Site Loader

Содержание

Усилители низкой частоты из наборов «Мастер Кит»

 Ганичев Григорий

 

Статья посвящена описанию модельного ряда усилителей низкой частоты (УНЧ), предлагаемых радиолюбителям. УНЧ выполнены на современной интегральной элементной базе и имеют различные технические возможности. Это позволяет максимально расширить сферу их применения и удовлетворить требования самого взыскательного радиолюбителя.

 

Усилители низкой частоты являются неотъемлемым звеном практически любой аудиосистемы, независимо от уровня ее сложности и области применения. Существует много факторов, позволяющих характеризовать и делить на категории УНЧ по методам работы и эксплуатационным свойствам. К ним относятся тип применяемых усилительных элементов (полупроводники или лампы), коэффициент передачи (обычно, по напряжению в дБ), диапазон воспроизводимых частот, уровень нелинейных искажений, КПД, величина потребляемого тока и напряжение питания, собственный уровень шумов, входные/выходные параметры, предельно допустимые режимы работы и многие другие. Кроме этого, усилители мощности можно классифицировать по назначению, а именно, автомобильные УНЧ, УНЧ для применения дома и на улице.

Традиционно, при построении УНЧ используют дискретную элементную базу и многочисленные отработанные схемотехнические решения. Классическим примером таких усилителей являются хорошо зарекомендовавшие себя конструкции, которые можно собрать из наборовNM2011 и NM2012 (В. Чулков, «Универсальный усилитель мощности», Радиохобби, 2000, N6). 

На сегодняшний день, уровень развития интегральной полупроводниковой техники позволяет создавать УНЧ в интегральном исполнении с характеристиками, в большинстве случаях эквивалентными дискретным усилителям мощности, а порой даже на порядок лучшими. Подобные интегральные УНЧ обладают рядом неоспоримых преимуществ: они несоизмеримо меньше в размерах и существенно дешевле своих дискретных аналогов. Кроме того, как показывает практика, такие УНЧ удовлетворяют потребности практически любого пользователя.

Поэтому, перед специалистами отдела Мастер Кит была поставлена и успешно решена задача по разработке модельного ряда подобных усилителей низкой частоты для широкого применения, имеющих различные технические характеристики и габариты. Каждое устройство обладает максимальной функциональностью, надежностью и оптимальным соотношением цена/качество.

Радиолюбители сами могут развести печатную плату, но нужно учитывать, что это очень ответственная и серьезная работа. Не все знают, что, например, неправильная трассировка печатных проводников в мощном усилителе, может в десятки раз увеличить уровень его нелинейных искажений или даже сделать вообще неработоспособным. Поэтому для разработки печатных плат привлекались профессиональные конструкторы, специализирующиеся в этой области, которые работали совместно с разработчиками электронной схемы.

Краткие характеристики и каталожные номера модельного ряда усилителей приведены в табл.1.

 

Таблица 1. УНЧ, разработанные специалистами Мастер Кит

  NK057   Одноканальный усилитель НЧ 22Вт (TDA2005, мостовое включение)
  NM2021   Четырех/двух канальный усилитель низкой частоты 4X11Вт/2X22Вт (TDA1554Q)  
  NM2031  Мощный четырех/двух канальный усилитель низкой частоты 4X30Вт (TDA7385)
  NM2032  Мощный четырех/двух канальный усилитель низкой частоты 4X40Вт (TDA7386)
  NM2033  Мощный одноканальный усилитель низкой частоты 100Вт (TDA7294)
  NM2034  Мощный одноканальный усилитель низкой частоты 70Вт/12В (TDA1562)

 

 

NK057. Одноканальный усилитель НЧ 22 Вт (TDA2005, мостовое включение)

УНЧ имеет хорошие эксплуатационные характеристики, надежен и прост в сборке. Его можно использовать как в домашних условиях, так и в автомобиле. Применение в качестве усилительного элемента интегральной микросхемы TDA2005 позволило реализовать следующие функции:

  • защита от КЗ нагрузки;
  • защита от перегрева;
  • защита от бросков напряжения питания в диапазоне до 40 В.

Усилитель имеет широкий диапазон питающих напряжений от 6 до 18 В.

Общий вид усилителя представлен на рис.1, схема электрическая принципиальная на рис.2, схема расположения элементов на плате и подключение усилителя на рис.3, вид печатной платы со стороны проводников на рис.4. Перечень элементов приведен в табл.2.

 

Технические характеристики УНЧ NK057

  • Напряжение питания — 6…18 В
  • Пиковое значение выходного тока – 3 А
  • Ток в режиме покоя – 75 мА
  • Диапазон воспроизводимых частот – 40…20000 Гц
  • Коэффициент нелинейных искажений — 1%
  • Сопротивление нагрузки (номинальное 3,2) – больше 2 Ом
  • Выходная мощность – 22 Вт
  • Чувствительность – 300 мВ
  • Коэффициент усиления – 50 дБ
  • Размеры печатной платы – 34х28 мм

 

 Рис. 1. Общий вид усилителя.

 

 Рис.2. Cхема электрическая принципиальная.

 

 Рис.3. Cхема расположения элементов на плате и подключение усилителя.

 

 Рис.4. Bид печатной платы со стороны проводников.

 

Таблица 2. Перечень элементов усилителя NK057.

  Позиция    Наименование

  Кол.  

  R1  220 Ом

1

  R2,R3  1,1 Ом

2

  C1  1000 пФ

1

  C2,C3  10 мкФ/25…50 В

2

  C4,C6…C9    0,1 мкФ

5

  C5  1000 мкФ/25…35 В  

1

  IC  TDA2005

1

 


NM2021 .Четырех/двух канальный усилитель низкой частоты 4X11Вт/2X22Вт (TDA1554Q).

Предлагаемый усилитель обладает малыми габаритами и широким диапазоном питающих напряжений. УНЧ воспроизводит частоты 45 Гц…20 кГц при коэффициенте нелинейных искажений 0.1%. Области применения данного УНЧ крайне разнообразны. УНЧ можно использовать как на открытом воздухе для проведения различных мероприятий, так и в домашних условиях в составе Вашего музыкального комплекса. Выбор выходной мощности и числа каналов осуществляется самим радиолюбителем, поскольку элементная база обеспечивает работу как одного, так и другого варианта.

Общий вид усилителя представлен на рис.5, схема электрическая принципиальная на рис.6 (вариант 4х11 Вт) и рис.7 (вариант 2X22 Вт), схема расположения элементов на плате и подключение усилителя на рис.8, вид печатной платы со стороны проводников на рис.9. Перечень элементов приведен в табл.3.

 

Технические характеристики УНЧ NM2021

  • Напряжение питания — 6…15 В
  • Пиковое значение выходного тока – 4 А
  • Ток в режиме mute/stand-by – 100 мкА
  • Диапазон воспроизводимых частот – 45…20000 Гц
  • Коэффициент нелинейных искажений – 0,1%
  • Сопротивление нагрузки (номинальное 4) – более 2 Ом
  • Стандартный режим (4х11 Вт):
  • Выходная мощность – 11 Вт
  • Входное сопротивление – 60 кОм
  • Коэффициент усиления – 20 дБ
  • Мостовое включение (2х22 Вт):
  • Выходная мощность – 22 Вт
  • Входное сопротивление – 30 кОм
  • Коэффициент усиления – 26 дБ
  • Размеры печатной платы – 45х60 мм

УНЧ выполнен на интегральной микросхеме TDA1554Q, содержащей четыре идентичных УНЧ по 11 Вт. При работе в режиме 4х11 Вт каждый усилитель работает отдельно со своим входным сигналом и на свою нагрузку. Для удвоения выходной мощности на той же нагрузке и при том же напряжении питания (вариант 2х22 Вт) усилители включаются попарно по мостовой схеме.

Конструктивно усилитель выполнен на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. Конструкция предусматривает установку платы в корпус (для этого имеются монтажные отверстия по краям платы под винты 2,5 мм).

Габариты устройства специально рассчитаны для использования его совместно с компьютерным радиатором от процессоров семейства Pentium. Радиатор устанавливается перпендикулярно плате.

 

Переключатель SW1 служит для выбора режимов работы усилителя:

  • рабочий режим – SW1 замкнут;
  • дежурный режим – SW1 разомкнут.

 

Рис.5. Общий вид усилителя.

 

 

Рис.6. Cхема электрическая принципиальная. 

 

 

 

Рис.7. Cхема электрическая принципиальная.

 

Рис.8. Cхема расположения элементов на плате и подключение усилителя.

 

Рис.9. Bид печатной платы со стороны проводников.

 

Таблица 3. Перечень элементов

  Позиция  Наименование  Кол.  
  C1, С2, С4, С5  0,22 мкФ  4
  C3  100,0 мкФ/16…50 В  1
  C6, С7, С9, С10    1000,0 мкФ/16…50 B  4
  C8  2200,0 мкФ/25…50 В    1
  C11  0,1 мкФ  1
  DA1  TDA1554Q  1

 

NM2031 и NM2032. Мощный четырех/двух канальный усилитель низкой частоты 4X30Вт (TDA7385) / 4X40Вт (TDA7386).

Области применения данного УНЧ крайне разнообразны. УНЧ можно использовать как на открытом воздухе для проведения различных мероприятий, так и в домашних условиях в составе Вашего музыкального комплекса. Однако, основное его назначение – это установка в автомагнитоле, вместо старого усилителя НЧ, для повышения ее выходной мощности. В зависимости от типа применяемой микросхемы различают два набора с идентичными принципиальными схемами, а именно NM2031 (4X30 Вт, TDA7385) и NM2032 (4X40 Вт, TDA7386).

Общий вид усилителя представлен на рис.10, схема электрическая принципиальная на рис.11, схема расположения элементов на плате и подключение усилителя на рис.12, вид печатной платы со стороны проводников на рис.13. Перечень элементов приведен в табл.4.

 

Технические характеристики УНЧ NM2031 и NM2032

  • Напряжение питания — 6…18 В
  • Пиковое значение выходного тока – 4,5…5,5 А
  • Ток в режиме mute/stand-by – 100 мкА
  • Диапазон воспроизводимых частот – 20…75000 Гц
  • Коэффициент нелинейных искажений — 1%
  • Сопротивление нагрузки (номинальное 4 Ом) – более 2 Ом
  • Выходная мощность – 4×30 (TDA7385) / 4×40 (TDA7386) Вт
  • Входное сопротивление – 100 кОм
  • Коэффициент усиления – 26 дБ
  • Чувствительность – 300 мВ
  • Размеры печатной платы — 45×40 мм

 

Конструктивно усилитель выполнен на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. Конструкция предусматривает установку платы в корпус (для этого зарезервированы монтажные отверстия по краям платы под винты 2,5 мм).

