مدار Unch بر روی 2 ترانزیستور با رسانایی مختلف. دو مدار ULC با استفاده از ترانزیستور

مدار یک تقویت کننده صوتی ترانزیستوری ساده، که بر روی دو ترانزیستور کامپوزیت قدرتمند TIP142-TIP147 نصب شده در مرحله خروجی، دو عدد BC556B کم مصرف در مسیر دیفرانسیل و یک عدد BD241C در مدار پیش تقویت سیگنال پیاده سازی شده است - مجموعا پنج ترانزیستور برای کل مدار! این طرح UMZCH می تواند آزادانه استفاده شود، به عنوان مثال، به عنوان بخشی از یک مرکز موسیقی خانگی یا برای رانندگی یک ساب ووفر نصب شده در یک ماشین یا یک دیسکو.

جذابیت اصلی این تقویت کننده قدرت صوتی در سهولت مونتاژ آن حتی توسط رادیو آماتورهای تازه کار نهفته است؛ بدون نیاز به تنظیمات خاصی و خرید قطعات با قیمت مناسب هیچ مشکلی وجود ندارد. مدار PA ارائه شده در اینجا دارای ویژگی های الکتریکی با خطی بودن عملکرد بالا در محدوده فرکانس 20 هرتز تا 20000 هرتز است. p>

هنگام انتخاب یا ساخت مستقل ترانسفورماتور برای منبع تغذیه، باید فاکتور زیر را در نظر بگیرید: - ترانسفورماتور باید دارای ذخیره توان کافی باشد، به عنوان مثال: 300 وات در هر کانال، در مورد یک نسخه دو کاناله. ، سپس به طور طبیعی قدرت دو برابر می شود. شما می توانید برای هر یک از یک ترانسفورماتور جداگانه استفاده کنید و اگر از نسخه استریو آمپلی فایر استفاده می کنید، به طور کلی دستگاهی از نوع "دوگانه مونو" دریافت خواهید کرد که به طور طبیعی بازده تقویت صدا را افزایش می دهد.

ولتاژ موثر در سیم پیچ های ثانویه ترانسفورماتور باید ~34v AC باشد، سپس ولتاژ ثابت بعد از یکسو کننده در ناحیه 48 - 50v خواهد بود. در هر بازوی منبع تغذیه، لازم است فیوز طراحی شده برای جریان عملیاتی 6 آمپر، به ترتیب برای استریو هنگام کار بر روی یک منبع تغذیه - 12 آمپر، نصب شود.

خوانندگان! نام مستعار این نویسنده را به خاطر بسپارید و هرگز نقشه های او را تکرار نکنید.
مجریان! قبل از اینکه من را به دلیل توهین ممنوع کنید، فکر کنید که «به یک گوپنیک معمولی اجازه داده اید که به میکروفن بیاید، که حتی نباید اجازه داد به مهندسی رادیو و به ویژه آموزش مبتدیان نزدیک شود.

اولاً، با چنین طرح اتصال، جریان مستقیم زیادی از ترانزیستور و بلندگو عبور می کند، حتی اگر مقاومت متغیر در موقعیت مورد نظر باشد، یعنی موسیقی شنیده می شود. و با جریان زیاد اسپیکر خراب میشه یعنی دیر یا زود میسوزه.

ثانیاً ، در این مدار باید یک محدود کننده جریان وجود داشته باشد ، یعنی یک مقاومت ثابت ، حداقل 1 KOhm ، به صورت سری با یک متناوب متصل شود. هر محصول خانگی دستگیره مقاومت متغیر را تا انتها می چرخاند، مقاومت آن صفر است و جریان زیادی به پایه ترانزیستور می رسد. در نتیجه ترانزیستور یا بلندگو می سوزد.

یک خازن متغیر در ورودی برای محافظت از منبع صدا مورد نیاز است (نویسنده باید این را توضیح دهد، زیرا بلافاصله خواننده ای وجود داشت که دقیقاً آن را حذف کرد و خود را باهوش تر از نویسنده می دانست). بدون آن، فقط آن دسته از بازیکنانی که از قبل محافظت مشابهی در خروجی دارند، به طور معمول کار می کنند. و اگر وجود نداشته باشد، ممکن است خروجی پخش کننده آسیب ببیند، به خصوص، همانطور که در بالا گفتم، اگر مقاومت متغیر را "صفر" کنید. در این صورت خروجی لپ تاپ گران قیمت با ولتاژ از منبع تغذیه این خرده ریز ارزان تامین می شود و ممکن است بسوزد. افراد خانگی دوست دارند مقاومت ها و خازن های محافظ را حذف کنند، زیرا "این کار می کند!" در نتیجه ممکن است مدار با یک منبع صدا کار کند، اما با منبع دیگر نه و حتی یک گوشی یا لپ تاپ گران قیمت نیز آسیب ببیند.

