS) для усиления каждого из них. половина формы выходного сигнала.

Один транзистор проводит только половину формы сигнала, а другой — другую или противоположную половину формы сигнала. Это означает, что каждый транзистор проводит половину своего времени в активной области и половину своего времени в области отсечки, тем самым усиливая только 50% входного сигнала.

В отличие от усилителя класса A, в работе класса B отсутствует прямое напряжение смещения постоянного тока, но вместо этого транзистор проводит ток только тогда, когда входной сигнал превышает напряжение база-эмиттер (V _BE ), а для кремниевых транзисторов это примерно 0.7v. Следовательно, при нулевом входном сигнале будет нулевой выход. Поскольку на выходе усилителя подается только половина входного сигнала, это улучшает эффективность усилителя по сравнению с предыдущей конфигурацией класса A, как показано ниже.

Форма выходного сигнала усилителя класса B

В усилителе класса B для смещения транзисторов не используется постоянное напряжение, поэтому для того, чтобы выходные транзисторы начали проводить каждую половину сигнала, как положительную, так и отрицательную, им необходимо напряжение база-эмиттер V _BE , чтобы быть больше 0.Прямое падение напряжения 7 В, необходимое для того, чтобы стандартный биполярный транзистор начал проводить.

Таким образом, нижняя часть выходного сигнала, которая находится ниже этого окна 0,7 В, не будет воспроизводиться точно. Это приводит к искажению области выходного сигнала, поскольку один транзистор выключается, ожидая, пока другой снова включится, как только V _BE > 0,7 В. В результате небольшая часть выходного сигнала в точке перехода нулевого напряжения будет искажена. Этот тип искажения называется Crossover Distortion и будет рассмотрен позже в этом разделе.

Работа усилителя класса AB

Усилитель класса AB — это компромисс между конфигурациями класса A и класса B, описанными выше. В то время как операция класса AB по-прежнему использует два дополнительных транзистора в своем выходном каскаде, очень небольшое напряжение смещения прикладывается к базе каждого транзистора, чтобы смещать их близко к их области отсечки, когда входной сигнал отсутствует.

Входной сигнал заставляет транзистор нормально работать в его активной области, устраняя любые перекрестные искажения, которые всегда присутствуют в конфигурации класса B.Небольшой ток коллектора смещения (I _CQ ) будет течь через транзистор при отсутствии входного сигнала, но обычно он намного меньше, чем в конфигурации усилителя класса A.

Таким образом, каждый транзистор находится в состоянии «ВКЛ» в течение немногим более половины периода входного сигнала. Небольшое смещение в конфигурации усилителя класса AB улучшает как эффективность, так и линейность схемы усилителя по сравнению с чистой конфигурацией класса A, описанной выше.

Форма выходного сигнала усилителя класса AB

При проектировании схем усилителя очень важен класс работы усилителя, поскольку он определяет величину смещения транзистора, необходимую для его работы, а также максимальную амплитуду входного сигнала.

Классификация усилителей учитывает часть входного сигнала, в которой проводит выходной транзистор, а также определяет как эффективность, так и количество энергии, которое переключающий транзистор потребляет и рассеивает в виде потраченного впустую тепла. Здесь мы можем провести сравнение между наиболее распространенными типами классификаций усилителей в следующей таблице.

Классы усилителей мощности

Класс	А	B	С	AB
Проводимость Угол	360 или	180 или	Менее 90 o	180 до 360 или
Положение точки Q	Центральная точка Линия нагрузки	Точно по оси X	Под осью X	Между осью X и центральной линией нагрузки
Общий КПД	Плохо от 25 до 30%	Лучше 70-80%	Выше чем 80%	Лучше, чем A , но меньше, чем B От 50 до 70%
Сигнал Искажение	Нет, если правильно Смещено	По оси X Точка пересечения	Крупные суммы	Небольшие суммы

Плохо спроектированные усилители, особенно типы класса «A», могут также потребовать мощных транзисторов большего размера, более дорогих радиаторов, охлаждающих вентиляторов или даже увеличения размера блока питания, необходимого для обеспечения дополнительной потери мощности, необходимой для усилитель звука.Мощность, преобразуемая в тепло от транзисторов, резисторов или любого другого компонента в этом отношении, делает любую электронную схему неэффективной и приведет к преждевременному выходу из строя устройства.

Итак, зачем использовать усилитель класса A, если его КПД менее 40% по сравнению с усилителем класса B, который имеет более высокий КПД, превышающий 70%. По сути, усилитель класса A дает гораздо более линейный выходной сигнал, что означает, что он имеет Linearity на большей частотной характеристике, даже если он действительно потребляет большое количество энергии постоянного тока.

В этом руководстве Introduction to the Amplifier мы увидели, что существуют различные типы схем усилителя, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. В следующем уроке об усилителях мы рассмотрим наиболее часто используемый тип схемы транзисторного усилителя — усилитель с общим эмиттером. Большинство транзисторных усилителей относятся к схеме с общим эмиттером или CE из-за их большого выигрыша по напряжению, току и мощности, а также отличных входных / выходных характеристик.