Возможно подключение усилителя как к стереофоническому источнику с последующим раздвоением каждого канала, так и к квадрафоническому.

Квадрафонический источник необходимо подключать к входам IN1, IN2, IN3, IN4, а стереофонический к IN5, IN6. При подключении усилителя к стереофоническому источнику контакты IN1/IN2 и IN3/IN4 необходимо замкнуть между собой перемычками.

Конструктивно предусмотрены логические входы управляющих сигналов MUTE и ST-BY (рекомендуется использовать при установке усилителя в автомагнитоле).

Радиатор входит в комплект наборов NM2032 и NM2033, но, в качестве радиатора можно использовать также металлический корпус или шасси устройства, в которое производится установка УНЧ.

 

Рис.10. Общий вид усилителя.

 

Рис.11. Cхема электрическая принципиальная.

 

Рис. 12. Cхема расположения элементов на плате и подключение усилителя.

 

Рис.13. Bид печатной платы со стороны проводников.

 

Таблица 4. Перечень элементов.

  Позиция  Наименование  Кол.
  C1, С2, С3, С4, С5, С8    0,1 мкФ  6
  C6  47 мкФ/50 В  1
  C7  2200 мкФ/25 В  1
  C9,C10  1 мкФ/50 В  2
  R1  10 кОм  1
  R2  47 кОм  1
    TDA7385 TDA7386    1

 

Материал опубликован в журнале Схемотехника 2002`09.

Продолжение следует

Схемотехника усилителей: Усилители низкой частоты

 

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

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

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

Учитывая вышеизложенное, в низкочастотных усилителях, как правило, гораздо большее значение имеют вопросы оптимального выбора и обеспечения стабильности рабочей точки, а поскольку и протекающие в таких усилителях мощности также гораздо выше типичных для высокочастотных схем уровней, то и проблемы эффективности (

коэффициента полезного действия), температурного режима и защиты элементов от повышенных токов и напряжений здесь встают гораздо чаще.

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

Таким образом, в высокочастотных усилителях мы можем проектировать цепи смещения и цепи протекания полезного сигнала совершенно отдельно друг от друга. В низкочастотных каскадах (а тем более в усилителях постоянного тока) мы лишены этого удовольствия. Здесь любой конденсатор и любая индуктивность (если только они не сравнимы по размерам с консервной банкой) неизбежно окажут некоторое влияние на полезный сигнал.

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

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

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

Кроме этого, в усилителях мощности (да и вообще в низкочастотных усилителях) мы часто сталкиваемся с такой проблемой.

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

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

 

 

< Предыдущая   Следующая >

Мощный усилитель низкой частоты 140 Вт на TDA7293 — Усилители мощности низкой частоты (ламповые) — Усилители НЧ и все к ним

Предлагаемый усилитель НЧ обладает минимальным 
коэффициентом нелинейных искажений и уровнем собственных шумов. 
Устройство имеет небольшие габариты. Широкий диапазон питающих 
напряжений и сопротивлений нагрузки расширяет область применения этого 
УМ. Его можно использовать как на открытом воздухе для проведения 
различных мероприятий, так и в домашних условиях в составе Вашего 
музыкального аудио комплекса. Усилитель хорошо зарекомендовал себя как 
УНЧ для сабвуфера.

УНЧ выполнен на интегральной микросхеме TDA7293. 

Эта ИМС представляет собой УНЧ класса АВ. Благодаря широкому диапазону 
питающих напряжений и возможности отдавать ток в нагрузку до 10 А, 
микросхема обеспечивает одинаковую максимальную выходную мощность на 
нагрузках от 4 Ом до 8 Ом. Одной из основных особенностей этой 
микросхемы является применение полевых транзисторов в предварительных и 
выходных каскадах усиления и возможность параллельного включения 
нескольких ИМС для работы с низкоомной нагрузкой (< 4 Ом). 
Управление режимом работы ИМС осуществляется при помощи переключателя SW1. Для включения УНЧ SW1 необходимо замкнуть. Переключатель SW2 предусмотрен для технологических целей. Для нормальной работы SW2 необходимо перемкнуть в положении 2-3. 

Катушку L1 необходимо изготовить самостоятельно. 
L1 – бескаркасная, трехслойная, содержит по десять витков провода 
ПЭВ-1.0 в каждом слое. Намотку необходимо вести на оправке 12 мм.  
Ориентировочная индуктивность – 5 мкГн.
Напряжение питания подается на контакты Х3(+), Х6(-) и Х7(общий). 

Источник сигнала подключается к Х1(+) и Х2(общий).
Нагрузка подключается к Х4(+) и Х5(общий). 

Конструктивно усилитель выполнен на печатной 
плате из фольгированного стеклотекстолита. Конструкция предусматривает 
установку платы в корпус, для этого предусмотрены монтажные отверстия 
по краям платы под винты 2.5 мм. Для удобства подключения питающего 
напряжения, источника сигнала и нагрузки на плате зарезервированы 
посадочные места под клемные винтовые зажимы.
Конструктивно предусмотрен сдвоенный логический вход управляющих сигналов MUTE/ST-BY для «мягкого” включения УНЧ. 

Микросхему усилителя необходимо установить на теплоотвод (в набор не входит) площадью не менее 600 см2. 
В качестве радиатора можно использовать металлический корпус или шасси 
устройства, в которое производится установка УНЧ. При монтаже 
рекомендуется использовать теплопроводную пасту типа КТП-8, для 
повышения надежности работы ИМС.
Общий вид усилителя представлен на рис. 1, схема электрическая принципиальная на рис. 2, схема расположения элементов на плате и подключение усилителя на рис. 3, вид печатной платы со стороны проводников на рис. 4. Перечень элементов приведен в табл. 2.
Таблица 1. Технические характеристики

Напряжение питания, двуполярное, В
+/- 12…50
Пиковое значение выходного тока, А
10
Ток в режиме покоя, мА
30
Ток в режиме MUTE/ST-BY, мА
0,5
Выходная мощность, Вт при коэффициенте гармоник = 1 %, Uп = +/- 30 В, Rн = 4 Ом80
Выходная мощность, Вт при коэффициенте гармоник = 10 %, Uп = +/- 45 В, Rн = 8 Ом
140
Выходная мощность, Вт при коэффициенте гармоник = 10 %, Uп = +/- 30 В, Rн = 4 Ом
110
Коэффициент усиления Au, дБ
30
Диапазон воспроизводимых частот, Гц
20. ..20000
Входное сопротивление, кОм
22
Размеры печатной платы, мм
47х55

Таблица 2. Перечень элементов
Позиция
Наименование
Кол.
C1       470 пФ1
C2       0,47 мкФ1
C3, C10        22 мкФ/63 В2
C4, C510 мкф/63 B2
C6, C7, C11
0,1 мкФ
3
C8, C9
1000 мкФ/63 B
2
DA1TDA72931
L15 мкГн1
R1
1 кОм
1
R2     
10 кОм1
R3  30 кОм1
R4, R5, R9. ..R12    
22 кОм6
R6     
20 кОм1
R7     
680 Ом1
R8, R14
4,7 Ом
2
R13
270 Ом
1
VD1
1N4148
1

Фотография:

Рисунок 1. Общий вид усилителя NM2042

Рисунок 2. Схема электрическая принципиальная усилителя NM2042

Рисунок 3. Схема расположения элементов на плате и подключение усилителя NM2042

Рисунок 4. Вид печатной платы со стороны печатных проводников усилителя NM2042

Усилители низкой частоты — Энциклопедия по машиностроению XXL

Приведите примеры параметрической оптимизации при синтезе усилителей низкой частоты, при синтезе четырехполюсников, при проектировании строительных конструкций.[c.329]

В усилителях мощности и усилителях высокой частоты нагрузку часто включают через трансформатор. В этом случае первичную обмотку трансформатора включают вместо Z , а во вторичную цепь трансформатора включают нагрузку. В усилителях высокой частоты это позволяет уменьшить сопротивление Rbh и, следовательно, полосу пропускания, а в усилителях низкой частоты согласовать нагрузку с усилительным при ром и тем самым увеличить мощность, отдаваемую в нагрузку.  

[c.168]


Конструктивное исполнение барабанов обеспечивает сохранность индукционных преобразователей при входе и выходе труб, а также быструю перестройку (в течение 15 мин) для установки на другой типоразмер. Для бесконтактной передачи информации низкочастотный сигнал индукционного преобразователя предварительно модулируют напряжением несущей частоты, Каждый блок обработки сигнала работает на два входных преобразователя. Блок состоит из усилителя высокой частоты, амплитудного детектора, усилителя низкой частоты и огра-  [c. 50]

Структурная схема прибора отличается от схем, приведенных на рис. 65, б и 67, б, только наличием усилителя огибающей (усилителя низкой частоты), фильтров и блока распознавания сигналов, последовательно включенных между детектором и индикатором.  [c.137]

Таким образом, доказана возможность осуществления электронной модуляции на фотоумножителе посредством использования пульсирующего напряжения. Это позволило применить усилитель низкой частоты на полупроводниковых триодах.  [c.254]

В диапазоне низких частот (от единиц герц до 100 лгч), где применение генераторов L требует очень громоздких катушек индуктивности, обычно используются генераторы R . Генератор R можно рассматривать как усилитель низкой частоты на сопротивлениях, и котором с помощью цепи, состоящей из активных сопротивлений R и емкостей С, осуществляется положительная обратная связь. Частота  [c.254]

ПТ (р — п — р) П-5А, П-5Д предназначены для использования в усилителях низкой частоты (УНЧ) и измерительной аппаратуре. Конструктивное оформление — стеклянная оболочка, покрытая светонепроницаемой краской. Коэффициент усиления по току в схеме с заземленной базой при короткозамкнутом выходе 0,95 максимальное напряжение на коллекторе 10 е максимальная мощность, рассеиваемая коллектором, 25 мет.  [c.564]

Избирательные усилители низкой частоты  [c.574]

Для повышения избирательности используются два последовательно соединенных частотно-избирательных усилителя. Для измерения величины неуравновешенности сигнал через усилитель низкой частоты УНЧ поступает на стрелочный индикатор ИД величины дисбаланса (см. рис. 1), включенный в диагональ моста, плечами которого являются диоды Ц — Д4 типа Д2Б (рис. 3).  [c.455]

Вследствие неизбежного непостоянства частоты переменного тока, подаваемого от генератора к усилителю низкой частоты, амплитуда колебаний конденсаторной трубки не будет оставаться неизменной с течением времени. Поэтому для получения записей колебаний при одних и тех же условиях выбирают в качестве контрольных два датчика, наклеенных в каком-либо сечении трубки, где напряжения ожидаются большими, например у заделки трубки в одну из концевых опор. Эти датчики остаются подключенными к входу измерительного тракта в продолжение всего эксперимента, и их показания должны быть одинаковыми при всех измерениях. В некоторых случаях контроль постоянства амплитуды колебаний трубки осуществляется путем наблюдения за какой-либо ее колеблющейся точкой через лупу, имеющую шкалу для измерения.  [c.134]