مقاومت متغیر در این مدار فقط باید تنظیم باشد، یعنی یک بار تنظیم شود و در محفظه بسته شود و با دسته مناسب بیرون نیاید. این یک کنترل صدا نیست، بلکه یک کنترل اعوجاج است، یعنی حالت عملکرد ترانزیستور را طوری انتخاب می کند که حداقل اعوجاج وجود داشته باشد و هیچ دودی از بلندگو خارج نشود. بنابراین، تحت هیچ شرایطی نباید از بیرون قابل دسترسی باشد. شما نمی توانید صدا را با تغییر حالت تنظیم کنید. این چیزی برای کشتن است. اگر واقعاً می خواهید ولوم را تنظیم کنید، اتصال یک مقاومت متغیر دیگر به صورت سری با خازن آسان تر است و اکنون می توان آن را به بدنه تقویت کننده خروجی داد.

به طور کلی، برای ساده ترین مدارها - و برای اینکه فوراً کار کند و به چیزی آسیب نرساند، باید یک ریز مدار از نوع TDA بخرید (مثلا TDA7052، TDA7056 ... نمونه های زیادی در اینترنت وجود دارد) و نویسنده یک ترانزیستور تصادفی را گرفت که روی میزش خوابیده بود. در نتیجه، آماتورهای زودباور دقیقاً به دنبال چنین ترانزیستوری خواهند بود، اگرچه بهره آن فقط 15 است و جریان مجاز به اندازه 8 آمپر است (هر بلندگوی را بدون توجه به آن می سوزاند).

تقویت کننده فرکانس پایین (LF) بخشی جدایی ناپذیر از اکثر دستگاه های رادیویی مانند تلویزیون، پخش کننده، رادیو و انواع لوازم خانگی است. بیایید دو مدار دو مرحله ای ساده را در نظر بگیریم ULF روشن است.

اولین نسخه ULF در ترانزیستورها

در نسخه اول، تقویت کننده بر روی ترانزیستورهای سیلیکونی n-p-n ساخته شده است. سیگنال ورودی از طریق مقاومت متغیر R1 می آید که به نوبه خود یک مقاومت بار برای مدار منبع سیگنال است. به مدار کلکتور ترانزیستور VT2 تقویت کننده متصل است.

راه اندازی آمپلی فایر گزینه اول به انتخاب مقاومت های R2 و R4 ختم می شود. مقدار مقاومت باید طوری انتخاب شود که میلی‌متر متصل به مدار کلکتور هر ترانزیستور جریانی در ناحیه 0.5 ... 0.8 میلی آمپر نشان دهد. طبق طرح دوم، همچنین لازم است که جریان کلکتور ترانزیستور دوم را با انتخاب مقاومت مقاومت R3 تنظیم کنید.

در گزینه اول می توان از ترانزیستورهای مارک KT312 یا آنالوگ های خارجی آنها استفاده کرد، اما با انتخاب مقاومت های R2, R4 باید بایاس ولتاژ صحیح ترانزیستورها را تنظیم کرد. در گزینه دوم، به نوبه خود، می توان از ترانزیستورهای سیلیکونی مارک های KT209، KT361 یا آنالوگ های خارجی استفاده کرد. در این حالت می توانید با تغییر مقاومت R3 حالت های عملکرد ترانزیستورها را تنظیم کنید.

به جای هدفون، می توان یک بلندگو با امپدانس بالا را به مدار کلکتور ترانزیستور VT2 (هر دو تقویت کننده) متصل کرد. اگر نیاز به تقویت صدای قوی‌تری دارید، می‌توانید تقویت‌کننده‌ای را مونتاژ کنید که تا 15 وات تقویت کند.