Для возбуждения резонансных колебаний может быть использован вместо вибратора электромагнит. В этом случае для проведения эксперимента необходимо наличие усилителя низкой частоты мощностью 200—300 вт и звукового генератора.  [c.223]

Шум 1//является серьёзной помехой во мн. электронных приборах в усилителях низких частот, в стандартах частоты и др.  [c.325]

В приемнике прямого усиления усилитель высокой частоты (УВЧ) усиливает колебание высокой частоты и осуществляет селекцию, т. е. выделение полезного сигнала (/о) из помех или других сигналов. С выхода УВЧ сигнал подается на детектор (Ц), где происходит детектирование, т. е. преобразование модулированного напряжения высокой частоты в напряжения низкой частоты [н. ч (звуковой или видеочастоты). Выделенное детектором напряжение усиливается в усилителе низкой частоты (УНЧ) и поступает на оконечный прибор (ОП).  [c.330]

Необходимо отметить, что чем меньше добротность, тем больше спад частотной характеристики на резонансной частоте. Так, при добротности 0,707 он составляет 3 дБ, а при добротности 0,5 он составляет уже 6 дБ (рис. 6.28). Естественно, что такой спад характеристики во избежание ухудшения воспроизведения низких частот необходимо корректировать в усилителе низкой частоты. При наличии же такой коррекции система с уменьшенной добротностью дает существенно лучшее качество звучания.  [c.150]

Схемы апериодических усилителей низкой частоты показаны на фиг. 1.  [c.156]

Практическая схема генератора R (фиг. 6) имеет диапазон частот от 10 гц до 100 кгц, разбитый на четыре поддиапазона первый 10—100 гц второй 100—1000 гц третий 1—10 кгц четвертый 10—100 кгц. Плавное изменение частоты осуществляют сдвоенными потенциометрами R2 — Ri. Положительная обратная связь осуществляется между анодной цепью лампы и цепью сетки лампы через настраиваемую избирательную R -u.e-почку Rg, С5 (или Сд, Ст, g), R , Ri, j (или j, g, 4). Для поддержания постоянства амплитуды колебаний во всем диапазоне частот введена цепь отрицательной обратной связи на катод лампы через нелинейное сопротивление (термистор ТП2/2). Выходное напряжение генератора (2,5—3 в) при необходимости может быть усилено дополнительным усилителем низкой частоты.  [c.162]

Рнс. 78. Схема включения усилителя низкой частоты УП-50  [c.245]

Переговорно-коммутационное устройство через устройство подключения соединено с усилителем Тон и состоит из усилителя низкой частоты с выходной мощностью  [c.246]

Конструктивное исполнение барабанов обеспечивает сохранность индукционных преобразователей при входе и выходе труб, а также быструю перестройку (в течение 15 мин) для установки на другой типоразмер. Для бесконтактной передачи информации низкочастотный сигнал индукционного преобразователя предварительно модулируют напряжением несущей частоты. Каждый блок обработки сигнала работает на два входных преобразователя. Он состоит из усилителя высокой частоты, амплитудного детектора, усилителя низкой частоты и ограничителя. Сигналы четырех блоков обработки объединяются с помощью схемы ИЛИ и поступают на пороговое устройство блока автоматики. Последний содержит также реле переключений, устройства блокировки и световой сигнализации.  [c.64]

Низкочастотные трансформаторы широко используют в современной радиоаппаратуре. В усилителях низкой частоты трансформаторы применяют в качестве элемента связи между источником и входом усилителя, между каскадами усилителя и между усилителем и нагрузкой. Поэтому первые называют входными, вторые — междуламповыми (меж-каскадными) и третьи — выходными.  [c.382]

Пример электрической структурной схемы телевизора приведен на рисунке 17.4. Прочитаем ее. Сигналы несущей изображения с частотой 49,75 МГц и сигналы несущей звука с частотой 56,25 МГц принимаются антенной, поступают в усилитель высокой частоты УВЧ и из него в смеситель, в который подаются также сигналы гетеродина. Из смесителя сигналы поступают в усилитель промежуточной частоты (УПЧ) звукового канала и в УПЧ канала изображения. В звуковом канале звуковой сигнал усиливается усилителем промежуточной частоты (УПЧ) на частоте 27,75 МГц, детектируется и преобразуется в сигнал низкой частоты с полосой 20… 10 000 Гц, усиливается в усилителе низкой частоты (УНЧ) и поступает на динамик. В канале изображения сигнал усиливается в УПЧ в полосе частот 29,5—34,25 МГц, детектируется видеодетектором, превращается в видеосигнал с полоской 0…4,75 МГц и поступает в видеоусилитель. Сигналы с видеоусилителя поступают на кинескоп в цепи синхронизации разверток электронного луча по строкам и по кадрам через селектор синхронизации импульсов. Выходя из селектора синхронизации импульсов, сигналы имеют прямоутольнучо форм импульса и частоту 15 625 Гц (частота развертки по строкам) и 50 Гц (частота развертки по кадрам). Импульсы пилообразной формы с указанными частотами поступают в обмотки отклоняющей системы кинескопа. Кроме того, сигнал развертки по строкам поступает на  [c.359]


Тетрод лучевой — тетрод, в котором в результате применения дополнительных электродов достигается концентрация потока электронов в отдельные пучки лучей, что исключает проявление динатронного эффекта при достаточно больших анодных токах применяют в качестве выходной мощной лампы в усилителях низкой частоты и генераторах [3,4].  [c.156]

Общая схема установки с электролитом показана па рис. 32-9. В цепь, идущую от осветительной сети, включается попижающнй трансформатор, в цепь мостика — усилитель низкой частоты.  [c.329]

В СССР разработана система управления акустическими установками СУАУ, предназначенная для анализа, формирования и автоматического поддержания спектра акустического шума в Va-октавной полосе частот. Эта система используется в акустических лабораториях для испытания изделий на воздействие акустического шума. Вместе с усилителем низкой частоты и источниками мощного шума система управления акустическими установками образует ьамкнутую управляющую систему, которая позволяет проводить параллельное задание и анализ акустического шума с индикацией результатов измерения в реальном масштабе времени на экране и цифровом табло и вывести информацию на ЭВМ. Система позволяет также запоминать  [c.459]

Фиг. 15. Схемы усилителей низкой частоты а — двухкаскад-иый на пентоде и триоде б — на транзисторе типа р — п — р.
Плавное изменение частоты осуществляется сдвоенными потенциометрами R — Ri- Положительная обратная связь подается из анодной цепи лампы в цепь сетки лампы через настраиваемую избирательную 7 С-цепочку R , R- , С5 (или С , С,, g), R , Ri, (или С , С , С4). Для поддержания постоянства амплитуды колебаний во всем диапа юне частот введена цепь отрицательной обратной связи на катод лампы JIi через нелинейное сопротивление (термистор ТП2/2). Выходное напряжение генератора (2,5—За) при необходимости может быть уснлмга дополнительным усилителем низкой частоты.  [c.254]

При усилителе низкой частоты (рис. 70) с одним транзисто-)ом П16А, пятью резисторами МЛТ и одним конденсатором температурного коэффициента усиления [74] в диапазоне 20. .. 60°С равны М(атх) = 0,42  [c.200]

Рис. 2.19.функциональная схема установки для измерения флуктуаций автоэмиссионного тока ВСИ — высоковольтный стабилизированный источник ИЧХ — измеритель частотных характеристик КГ — кг1либровочный генератор КО — контрольный осциллограф ШО — широкополосный осциллограф Ф — фотоаппарат 30 — запоминающий осциллограф ИД — измеритель дисперсии АС — анализатор спектра УНЧ -I- ЛС — усилитель низкой частоты с акустической системой ВЧФ — фильтр высокой частоты Д — экспериментальный диод УС — широкополосный усилитель 3 — быстродействующая защита  [c.90]

В качестве которого служат ооычные радионаушники или, что является более удобным, репродуктор, включенный через усилитель низкой частоты. Точки равных потенциалов находятся по прекращению звучания. Для определения симме грпчных точек один из щупов устанав.товается в произвольную точку контура ванны. 4, а другой щуп передвигается по контуру в точке прекращения звучания находится точка В. Затем агорой электрод переносится из точки 0=0 на другую сторону ванны, и аналогично находится точка б = гс. Отметим, что наибольщая точность определения точки 0 = к  [c.252]

В контур образцового генератора 7 (частота 3,184 МГц) вводят исследуемый образец. Опорный генератор 2 генерирует частоту 2,264 МГц, на выходе умножителей 3, 4 частоты 101 и 88 МГц соответственно. Смеситель 5 — три индуктивности с детектором из кристаллического кварца. Усилитель низкой частоты 6 имеет полосу пропускания 5—5000 Гц. Измерение осуществляется частотометром 7 и осциллографом 8.  [c.311]

На рис. 5.57, а приведена схема подключения розеток радиоприемника, радиолы, магнитолы, магниторадиолы, телевизора, усилителя низкой частоты, а на рис. 5.57, б — магнитофона, на который работает микрофон. В случае применения микрофонов производства зарубежных фирм полезно иметь в виду, что международная комиссия рекомендует подключение разъема, показанное на рис. 5.58, а, для одноканальных трактов, где  [c.106]

Для испытаний применяют высококачест венную аппаратуру. Так, усилитель мощности должен иметь линейную частотную характеристику с неравномерностью, не превышающей 0,5 дБ относительно частоты 1000 Гц в диапазоне частот не уже диапазона частот испытуемой акустической системы амплитудная характеристика усилителя должна обеспечивать линейное усиление до уровней, на 3 дБ превышающих необходимый для проводимых испытаний, т. е. должен обеспечиваться 100 % запас по мощности. Напряжение собственного шума и фона, приведенное ко входу усилителя, не должно превышать 1 мВ. Коэффициент гармоник усилителя при номинальном выходном напряжении не должен превышать 0,3 минимального значения коэффициента гармоник испытуемого образца акустической системы. Модуль выходного сопротивления усилителя не должен превышать 0,1 номинального сопротивления нагрузки. Усилитель мощности должен иметь плавную регулировку чувствительности по входу. Помимо усилителя мощности, электрический тракт должен включать предварительный усилитель низкой частоты, имеющий диапазон частот  [c.300]

Генераторы R применяют обычно на частотах от единиц герц до 100 кгц. Их можно рассматривать как усилители низкой частоты на сопротивлениях, где полонсительная обратная связь осуществляется с помощью цепи, состоящей из активных сопротивлений R и емкостей С. Преимущества генераторов R перед генераторами L — отсутствие громоздких катушек индуктивности и изменение частоты, обратно пропорциональное R , а не У L . Последнее обстоятельство обеспечивает широкое перекрытие частоты по диапазону с помощью переменных R и С.  [c.162]


ЦНИИмашдеталь разработал схемы и изготовил индуктивные приборы с датчиками высокой чувствительности КТП-1, КТП-2-М и КТП-4 для определения толщины покрытия. Этими приборами можно измерять толщину немагнитных и слабомагнитных покрытий. Чувствительность прибора усиливается благодаря наличию экрана, устраняющего рассеивание магнитного потока внутреннего стержня. Схема прибора проста и не требует высококачественных генераторов и усилителей низкой частоты. Требуется только стабилизация напряжения питания. В комплект прибора входят датчик, стабилизатор напряжения и измерительный блок с рукоятками управления. Габариты прибора 150 Х 150 Х 150 мм масса — 2,6 кг.  [c.276]

Расчет усилителя низкой частоты (2) (Реферат)

Реферат

Курсовой проект содержит 37 листа, 23 иллюстрации, 1 таблицу.

Цель: — углубить знания студентов по курсам, связанным с темой курсового проекта;

— привить навыки самостоятельной работы с технической литературой;

— научить составлять, рассчитывать и анализировать электронные схемы;

— научить грамотно оформлять техническую документацию.

В курсовом проекте содержится краткое описание усилителей низкой частоты, их классификация, применение, основные технические решения. Также разработана структурная и электрическая принципиальная схема усилителя, и произведен ее расчет.

УСИЛИТЕЛЬ, ТРАНЗИСТОР, ВХОДНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА,

НЕЛИНЕЙНЫЕ ИСКАЖЕНИЯ, ВЫХОДНОЙ КАСКАД

Содержание

1. Введение ………………………………………………….. 3

2. Основная часть

2.1 Аналитический обзор …………………………… 5

2.2 Составление структурной схемы усилителя …… 9

2.3 Разработка электрической принципиальной

схемы усилителя …………………………………………….. 11

2.4 Электрический расчет …………………………. ……… 14

2.5 Анализ спроектированного усилителя …………. ……… 29

3. Заключение ……………………………………………………… 30

4. Перечень ссылок ……………………………………………….. 31

5. Приложение …………………………………………………….. 32

1 Введение

Характерной особенностью современных электронных усилителей является исключительное многообразие схем, по которым они могут быть построены.

Усилители различаются по характеру усиливаемых сигналов: усилители гармонических сигналов, импульсные усилители и т. д. Также они различаются по назначение, числу каскадов, роду электропитания и другим показателям.

Однако одним из наиболее существенных классификационных признаков является диапазон частот электрических сигналов, в пределах которого данный усилитель может удовлетворительно работать. По этому признаку различают следующие основные типы усилителей:

Усилители низкой частоты, предназначенные для усиления непрерывных периодических сигналов, частотный диапазон которых лежит в пределах от десятков герц до десятков килогерц. Характерной особенностью УНЧ является то, что отношение верхней усиливаемой частоты к нижней велико и обычно составляет не менее нескольких десятков.

Усилители постоянного тока – усиливающие электрические сигналы в диапазоне частот от нуля до высшей рабочей частоты. Они позволяют усиливать как переменные составляющие сигнала, так и его постоянную составляющую.

Избирательные усилители – усиливающие сигналы в очень узкой полосе частот. Для них характерна небольшая величина отношения верхней частоты к нижней. Эти усилители могут использоваться как на низких, так и на высоких частотах и выступают в качестве своеобразных частотных фильтров, позволяющих выделить заданный диапазон частот электрических колебаний. Узкая полоса частотного диапазона во многих случаях обеспечивается применением в качестве нагрузки таких усилителей колебательного контура. В связи с этим избирательные усилители часто называют резонансными.

Широкополосные усилители, усиливающие очень широкую полосу частот. Эти усилители предназначены для усиления сигналов в устройствах импульсной связи, радиолокации и телевидения. Часто широкополосные усилители называют видеоусилителями. Помимо своего основного назначения, эти усилители используются в устройствах автоматики и вычислительной техники.

2.1 Аналитический обзор

Современные усилители низкой частоты выполняются преимущественно на биполярных и полевых транзисторах в дискретном или интегральном исполнении, причем усилители в микроисполнении отличаются от своих дискретных аналогов, главным образом, конструктивно-техническими особенностями.

В качестве источника входного сигнала в усилителях низкой частоты могут входить микрофон, звукосниматель, предыдущий усилитель. Большинство из источников входного сигнала развивают очень низкое напряжение. Подавать его непосредственно на каскад усиления мощности не имеет смысла, т. к. при слабом управляющем напряжении невозможно получить значительные изменения выходного тока, а следовательно, выходной мощности. Поэтому в состав структурной схемы усилителя, кроме выходного каскада, отдающего требуемую мощность, входят и каскады предварительного усиления.

Эти каскады принято классифицировать по характеру сопротивления нагрузки в выходной цепи транзистора. Наибольшее применение получили резистивные усилительные каскады, сопротивлением нагрузки которых служит резистор. В качестве нагрузки транзистора может быть использован и трансформатор. Такие каскады называют трансформаторными. Однако в следствии большой стоимости, значительных размеров и массы трансформатора, а также из-за неравномерности амплитудно-частотных характеристик трансформаторные каскады предварительного усиления применяются весьма редко.

В каскадах предварительного усиления на биполярных транзисторах чаще других используется схема с общим эмиттером, которая обладает высоким коэффициентом усиления по напряжению и мощности, сравнительно большим входным сопротивлением и допускает использование одного общего источника питания для цепей эмиттера и коллектора.

Простейшая схема резистивного усилительного каскада с общим эмиттером и питанием от одного источника показана на рис 1.

Рисунок 1

Данная схема получила название схемы с фиксированным базовым током. Смещение фиксированным током базы отличается минимальным числом деталей и малым потреблением тока от источника питания. Кроме того, сравнительно большое сопротивление резистора Rб практически не влияет на величину входного сопротивления каскада. Однако этот способ смещения пригоден лишь тогда, когда каскад работает при малых колебаниях температуры транзистора. Кроме того, большой разброс и нестабильность параметров  даже у однотипных транзисторов делают режим работы каскада неустойчивым при смене транзистора, а также с течением времени.

Более эффективной является схема с фиксированным напряжением смещения на базе, представленная на рис 2.

В этой схеме резисторы и подключенные параллельно источнику питания Ек составляют делитель напряжения. Делитель, образованный резисторами и должен обладать достаточно большим сопротивлением, иначе входное сопротивление каскада окажется малым.

При построении схем транзисторных усилителей приходится принимать меры для стабилизации положения рабочей точки на характеристиках. Основной дестабилизирующий фактор – влияние температуры. Существуют

VT

Рисунок 2

различные способы термостабилизации режима работы транзисторных каскадов. Наиболее распространенные из них реализуются с помощью схем, показанных на рис 3-5.

Рисунок 3 — c терморезистором

Рисунок 4 — с диодом

Рисунок 5 — с цепочкой эмиттерной стабилизации RэСэ

В схеме на рис 3 терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления включен в базовую цепь таким образом, что при повышении температуры происходит уменьшение отрицательного напряжения на базе за счет уменьшения сопротивления терморезистора. При этом происходит уменьшение тока базы, а следовательно, и тока коллектора.

Одна из возможных схем термостабилизации с помощью полупроводникового диода показана на рис 4. В этой схеме диод включен в обратном направлении, а температурная характеристика обратного тока диода должна быть аналогична температурной характеристике обратного тока коллектора транзистора. При смене транзистора стабильность ухудшается из-за разброса величины обратного тока коллектора.

Наибольшее распространение получила схема термостабилизации режима, показанная на рис 5. В этой схему навстречу фиксированному прямому напряжению смещения, снимаемому с резистора включено напряжение, возникающее на резисторе Rэ при прохождении через него тока эмиттера. Пусть, например, при увеличении температуры постоянная составляющая коллекторного тока возрастет. Увеличение тока коллектора приведет к увеличению тока эмиттера и падению напряжения на резисторе Rэ. В результате напряжение между эмиттером и базой уменьшиться, что приведет к уменьшению тока базы, а следовательно, тока коллектора. В большинстве случаев резистор Rэ шунтируется конденсатором большой емкости. Это делается для отвода переменной составляющей тока эмиттера от резистора Rэ.

Двухканальный усилитель низкой частоты и звуковая колонка

В установке используется усилитель НЧ, выполненный по двухканальной схеме. Преимущество двухканальной схемы перед широкополосной заключается в уменьшении как частотных, так и нелинейных искажений, в упрощении конструкций выходных трансформаторов и более легком налаживании. Кроме того, регулирование тембра в двухканальном усилителе может быть осуществлено простым изменением усиления соответствующего канала в очень больших пределах.

Использование двухканального усилителя совместно с разнесенной акустической системой позволяет простыми средствами добиться наиболее ощутимого эффекта объемного звучания.

Усилитель воспроизводит полосу частот от 40 гц до 15 кгц, которая ЯС-фильтрами разделяется на низшие (до 800 гц) и высшие (выше 800 гц) частоты. Для снижения частоты раздела до 500 гц переменное сопротивление R8 должно быть порядка 0,5 Мом. Сигналы высших и низших частот усиливаются отдельными оконечными усилителями. Выходная мощность усилителя канала низших частот равняется 4 ва, а канала высших частот 1,5 ва. Чувствительность усилителя 0,25 в.

Принципиальная схема усилителя приведена на рис. 1.

Первый каскад предварительного усиления на левой (по схеме) половине лампы i/7ja(6Н2П) — широкополосный. Он обеспечивает требуемое усиление сигнала, подаваемого на вход усилителя. Разделение на каналы происходит после первого каскада. Верхние частоты через разделительные конденсаторы С4 и С7 поступают на потенциометр R8, выполняющий функцию регулятора тембра на верхних частотах. Снимаемый с движка потенциометра сигнал подводится к сетке оконечной лампы Л2>, усиливается ею и воспроизводится высокочастотными громкоговорителями Гр8 и ГрА. В цепь управляющей сетки лампы JI2l включен /?С-фильтр верхних частот, состоящий из сопротивлений JR8, Rn, Ru, R16 и конденсаторов С7, С8, С9.

Сигнал низших частот выделяется фильтром, состоящим из сопротивлений /?4, R&, Ri, Rio и конденсаторов С3 и С5. После фильтра нижних частот сигнал через конденсатор С6 поступает на фазоинвертор — триод Л\ь (правая половина лампы 6Н2П). С анодной и катодной нагрузок фазоинвертора противофазные напряжения подаются на управляющие сетки ламп Л8 и «/74 оконечного каскадаРис. 1. Принципиальная схема усилителя.