پس از تسلط بر اصول الکترونیک، رادیو آماتور تازه کار آماده است تا اولین طرح های الکترونیکی خود را لحیم کند. تقویت کننده های قدرت صوتی معمولاً قابل تکرارترین طرح ها هستند. طرح های بسیار زیادی وجود دارد که هر کدام پارامترها و طراحی خاص خود را دارند. این مقاله چندین مدار تقویت کننده ساده و کاملاً کارآمد را مورد بحث قرار می دهد که می تواند توسط هر آماتور رادیویی با موفقیت تکرار شود. مقاله از اصطلاحات و محاسبات پیچیده استفاده نمی کند؛ همه چیز تا حد امکان ساده شده است تا هیچ سؤال اضافی ایجاد نشود.

بیایید با یک مدار قدرتمندتر شروع کنیم.
بنابراین، اولین مدار بر روی ریزمدار معروف TDA2003 ساخته شده است. این یک تقویت کننده مونو با توان خروجی تا 7 وات در بار 4 اهم است. من می خواهم بگویم که مدار استاندارد برای اتصال این ریز مدار شامل تعداد کمی از قطعات است، اما یکی دو سال پیش با یک مدار متفاوت روی این ریز مدار آمدم. در این مدار تعداد قطعات به حداقل می رسد اما آمپلی فایر پارامترهای صوتی خود را از دست نداده است. پس از توسعه این مدار، من شروع به ساخت تمام آمپلی فایرهای خود برای بلندگوهای کم مصرف با استفاده از این مدار کردم.

مدار تقویت کننده ارائه شده دارای طیف گسترده ای از فرکانس های قابل تکرار است، محدوده ولتاژ تغذیه از 4.5 تا 18 ولت (معمولا 12-14 ولت). ریز مدار روی یک هیت سینک کوچک نصب می شود، زیرا حداکثر توان آن تا 10 وات می رسد.

این ریز مدار قابلیت کار با بار 2 اهم را دارد که به این معنی است که 2 هد با مقاومت 4 اهم را می توان به خروجی آمپلی فایر متصل کرد.
خازن ورودی را می توان با هر خازن دیگری جایگزین کرد، با ظرفیت 0.01 تا 4.7 μF (ترجیحا از 0.1 تا 0.47 μF)، می توانید از خازن های فیلم و سرامیکی استفاده کنید. توصیه می شود همه اجزای دیگر را تعویض نکنید.

کنترل صدا از 10 تا 47 کیلو اهم.
قدرت خروجی ریز مدار امکان استفاده از آن را در بلندگوهای کم مصرف رایانه های شخصی فراهم می کند. استفاده از تراشه برای بلندگوهای مستقل برای تلفن همراه و غیره بسیار راحت است.
تقویت کننده بلافاصله پس از روشن شدن کار می کند و نیازی به تنظیم اضافی ندارد. توصیه می شود منبع تغذیه منهای را نیز به سینک حرارتی متصل کنید. توصیه می شود از تمام خازن های الکترولیتی در ولتاژ 25 ولت استفاده کنید.

مدار دوم با استفاده از ترانزیستورهای کم مصرف مونتاژ می شود و بیشتر به عنوان تقویت کننده هدفون مناسب است.

این احتمالاً بالاترین کیفیت مدار در نوع خود است، صدا واضح است، می توانید کل طیف فرکانس را احساس کنید. با هدفون های خوب، احساس می کنید که یک ساب ووفر کامل دارید.

تقویت کننده تنها با 3 ترانزیستور رسانش معکوس مونتاژ می شود؛ به عنوان ارزان ترین گزینه، از ترانزیستورهای سری KT315 استفاده شده است، اما انتخاب آنها بسیار گسترده است.

تقویت کننده می تواند در بار کم امپدانس تا 4 اهم کار کند که استفاده از مدار را برای تقویت سیگنال پخش کننده، رادیو و غیره ممکن می کند. یک باتری 9 ولتی کرونا به عنوان منبع تغذیه استفاده می شود.
مرحله نهایی نیز از ترانزیستورهای KT315 استفاده می کند. برای افزایش توان خروجی می توانید از ترانزیستورهای KT815 استفاده کنید، اما پس از آن باید ولتاژ تغذیه را به 12 ولت افزایش دهید. در این حالت قدرت تقویت کننده تا 1 وات می رسد. خازن خروجی می تواند از 220 تا 2200 میکروفن ظرفیت داشته باشد.
ترانزیستورهای این مدار گرم نمی شوند، بنابراین نیازی به خنک کننده نیست. اگر از ترانزیستورهای خروجی بزرگتر استفاده می کنید، ممکن است برای هر ترانزیستور به هیت سینک های کوچک نیاز داشته باشید.