низших частот, выполненного по двухтактной схеме. Сопротивлением R23 симметрируют оконечный каскад.

Сопротивления Rw и /?ц, включенные последовательно с потенциометрами регуляторов тембра (усиления), предотвращают полное ослабление частот диапазона. Подбором ‘величин этих сопротивле-

Рис. 2. Принципиальная схема ‘выпрямителя.

ний можно изменять пределы регулирования тембра и тем самым подбирать характеристику каждого канала. Усилитель питается от выпрямителя, принципиальная схема которого приведена на рис. 2.

Выпрямитель состоит из трансформатора питания 7рз, выпрямительного элемента АВС-120-270 и сглаживающего фильтра CitiRwCie– Для получения запаса по мощности рассеяния сопротивление i?29 составлено из двух параллельно включенных двухваттных сопротивлений.

ДЕТАЛИ

Для простоты повторения конструкции в усилителе использованы детали от промышленных приемников.

Трансформатор питания и выходные трансформаторы можно использовать от приемника «Люкс» или «Дружба». Потенциометры для регулировки (громкости) верхних и нижних частот следует применить типа А. Потенциометр для регулировки громкости на входе усилителя применен логарифмический от радиол «Сакта», «Люкс», «Дружба». Имеющиеся на потенциометре отводы для подключения тонкомпенсирующей ячейки RC не используются. Сопротивления МЛТ или ВС, конденсаторы МБМ, КБГИ, КСО, КЭ-2-М или КЭГ. Громкоговорители: в канале верхних частот применены громкоговорители 1ГД-9 (Гр3 и Гр4), в канале нижних частот — громкоговорители 5ГД-14 (Грι и Гр2). В качестве монтажных планок использованы 16-лепестковые и 4-лепестковые монтажные планки от телевизора «Рубин-102».

Вместо трансформатора питания от радиолы «Люкс» можно использовать трансформатор от радиолы «Волга» или от магнитофона «Днепр-11». В случае применения трансформатора от радиолы «Волга» заземляется один из концов накальной обмотки в самом выпрямителе. Бели же используется трансформатор от магнитофона «Днепр-11», то параллельно накальной обмотке следует включить потенциометр сопротивлением 100 ом (2 вт) с заземленной средней точкой, путем передвижения движка которого добиваются минимального фона.

В случае, если радиолюбитель испытывает трудности в приобретении указанных деталей, то низкочастотный трансформатор от радиолы «Люкс» в канале нижних частот можно заменить любым трансформатором, рассчитанным на работу в двухтактном каскаде без изменений в принципиальной схеме усилителя.13 из схемы исключаются. В качестве выходного трансформатора можно использовать трансформатор от радиоприемников «Рекорд», «Москвич», «Муромец» и др. Соответственно и громкоговорители должны быть такими, на которые рассчитаны эти трансформаторы.

Величина сопротивления R23 может быть меньше или больше указанной на принципиальной схеме. При этом необходимо подобрать сопротивления R22 и R24 так, чтобы каждое в сумме с половиной сопротивления R23 составляло 270—300 ом. При отсутствии потенциометра выводы катодов ламп Лъ и Л4 соединяют вместе и заземляют через сопротивление порядка 120—150 ом, параллельно которому включают электролитический конденсатор емкостью до 100 мкф.

СБОРКА И МОНТАЖ

Общий вид готового усилителя приведен на рис. 3 и 4.

Усилитель собирают на металлическом шасси размерами 240Х200Х’2Б мм. Разметка шасси приведена на рис. 5.

Сначала на шасси прикрепляют ламповые панели, а затем монтажные планки, предварительно изолированные от шасси прокладками из текстолита (или другого изолирующего материала), и лепесток «заземления». К крайнему лепестку планки и лепестку «заземления» припаивают шину заземления, изготовленную из луженого медного провода диаметром 1 мм. Монтаж начинают с припайки проводов накала ламп (рис. 6). Накальные провода, идущие к предварительному усилителю, прокладывают сверху шасси. С этой целью их пропускают через отверстия около ламп Л\ и Л3. Для фиксации положения проводов их можно приклеить к шасси клеем БФ-2. Провода накала свивают и подсоединяют к гнездам разъема питания.

Рис. 3. Общий вид усилителя.

 

Рис. 4. Монтаж деталей под шасси усилителя.

а — вид сбоку; б — вид сверху.

Рис. 6. Монтажная схема усилителя.

Рис. 7. Плата с потенциометрами.

 

б)

Рис. 8. Монтаж выпрямителя, а — вид сверху; 6 — вид снизу.

Монтаж ведется согласно монтажной схеме (рис. 6), начиная с фильтра высших частот. Регуляторы громкости и тембра смонтированы на выносной плате (рис. 7), выполненной из алюминия или фанеры. Соединительный жгут проводов должен быть экранирован металлической оплеткой. К плате с потенциометрами и к шасси усилителя жгут необходимо закрепить хомутами. Для связи с выпрямителем необходимо установить на шасси разъем, имеющий не менее четырех контактов (для проводов анодного напряжения,’ напряжения накала и заземления).

Провод, по которому подается сигнал .на вход усилителя, дол жен быть экранирован и подсоединен к специальным лепесткам, расположенным на шасси. Если имеется высокочастотный разъем (например, типа ВР), то ввод можно выполнить ‘через такой разъем при помощи кабеля РК-119.

Выпрямитель собран на отдельном шасси размерами 250X110Х ХЗО мм. Можно использовать и готовый выпрямитель на 100— 120 ма, если таковой имеется у ‘радиолюбителя. Для наглядности, как пример, на ,рис. 8 приведен один из вариантов выполнения (выпрямителя. В данном случае вместо электролитических конденсаторов КЭ-2-Н по 40 мкф использованы конденсаторы КЭГ по 10 и 20 мкф, соединенные параллельно.

Если в усилителе применены исправные детали и при монтаже не допущено ошибок, то налаживание его будет заключаться в симметрировании двухтактного каскада канала низших частот по постоянному току.

Для этого необходимо отсоединить левые (по схеме) выводы конденсаторов Сю и Си и подключить их к цепи накала (незаземленному лепестку ламповой панельки). Затем регулировкой потенциометра установить на выходе усилителя минимум фона переменного тока (по громкости). Зафиксировав положение движка потенциометра при помощи клея, лака или краски, опять восстанавливают схему усилителя.

Источник: Филатов Игорь Семенович, Двухканальный усилитель низкой частоты и звуковая колонка. М. — Л., издательство „Энергия», 1965, 16 стр. с илл. (Массовая радиобиблиотека. Вып. 564). Сводный тематический план по радиоэлектронике, 1965 г., N° 204.

Частотная характеристика усилителя с общим эмиттером — Лаборатория электронных устройств и схем

Цель:

Для изучения частотной характеристики усилителя с общим эмиттером и расчета его полосы пропускания.

Компоненты:

С.№. Имя Количество
1 Транзистор BC107 1 (один) №
2 Резисторы (100K%U2126, 10K%U2126, 1K%U2126) 1 (один) шт. Каждая
3 Резисторы (2,2 кОм2126) 2 (два) №
4 Конденсаторы (10 мкФ) 2 (два) №
5 Конденсаторы (100 мкФ) 1 (один) №
6 Доска для хлеба 1 (один) №

Оборудование:

С.№. Имя Количество
1 Двойной регулируемый источник питания постоянного тока (0–30 В) 1 (один) №
2 Катодно-лучевой осциллограф (CRO) (0–20 МГц) 1 (один) №
3 Функциональный генератор (0–1 МГц) 1 (один) №
4 Соединительные провода (одножильные)  

Теория:

Конфигурация с общим эмиттером широко используется в качестве базового усилителя, поскольку она имеет усиление как по напряжению, так и по току.

Резисторы R1 и R2 образуют делитель напряжения на базе транзистора. Функция этой схемы состоит в том, чтобы обеспечить необходимые условия смещения и гарантировать, что переход эмиттер-база работает в нужной области.

Для работы транзистора в качестве усилителя смещение делается таким образом, чтобы рабочая точка находилась в активной области. Для усилителя точка Q расположена так, что линия нагрузки делится пополам. Поэтому в практической разработке V CE всегда устанавливается на V CC /2. Это подтвердит, что точка Q всегда колеблется в пределах активной области. Это ограничение можно объяснить максимальной пропускной способностью сигнала. Для максимального входного сигнала вывод производится без каких-либо искажений и клиппирования.

Байпасный конденсатор:

Эмиттерный резистор R E необходим для обеспечения стабильности точки покоя по постоянному току. Однако включение в схему R E вызывает уменьшение усиления на более высоких частотах. Чтобы избежать такого состояния, он зашунтирован конденсатором, так что он действует как короткое замыкание для переменного тока и способствует стабильности в состоянии покоя постоянного тока. Следовательно, конденсатор подключен параллельно сопротивлению эмиттера.

Входной/выходной соединительный (или блокировочный) конденсатор: Усилитель усиливает данный сигнал переменного тока. Для бесшумной передачи сигнала (без постоянного тока) необходимо блокировать постоянный ток, т.е. постоянный ток не должен поступать на усилитель или нагрузку. Обычно это достигается путем вставки разделительного конденсатора между двумя каскадами.

XC C  << ( R i h т.е. )

C C  — Конденсатор выходной связи

C B   — Конденсатор входной связи

Частотная характеристика усилителя с общим эмиттером:

Конденсаторы обхода эмиттера

используются для короткого замыкания резистора эмиттера и, таким образом, увеличивают коэффициент усиления на высокой частоте.Конденсаторы связи и байпаса вызывают падение сигнала в низкочастотной характеристике усилителя, потому что их импеданс становится большим на низких частотах. Блуждающие емкости фактически представляют собой разомкнутые цепи.

В среднем диапазоне частот большие конденсаторы фактически являются короткозамкнутыми, а паразитные конденсаторы представляют собой разомкнутые цепи, так что в среднем диапазоне частот емкость не появляется. Следовательно, усиление частоты средней полосы является максимальным.

На высоких частотах обходные и разделительные конденсаторы заменены короткозамкнутыми.Паразитные конденсаторы и транзистор определяют отклик.

Характеристики усилителя CE:

  1. Большое усиление по току.
  2. Большой коэффициент усиления по напряжению.
  3. Большой прирост мощности.
  4. Сдвиг фазы тока и напряжения 180 0 .
  5. Умеренное выходное сопротивление.