و در نهایت - طرح سوم. یک نسخه به همان اندازه ساده، اما اثبات شده از ساختار تقویت کننده ارائه شده است. آمپلی فایر قادر است از ولتاژ کاهش یافته تا 5 ولت کار کند که در این صورت توان خروجی PA بیشتر از 0.5 وات نخواهد بود و حداکثر توان با منبع تغذیه 12 ولت تا 2 وات می رسد.

مرحله خروجی تقویت کننده بر روی یک جفت مکمل داخلی ساخته شده است. تقویت کننده با انتخاب مقاومت R2 تنظیم می شود. برای انجام این کار، توصیه می شود از یک صاف کننده 1 کیلو اهم استفاده کنید. رگولاتور را به آرامی بچرخانید تا جریان ساکن مرحله خروجی 2-5 میلی آمپر شود.

آمپلی فایر حساسیت ورودی بالایی ندارد، بنابراین توصیه می شود قبل از ورودی از یک پیش تقویت کننده استفاده کنید.

دیود نقش مهمی در مدار ایفا می کند؛ اینجاست تا حالت مرحله خروجی را تثبیت کند.
ترانزیستورهای مرحله خروجی را می توان با هر جفت مکملی از پارامترهای متناظر مانند KT816/817 جایگزین کرد. تقویت کننده می تواند بلندگوهای مستقل کم مصرف را با مقاومت بار 6-8 اهم تغذیه کند.

فهرست عناصر رادیویی

یک تقویت کننده ساده ترانزیستوری می تواند ابزار خوبی برای بررسی خواص دستگاه ها باشد. مدارها و طرح ها بسیار ساده هستند؛ می توانید دستگاه را خودتان بسازید و عملکرد آن را بررسی کنید، تمام پارامترها را اندازه گیری کنید. به لطف ترانزیستورهای اثر میدان مدرن، می توان یک تقویت کننده میکروفون مینیاتوری از سه عنصر درست کرد. و برای بهبود پارامترهای ضبط صدا آن را به رایانه شخصی متصل کنید. و مخاطبین در حین مکالمه صحبت شما را بسیار بهتر و واضح تر خواهند شنید.

ویژگی های فرکانس

تقویت کننده های فرکانس پایین (صوتی) تقریباً در تمام لوازم خانگی یافت می شوند - سیستم های استریو، تلویزیون ها، رادیوها، ضبط صوت ها و حتی رایانه های شخصی. اما تقویت کننده های RF نیز بر پایه ترانزیستورها، لامپ ها و میکرو مدارها وجود دارد. تفاوت بین آنها در این است که ULF به شما امکان می دهد سیگنال را فقط در فرکانس صوتی که توسط گوش انسان درک می شود تقویت کنید. تقویت کننده های صوتی ترانزیستوری به شما امکان می دهند سیگنال هایی را با فرکانس هایی در محدوده 20 هرتز تا 20000 هرتز تولید کنید.

در نتیجه، حتی ساده ترین دستگاه می تواند سیگنال را در این محدوده تقویت کند. و این کار را تا حد امکان یکنواخت انجام می دهد. بهره مستقیماً به فرکانس سیگنال ورودی بستگی دارد. نمودار این مقادیر تقریباً یک خط مستقیم است. اگر سیگنالی با فرکانس خارج از محدوده به ورودی تقویت کننده اعمال شود، کیفیت عملکرد و کارایی دستگاه به سرعت کاهش می یابد. آبشارهای ULF معمولاً با استفاده از ترانزیستورهایی که در محدوده فرکانس پایین و متوسط ​​کار می کنند مونتاژ می شوند.

کلاس های عملکرد تقویت کننده های صوتی

تمام دستگاه های تقویت کننده بسته به درجه جریان جریان از طریق آبشار در طول دوره عملیات به چندین کلاس تقسیم می شوند:

1. کلاس "A" - جریان بدون توقف در طول کل دوره عملکرد مرحله تقویت کننده جریان می یابد.
2. در کلاس کاری "B" جریان برای نیم دوره جریان دارد.
3. کلاس "AB" نشان می دهد که جریان از مرحله تقویت کننده برای مدت زمانی برابر با 50-100٪ از دوره عبور می کند.
4. در حالت "C"، جریان الکتریکی کمتر از نیمی از زمان کار جریان دارد.
5. حالت ULF "D" اخیراً - کمی بیش از 50 سال - در تمرینات رادیویی آماتور استفاده شده است. در بیشتر موارد، این دستگاه ها بر اساس عناصر دیجیتال اجرا می شوند و دارای راندمان بسیار بالایی هستند - بیش از 90٪.