Принципиальная схема:

Процедура:

  1. Подключите цепь, как показано на принципиальной схеме.
  2. Установите напряжение источника V S = 50 мВ (скажем) на частоте 1 кГц с помощью функционального генератора. Наблюдайте за разницей фаз между входом и выходом, подавая эти два сигнала на двойные каналы CRO.
  3. Поддерживая постоянное входное напряжение, измените частоту от 50 Гц до 1 МГц с регулярными шагами и запишите соответствующее выходное напряжение. Рассчитайте усиление в дБ, как показано в столбце таблицы.
  4. Постройте график зависимости усиления (дБ) от частоты на листе полулогарифмического графика.
  5. Рассчитайте полосу пропускания по уровню 3 дБ по частотной характеристике.

Ожидаемая форма волны:

(a) Входные и выходные сигналы на частоте 1 кГц

(b) Кривая частотной характеристики

В обычном приложении диапазон средних частот определяется как частоты, на которых отклик падает на 3 дБ ниже максимального усиления (|A| max). Они показаны как f L и f H и называются частотами 3 дБ (нижняя и верхняя частоты среза соответственно).Разница между более высокой и более низкой частотой среза называется шириной полосы пропускания (f H — f L ).

Рис. Кривая частотной характеристики

Расчеты по графику

Полоса пропускания = f H – f L (в Гц)

Столы для наблюдения:

В С = 50 мВ

Частота Vo (Вольт) Усиление = Vo/Vs Усиление (дБ) = 20 log (Vo/Vs)
       
       
       
       
       

Результат:

Исследован усилитель с общим эмиттером

и рассчитана его полоса пропускания.

  1. Максимальное усиление (A макс. )                                              =   ___________ дБ
  2. Усиление 3 дБ                                                                             ___________ дБ
  3. 3 дБ Нижняя частота среза, f L             =   ___________  Гц
  4. 3 дБ Верхняя частота среза, f H            =   ___________ Гц
  5. 3 дБ  Полоса пропускания ( f H — f L )                                    ___________  Гц

Результаты: Учащиеся умеют

1.Рассчитайте полосу пропускания усилителя с общим эмиттером BJT.


Вопросы для обсуждения/Viva:

1. Каково уравнение для коэффициента усиления по напряжению?

Ответ:  

2. Что такое частота среза? Какова частота среза нижних 3 дБ и верхних 3 дБ?

Ответ: В электронике частота среза или угловая частота — это частота, выше или ниже которой выходная мощность цепи, такой как линия, усилитель или электронный фильтр, падает до заданной доли мощности в проходе. группа.Чаще всего эта пропорция составляет половину мощности в полосе пропускания, также называемую точкой 3 дБ, поскольку падение на 3 дБ соответствует примерно половине мощности. В качестве отношения напряжений это падение напряжения полосы пропускания до

.

3. Каковы применения усилителя CE?

Ответ: Усилитель напряжения низкой частоты, радиочастотные цепи и малошумящие усилители

4. Что такое активная область?

Ответ: Активная область транзистора — это когда ток базы транзистора достаточен для включения транзистора и для протекания большего тока от эмиттера к коллектору.Это область, где транзистор включен и полностью работает. В этой области JE при прямом смещении и JC при обратном смещении и транзистор работает как усилитель

5. Что такое пропускная способность усилителя?

Ответ: Полоса пропускания — это разница между верхней и нижней частотами в непрерывном наборе частот. Обычно он измеряется в герцах и иногда может относиться к ширине полосы пропускания, иногда к ширине полосы модулирующих частот, в зависимости от контекста.Полоса пропускания — это разница между верхней и нижней частотами среза, например, полосового фильтра, канала связи или спектра сигнала. В случае фильтра нижних частот или сигнала основной полосы полоса пропускания равна его верхней частоте среза.

6. Каково значение продукта усиления пропускной способности?

Ответ: Эта величина обычно указывается для операционных усилителей и позволяет разработчикам схем определить максимальное усиление, которое может быть получено от устройства для данной частоты.

7. Нарисуйте схему замещения параметра h усилителя CE r.

Ответ:

8. Каково значение конденсаторов связи в усилителе CE?

Ответ: Конденсатор связи на входе соединяет сигнал с базой транзистора. Он блокирует любую составляющую постоянного тока, присутствующую в сигнале, и пропускает только сигнал переменного тока для усиления. Конденсатор связи на выходе соединяет выходной сигнал с нагрузкой или со следующим каскадом усилителя. , Он блокирует любую составляющую постоянного тока, присутствующую в сигнале, и пропускает только a.c часть усиленного сигнала.

9. Какое значение имеет проходной конденсатор эмиттера?

Ответ: Конденсатор обхода эмиттера обеспечивает путь с низким реактивным сопротивлением для усиленного сигнала переменного тока, если он не подключен параллельно с R E , усиленный сигнал переменного тока, проходящий через R E , вызовет большее падение напряжения на нем.

10. Какой тип обратной связи используется в усилителе CE?

Ответ: В усилителе CE используется отрицательная обратная связь.

11. Какие существуют типы смещения транзистора?

Ответ: Как правило, мы используем методы смещения

.
  1. Фиксированное смещение
  2. Смещение обратной связи коллектора
  3. Смещение обратной связи эмиттера
  4. Коллектор — смещение обратной связи эмиттера  
  5. Смещение делителя напряжения.

12. Что такое точка Q срабатывания транзистора? Какова область работы транзистора, когда он работает в качестве усилителя?

Ответ: Когда транзистор смещен, мы устанавливаем определенные условия тока и напряжения для транзистора.Эти условия известны как рабочие условия или рабочая точка постоянного тока или точка покоя (Q-точка) транзистора.

Транзистор

Wen используется в качестве усилителя, точка Q должна быть выбрана в центре линии нагрузки постоянного тока для предотвращения искажений.

13. Почему АЧХ усилителя нарисована в полулогарифмическом масштабе?

Ответ: Частотная характеристика данной частотно-зависимой схемы может быть отображена в виде графического изображения амплитуды (усиления) в зависимости от частоты (ƒ).Горизонтальная ось частоты обычно отображается в логарифмическом масштабе, а вертикальная ось, представляющая выходное напряжение или коэффициент усиления, обычно изображается в виде линейной шкалы с десятичными делениями. Поскольку усиление системы может быть как положительным, так и отрицательным, ось Y может иметь как положительные, так и отрицательные значения.

14. Если точка Q выбрана неправильно, как это повлияет на форму выходного сигнала?

Ответ: Если Q-точка выбрана неправильно, мы не получим достоверное усиление на выходе.Выход будет обрезан на положительном пике или на отрицательном пике.

15. Каковы типичные значения входного сопротивления и выходного сопротивления усилителя CE?

Ответ: Входное сопротивление порядка 1 кОм, а выходное сопротивление порядка 40 кОм.

Коэффициент усиления по частоте — обзор

Радиочастота

РЧ — это высокочастотные электромагнитные сигналы переменного тока, которые проходят по медному проводу и излучаются антенной по воздуху как передатчик и приемник.Эти сигналы переменного тока, попав в эфир, превращаются в радиоволны или формы сигналов. То, как распространяются эти радиоволны, зависит от типа антенны (см. раздел «Антенны»).

РЧ-усилитель и/или мощная антенна используются для увеличения РЧ-усиления или амплитуды. Потеря РЧ происходит, когда в сигнале есть сопротивление, например, при прохождении через РЧ-кабель и разъемы, или импеданс с несоответствующими кабелями и разъемами.

Герц и длина волны

Длина волны РЧ измеряется в километрах, сантиметрах или миллиметрах.Это расстояние между двумя точками для завершения одного цикла на определенной частоте:

1 Герц (Гц) = один цикл (длина волны) в секунду

Длина волны = расстояние между двумя соседними соответствующими точками в последовательности волн

Измерение в герцах представляет собой цикл периода, и 1 Гц соответствует длине волны за одну секунду, тогда как 1 ГГц (1 000 000 000 Гц) соответствует 1 миллиарду циклов в секунду; чем ниже частота, тем больше длина волны.

При измерении радиочастотных потерь для каждой полосы назначается порог чувствительности, определяющий точку, в которой радиостанция может отличить сигнал от фонового шума. Ключ в том, чтобы настроиться на правильный канал и получить максимально четкий сигнал, чтобы четко понять сообщение, подобно настройке FM-радио на определенный канал. Чем дальше от передатчика, тем труднее получить четкий сигнал, поскольку расстояние создает дополнительные помехи, ухудшающие качество сигнала.

ВЧ-отражение может увеличить мощность сигнала за счет добавления отраженного сигнала к исходному сигналу, но это не всегда хорошо. Это явление называется «многолучевостью» и может ухудшить основной сигнал и даже вызвать дыры в зоне покрытия. Многолучевость возникает из-за любого количества поверхностей, в зависимости от частоты. Несмотря на то, что более низкие частоты с более крупными волнами могут лучше проходить через твердые объекты, они будут немедленно демпфированы. Они все еще могут отражаться металлом и водой, что вызывает многолучевые помехи.Даже дождь может повлиять на радиочастотный сигнал. Хотя более сильно пострадали частоты выше 11 ГГц, дождь все же может уменьшить полосу пропускания.

Федеральная комиссия по связи (FCC) регулирует и контролирует использование радиочастотной электромагнитной энергии, проходящей через атмосферу. Можно использовать как нелицензированные, так и лицензированные диапазоны. Хотя производители радиооборудования должны следовать строгим правилам FCC, они не следят за тем, кто использует эти радиочастоты.

Часть диаграммы радиочастот, предназначенная для приложений WLAN, находится в диапазоне микроволнового диапазона (см. рис. 5-1), который начинается с 1 ГГц и достигает 300 ГГц.WLAN использует диапазон ISM 2,4 ГГц, который не требует лицензии и используется микроволновыми печами, беспроводными телефонами и Bluetooth. Также имеется WLAN 802.11b (Wi-Fi), 4,9 ГГц для общественной безопасности, 5,5–5,7 ГГц для WLAN 802.11a, диапазон ISM U-NII 5,725–5,85 ГГц (без лицензии), WLAN 802.11a со скоростью 54 Мбит/с и 108 Мбит/с плюс для 802.11n с несколькими входами и несколькими выходами (MIMO) (подробнее в разделе MIMO далее в этой главе). Диапазоны 700 и 900 МГц перемещены в целях общественной безопасности, но для их использования требуются лицензии.

Рис. 5-1.Радиочастотный спектр и расположение частот WLAN.

Наша часть пирога РФ

Вы можете загрузить полную таблицу РФ правил FCC с сайта www.ntia.doc.gov/osmhome/allochrt.pdf.

Существуют другие типы искажения сигнала и эффекты, которые могут изменить поведение радиочастотного сигнала, но для целей этой книги они будут определены по мере необходимости, а любую другую информацию, которая может вам понадобиться, можно найти на сайте www.ieee.org или более подробные учебники РФ.

РЧ-сигналы могут быть искажены преломлением, дифракцией, рассеянием (при отражении от волн турбулентных вод) и поглощением, все из-за вещества поверхности и/или атмосферы.Коэффициент стоячей волны по напряжению (КСВН) — это антропогенный эффект, вызванный использованием несогласованного импеданса (сопротивление протеканию тока, измеряемое в омах) между устройствами в радиочастотной системе, что может непреднамеренно ухудшить мощность и качество сигнала. Единственный раз, когда это кажется проблемой, это когда такая же конфигурация и установка выполняются в другом месте, и амплитуда значительно выше или ниже, чем в предыдущем месте. Нет ничего лучше, чем опыт, который заставит вас проверить закупленное и доставленное на место оборудование для внедрения (особенно при работе в минусовую погоду).

Стандарт беспроводной связи 802.11 определяет физический подуровень, подуровень управления доступом к среде (MAC) и управление MAC-адресами в двух основных наборах услуг: ad hoc и инфраструктура. Специальная услуга известна как независимый базовый набор услуг (IBSS), а набор услуг инфраструктуры управляется точкой доступа.

Усилитель мощности НЧ

Усилитель мощности НЧ А Низкочастотная (НЧ) ВЧ мощность Усилитель по Ллойд Батлер VK5BR Усилитель работает в линейном режиме и может работать CW, АМ и SSB. :

Введение

ВЧ усилитель мощности использует пару транзисторов HEXFET 1 RF430. (В1,В2) работающие в линейном режиме, двухтактный класс В. Конструкция схемы основан на той, которую я ранее представил и которая была опубликована в АР, ноябрь 1989 г. (ссылка 1, а также на этом сайте). Подробнее о характеристиках транзисторов МОП ПТ и схеме дизайн, я отсылаю вас к этой статье.


N3 LF310
N4&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp 7815 Регулятор 15В
T1 & NBSP & NBSP & NBSP & NBSP & NBSP 25 поворотов, Quadfilar One на Core Amidon FT150-72
T2 & NBSP & NBSP & NBSP & NBSP & NBSP 22 поворотов, Трифалярная рана на 620-55254 Железный порошковый сердечник
&nbsp &nbsp &nbsp &nbsp &nbsp &nbsp &nbsp &nbsp (наружный диаметр 4 см, внутренний диаметр 2.4 см, ширина 1,5 см, алюминий = 175 мГн/1000 т)
L1, L2&nbsp&nbsp 26 витков на железном порошковом сердечнике Amidon FC334 T130-3.
Усилитель мощности НЧ — принципиальная схема

Описание

Используя выходной трансформатор, как показано, усилитель может обеспечить 70 Вт на 25 Ом (или 100 Вт на 18 Ом) с КПД около 60%. (Остальные 40% это конечно нагрев транзисторы). Транзисторы установлены на 6 дюймов (15.25мм) радиатора Minifin через бериллиевые изолирующие шайбы. С натуральным конвекция, тепловое сопротивление Minifin составляет около 1,3 градусов С на ватт, а шайбы 0,1 градуса С на ватт. В качестве таких, повышение температуры на корпусах транзисторов может быть около 56 градусов для ожидаемого тепловыделения до 40 Вт (непрерывный сигнал). Это должно удерживать транзисторы в пределах их терпимость к температуре, но на всякий случай я прикрутил еще немного алюминиевый материал ребра с двух сторон Minifin.На практике работая при непрерывной выходной мощности 70 Вт, транзисторы работают при вполне умеренная температура по ощущениям рукой. (Конечно, в при работе с ключом средняя выходная мощность и тепловыделение даже меньше).

Статический ток стока (нет сигнала) установлен на 150 мА на транзистор (всего 300 мА) с подстроечными потенциометрами RV4 и RV5, которые управляют прямым напряжение смещения. Термистор Rt установлен в прямом тепловом контакте с радиатором и включен в цепь смещения затвора.Этот уменьшает смещение при повышении температуры, чтобы удерживать статический ток стока достаточно постоянна с повышением температуры. Необходимость в этом была поясняется в Ссылке 2. При полной мощности 70 Вт нагрузка на 25 Ом, общий ток стока возрастает примерно до 2 ампер.

ВЧ-выход подается через низкочастотный фильтр Чебычева 5-го порядка 220 кГц. фильтр, рассчитанный на нагрузку 25 Ом. Теоретическое затухание на первая октава в этом типе фильтра составляет порядка 50 дБ и можно ожидать, что гармоническое излучение будет более чем на 70 дБ ниже уровень оператора.

Номинальное напряжение стока выходных транзисторов 60 вольт Постоянный ток снижается до 15 В через регулятор N4 для смещения затвора. поставка.

Для получения информации о загрузке и настройке антенны нажмите здесь

Каталожные номера

1. Линейное усиление радиочастотной мощности с использованием IRF Mosfet Транзисторы — Ллойд Батлер VK5BR — Радиолюбитель, ноябрь 1989.

2. Экспериментальный низкочастотный передатчик — Ллойд Батлер VK5BR — Радиолюбитель, февраль 2000 г.

Назад на главную страницу

Схема усиления слабого сигнала низкой частоты

1. Для облегчения обработки необходимо усилить множество слабых сигналов, таких как радиоволны, принимаемые радиоантенной, громкоговоритель не может работать без усиления, а схема усилителя является наиболее распространенным типом схемы в аналоговой схеме. .

 

Основное внимание в малом усилителе сигнала заключается в том, что амплитуда входного сигнала относительно мала, основной усилитель работает в линейном состоянии, акцент делается на увеличении амплитуды сигнала.

 

Так называемая низкочастотная характеристика относится к транзистору и другим активным устройствам. Не нужно учитывать влияние емкости, линии и компоненты не учитывают распределение конденсатора и катушки индуктивности.

 

Кроме того, частотный диапазон низких частот не имеет абсолютного предельного значения и обычно относится к частоте, близкой к звуковой частоте (20 Гц ~ 20 кГц). Основными компонентами схемы усиления являются транзисторы, полевые транзисторы и схемы интегральных усилителей.Они должны иметь мощность постоянного тока, когда они работают с источником питания, они могут добавлять энергию мощности постоянного тока к сигналу, чтобы реализовать усиление сигнала.

 

2. Транзистор усилителя с общим эмиттером

Схема усилителя с общим эмиттером является одной из наиболее распространенных схем усиления, которая может усиливать напряжение, а также может усиливать ток.

 

3. Схема усилителя с общим коллектором

Схема усилителя с общим коллектором также известна как выход эмиттера.

Схема усиления с общим коллектором отличается тем, что выходной сигнал и входной сигнал имеют одну частоту и одну фазу; может добиться усиления тока, не может добиться усиления напряжения; входное сопротивление большое, а выходное маленькое. Он часто используется во входном каскаде, выходном каскаде или среднем каскаде изоляции многокаскадного усилителя, а также является важным блоком базовой схемы усилителя мощности.

 

4 Схема многокаскадного усилителя

 Когда усиления первого каскада усилителя недостаточно, мы можем рассмотреть возможность принятия схемы многокаскадного усилителя, общее усиление напряжения схемы многокаскадного усилителя кратно произведение усиления напряжения на всех уровнях.Существует три основных метода соединения цепей усилителя: метод трансформаторной связи, метод резистивно-емкостной связи и метод прямой связи. Из-за ограничений трансформатора метод трансформаторной связи все реже применяется на низких частотах и ​​почти полностью исключен. Применяется только высокочастотное поле.

 

Метод прямой связи обычно используется при проектировании интегральных схем. Проектирование прямой связи и отладка дискретных компонентов более сложны.Структура схемы метода емкостно-резистивной связи ясна, и каждый каскад усилителя может быть спроектирован и отлажен независимо, а применение является наиболее обширным. Емкость связи является основным компонентом метода емкостно-резистивной связи. Размер конденсатора связи может сделать полезный сигнал плавным и избежать потерь, насколько это возможно.

 

Если вы хотите узнать больше, на нашем веб-сайте есть технические характеристики усилителей, вы можете перейти на сайт ALLICDATA ELECTRONICS LIMITED, чтобы получить дополнительную информацию

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Ультрамалошумящие усилители

Ультрамалошумящие усилители

Вернуться к оглавлению.

<< Перейти к части 1 Перейти к части 3 >>


Ультрамалошумящие усилители. (часть 2)

Тестирование AD797A

Эта статья посвящена некоторым измерениям шума на AD797A (данные_AD797A.pdf).
AD797A — один из операционных усилителей с самым низким уровнем шума.
Типичный шум входного напряжения составляет 0,9 нВ/√Гц (и максимум 1,2 нВ/√Гц).
Если источник сигнала имеет низкий импеданс, шум входного напряжения должен быть как можно ниже для малошумящего усилителя.
Шум входного тока операционного усилителя менее важен, когда источник импеданс низкий.
В моей тестовой установке источник сигнала имеет импеданс 0,01 Ом.

Версия усилителя 1.
Для начала я собираю следующий усилитель:


Рисунок 1, вариант 1 моего усилителя с AD797A.

Коэффициент усиления примерно в 1000 раз определяется резисторами R1, R2 и последовательным сопротивлением С2 и С3.
Нижняя точка -3 дБ устанавливается примерно на 17 Гц значениями R2, C2 и C3.
Для С2 и С3 я использовал электролитические конденсаторы емкостью 4700 мкФ с номинальное напряжение всего 6,3 вольта, чтобы сохранить небольшой размер.

Для защиты С2 и С3 от перенапряжения я добавил D1, стабилитрон на 10 вольт.
Это ограничивает напряжение на C2 и C3 максимальным значением 5 вольт, даже если источник питания напряжение выше 12 вольт.

Конденсатор С5 предназначен для устранения помех, исходящих от источника питания 12 вольт и/или стабилитрона D1.
Входной конденсатор С4 в сочетании с R3 и R4 пропускает все частоты выше 3 Гц.
Конденсатор C4 представляет собой пластиковый пленочный конденсатор емкостью 10 мкФ.
Этот усилитель встроен в тестовую установку, и измеряется шум.


Рисунок 2, спектр выходного шума усилителя версии 1

Сигнал, который вы видите на частоте 1 кГц, является (точно) -140 дБВ тестовым сигналом на усилителе. input, это наша ссылка, которую мы собираемся использовать.
Входной шум на других частотах сильнее по сравнению с этим точным Тестовый тон -140 дБВ.
При этом больше нет необходимости знать точное усиление усилителя под тестовое задание.
Коэффициент усиления усилителя около 60 дБ, и в тестовой установке это усиливается еще на 60 дБ, поэтому на входе анализатора спектра мы получаем около -20 дБВ при 1 кГц.
Для собственного удобства я немного сместил шкалу дБ, чтобы получить сигнал 1 кГц. точно при -20 дБВ

Из рисунка 2 видно, что усилитель производит огромный шум на низких частотах. частоты.
При частоте 20 Гц уровень шума на 9 дБ выше тестового тона частотой 1 кГц.
Общий уровень шума настолько высок, что тестовая установка иногда ограничивает его максимальное выходное напряжение +2 дБВ.
Это приводит к тому, что мы видим некоторые гармоники сигнала частотой 1 кГц (например, на частоте 4 кГц). и 6 кГц).

Другое дело – гармоники частоты сети 50 Гц, видимые в спектр.
Но по порядку, давайте сначала уменьшим низкочастотный шум.

В определенный момент я уменьшил напряжение питания с 12 до 9 вольт, и что значительно снижает низкочастотный шум.
Из этого я сделал вывод, что зенердиод D1 создавал много шума.
Когда стабилитрон работает в обратном направлении, его полное сопротивление довольно низкое, что затрудняет устранение шумов конденсатором С5.
Полное сопротивление конденсатора C5, особенно на низких частотах, слишком велико для это задание, и шум может достигать операционного усилителя + вход.


Усилитель версии 2.
В этой версии усилителя изменена схема стабилитрона.
Теперь используется стабилитрон на 12 вольт, который (в этой схеме) входит только в проводимость при включении напряжения питания (случайно) выше 14 вольт.
При нормальном напряжении питания 12 В стабилитрон D1 смещен на 10 В и не проводит и не производит шума.
Конденсаторы С2 и С3 еще защищены от перенапряжения, они получают максимум 6 вольт, когда напряжение питания включено.
Сверху добавлен дополнительный шумовой фильтр в виде R6, C7.


Рисунок 3, вариант 2 усилителя.

Для данного усилителя измерен следующий спектр шума:


спектр на рис. 2, шкала дБ увеличена).

При 20 Гц шум теперь на 2 дБ ниже тестового тона 1 кГц.
Это на 11 дБ меньше, чем в версии 1.
Но все равно остается много низкочастотного шума.


Версия усилителя 3.
Затем я попробовал некоторые изменения значений компонентов здесь и там в усилителе, и обнаружили, что увеличение емкости входного конденсатора С4 снижает низкое частотный шум.
В этой версии 3 усилителя значение С4 увеличено с 10 мкФ до 100 мкФ.
C4 теперь электролитический конденсатор, отрицательный полюс через тестовую установку на Напряжение постоянного тока 0 вольт.
Положительный полюс находится под напряжением 5 вольт постоянного тока.
 


Рисунок 5, вариант 3 усилителя.

Увеличение емкости C4 уменьшает его импеданс.
Например, при 20 Гц полное сопротивление составляет 796 Ом при 10 мкФ и 79,6 Ом при 100 мкФ.
Теперь шум тока на входе + операционного усилителя и шум тока от R3 и Резистор R4 вызывает шум напряжения на импедансе C4.
И чем ниже импеданс С4, тем ниже будет этот шум.


Рисунок 6, шумовой спектр варианта 3 усилителя.
Шум на частоте 20 Гц снижен на 18 дБ по сравнению с версией 2 усилителя.

В техническом описании AD797A мы находим, что входное шумовое напряжение увеличивается при низких частота.


Рис. 7. Входной шум AD797A (изображение взято из техническая спецификация).
При частоте 10 Гц шумовое напряжение увеличивается до 1,8 нВ/√Гц, что на 6 дБ больше шума по сравнению с 1 кГц.
В моем усилителе версии 3 на частоте 10 Гц присутствует дополнительный шум более 6 дБ.
Это вызвано шумом входного тока, который увеличивается также при более низких частоты и создать шумовое напряжение на входном конденсаторе С4, которое импеданс также увеличивается на более низкой частоте.
Возможно, мне следует еще больше увеличить конденсатор С4, но пока низкий частотный шум меня вполне устраивает.

Что у нас осталось, так это помехи 50 Гц и их гармоники.
Я обнаружил, что это в основном происходит из-за магнитного поля источника питания, который я использую.
Для спектра на рис. 6 источник питания находился на расстоянии 80 см от усилитель звука.
Когда источник питания находится дальше, помехи уменьшаются.
Блок питания имеет внутри трансформатор с сердечником EI мощностью около 150 ВА.


Рисунок 8, снова шумовой спектр усилителя версии 3, теперь мощность источник питания находится в 2 метрах от усилителя.
Помехи от частоты сети сейчас почти исчезли, но при включении усилителя вращается в определенных положениях, однако есть некоторое увеличение частоты 50 Гц вмешательство.
При размещении рядом с усилителем устройства с тороидальным трансформатором гораздо меньше помех 50 Гц, чем при использовании трансформатора с сердечником EI.
Тороидальные трансформаторы имеют очень слабое внешнее магнитное поле.

Вероятно, поглощение магнитного поля можно уменьшить, построив усилитель более компактный, чем я сделал для этой тестовой схемы.
Алюминиевый корпус, который я использую, хорошо экранирует электрические поля, но не экранирует магнитное поле.


Версия усилителя 4.
Последнее усовершенствование усилителя — небольшая катушка (L1) последовательно с Вход.
L1 представляет собой ферритовую бусину с 6 отверстиями и 2,5 витками на ней.
Вероятно, в приведенных выше измерениях усилитель колебался на каком-то высоком уровне. частота, которая на звуковых частотах была заметна только по небольшому увеличению в уровне шума.
Добавление L1 снижает уровень шума примерно на 2 дБ.


Рисунок 9, версия 4 усилителя.

Данная конструкция усилителя предназначена только для измерения шума.
Для использования в качестве практического усилителя он менее пригоден.
Например, когда вы включаете его, проходит около 10 секунд, прежде чем C2 и C3 зарядка (через R1).
В это время выход операционного усилителя сначала ограничивается напряжением питания, а затем колеблется несколько секунд.
Другое дело, что вход почти не ограничен резисторами по току (которые производят шум), только на R2, что всего 1 Ом.
Входное напряжение более 0,7 В от источника с низким импедансом может привести к достаточный ток (более 25 мА) через входные защитные диоды внутри AD797A, чтобы взорвать вход.
В моей тестовой установке это предотвращается использованием только очень низких входных сигналов, при 0 вольт постоянного тока.


Рисунок 10, усилитель AD797A версии 4, встроенный в тестовую установку.


Рисунок 11, шумовой спектр усилителя версии 4.

Из рисунка 11 мы видим, что минимальный уровень шума на частоте 1 кГц равен 32.(-181,74/20) = 0,82 нВ/√Гц.


Расчет теоретического напряжения шума.
С помощью калькулятора шума операционного усилителя мы можно рассчитать теоретический уровень шума усилителя.
давайте посмотрим, как это, по сравнению с измеренным значением.


Рисунок 12, спецификация источника и операционного усилителя в калькуляторе.


Рис. 13, спецификация номиналов резисторов.
Введено значение 4500 Ом, находится в усилителе параллельное значение R3 (10 кОм) и R4 (8.2 кОм).

В результатах мы видим «суммарный шум на выходе усилителя» при: 0,91 мкВ в 1 Гц пропускная способность.
Разделите это на коэффициент усиления усилителя (1000), и мы получим 0,91 нВ/√Гц при Вход.
Это лишь немного больше, чем шум входного напряжения 0,9 нВ/√Гц АД797А.

Поправочный коэффициент.
В результате измерения мы обнаружили: 0,82 нВ/√Гц.
Это в 1,11 раза или на 0,9 дБ меньше расчетного значения 0,91 нВ/√Гц.

Для выходного усилителя тестовой установки мы уже обнаружили, что измеренное шума было 0.на 76 дБ ниже теоретического расчетного значения, т. е. примерно столько же ситуация там.

Возможно, эта разница вызвана усреднением в анализаторе спектра.
Поясню на очень простом примере.
Допустим, одна выборка составляет 1 вольт (0 дБВ).
Другой образец — 2 вольта (+6 дБВ).
Если посмотреть на напряжения, то среднее значение составляет 1,5 вольта, что составляет 3,52 дБВ.
Но когда вы усредняете значения дБ, вы получаете +3 дБВ, поэтому значение ниже.
В своих измерениях я использую среднее значение 200 измерений, чтобы удалить шум из показание дБ.
Без процесса усреднения невозможно точно прочитать значение дБ из-за всего шума, который вы видите.

Другой возможной причиной расхождений между рассчитанным и измеренным значением является амплитудная характеристика в частотном бине.
Для функции окна Ханнинга я измеряю следующую амплитудную кривую:


Рисунок 14, амплитудная характеристика в пределах одного бина, измеренная с помощью окна Ханнинга. функция.
Ширина бинов составляет 5,859375 Гц (если быть точным), на этой диаграмме бин номер 170 (около 996-1002 Гц).

Все бины во всем спектре имеют одинаковую амплитудную характеристику показано на рис. 14.
Измеренная амплитуда дискретного тона максимальна вблизи края мусорное ведро
В центре бина измеренная амплитуда самая низкая.
Это создает проблему, когда вы хотите откалибровать шкалу дБ анализатора спектра. до (точно) тестового тона 1,00 В, потому что это зависит от того, где в корзине находится точный частота тестового тона.
Возможно, ответ на рисунке 14 нужно сдвинуть на 0.7 дБ вверх, чтобы средний отклик при 0 дБ, но на самом деле я этого не знаю.

Что я сделаю, так это введу поправочный коэффициент, чтобы компенсировать неточности Я измеряю.
Чтобы привести измеренное значение в большее соответствие с теоретическим значением, I отныне к измеренному значению будет добавляться поправочный коэффициент 0,9 дБ.

Некоторые звуковые файлы.
На рис. 11 мы видим, что сигнал 1 кГц, -140 дБВ четко выделяется над шумом пол.
В этом звуковом файле: AD797A_версия4_1000Гц_-140дБВ.mp3 вы можете слушать этот сигнал, усиленный усилителем AD797A версии 4.
Но имейте в виду, что вы услышите сумму всех шумов по всему спектра, поэтому в ушах много шума.
Однако вы можете без особых проблем услышать тон 1 кГц сквозь шум.
Первые 10 секунд тон 1 кГц включен, последние 5 секунд выключен выключенный.

Труднее слышать, когда мы заменяем сигнал 1 кГц музыкой, но давайте попробуем it
Мой проигрыватель компакт-дисков дает в среднем только -3 дБВ на выходе, поэтому после 140 дБ аттенюатора в тестовой установке имеем -143 дБВ (0.07 мкВ) музыкальный сигнал на вход усилителя.
Здесь можно услышать музыку 0,07 мкВ в море шума: AD797A_версия4_музыка_-143dBV.mp3 .

В следующей части этой серии мы протестируем некоторые усилители с дискретными транзисторы, и попытаться уменьшить шум усилителя.

<< Перейти к части 1 Перейти к части 3 >>

Вернуться к оглавлению.

.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.