وجود اعوجاج در کلاس های مختلف تقویت کننده های فرکانس پایین

منطقه کار تقویت کننده ترانزیستور کلاس "A" با اعوجاج های غیر خطی نسبتاً کوچک مشخص می شود. اگر سیگنال دریافتی پالس های ولتاژ بالاتر را بیرون بیاورد، این باعث اشباع ترانزیستورها می شود. در سیگنال خروجی، سیگنال های بالاتر در نزدیکی هر هارمونیک ظاهر می شوند (تا 10 یا 11). به همین دلیل، صدای فلزی ظاهر می شود که مشخصه فقط تقویت کننده های ترانزیستوری است.

اگر منبع تغذیه ناپایدار باشد، سیگنال خروجی در دامنه نزدیک به فرکانس شبکه مدل‌سازی می‌شود. صدا در سمت چپ پاسخ فرکانسی تندتر می شود. اما هرچه تثبیت منبع تغذیه تقویت کننده بهتر باشد، طراحی کل دستگاه پیچیده تر می شود. ULFهایی که در کلاس "A" کار می کنند راندمان نسبتاً پایینی دارند - کمتر از 20٪. دلیل آن این است که ترانزیستور دائماً باز است و جریان دائماً از آن عبور می کند.

برای افزایش (البته اندکی) راندمان، می توانید از مدارهای فشار کش استفاده کنید. یکی از اشکالات این است که نیم امواج سیگنال خروجی نامتقارن می شوند. اگر از کلاس "A" به "AB" منتقل شوید، اعوجاج غیرخطی 3-4 برابر افزایش می یابد. اما راندمان کل مدار دستگاه همچنان افزایش می یابد. کلاس های ULF "AB" و "B" افزایش اعوجاج را با کاهش سطح سیگنال در ورودی مشخص می کنند. اما حتی اگر صدا را زیاد کنید، این به خلاص شدن کامل از کاستی ها کمک نمی کند.

در کلاس های متوسط ​​کار کنید

هر کلاس دارای چندین نوع است. به عنوان مثال، یک کلاس تقویت کننده "A+" وجود دارد. در آن، ترانزیستورهای ورودی (ولتاژ پایین) در حالت "A" کار می کنند. اما ولتاژ بالا نصب شده در مراحل خروجی یا در "B" یا "AB" کار می کنند. چنین تقویت کننده هایی بسیار مقرون به صرفه تر از آنهایی هستند که در کلاس "A" کار می کنند. تعداد اعوجاج غیرخطی به میزان قابل توجهی کمتر است - نه بیشتر از 0.003٪. با استفاده از ترانزیستورهای دوقطبی می توان به نتایج بهتری دست یافت. اصل عملکرد تقویت کننده های مبتنی بر این عناصر در زیر مورد بحث قرار خواهد گرفت.

اما هنوز تعداد زیادی هارمونیک بالاتر در سیگنال خروجی وجود دارد که باعث می شود صدا به طور مشخص فلزی شود. مدارهای تقویت کننده نیز در کلاس "AA" کار می کنند. در آنها، اعوجاج غیرخطی حتی کمتر است - تا 0.0005٪. اما نقطه ضعف اصلی تقویت کننده های ترانزیستوری هنوز وجود دارد - صدای فلزی مشخصه.

طرح های "جایگزین".

این بدان معنا نیست که آنها جایگزین هستند، اما برخی از متخصصان درگیر در طراحی و مونتاژ تقویت کننده ها برای تولید صدای با کیفیت بالا به طور فزاینده ای به طرح های لوله ترجیح می دهند. تقویت کننده های لوله دارای مزایای زیر هستند:

1. سطح بسیار پایین اعوجاج غیرخطی در سیگنال خروجی.
2. هارمونیک های بالاتر نسبت به طرح های ترانزیستوری کمتر است.

اما یک نقطه ضعف بزرگ وجود دارد که بر همه مزایا برتری دارد - شما قطعاً باید یک دستگاه را برای هماهنگی نصب کنید. واقعیت این است که مرحله لوله دارای مقاومت بسیار بالایی است - چندین هزار اهم. اما مقاومت سیم پیچی بلندگو 8 یا 4 اهم است. برای هماهنگ کردن آنها، باید یک ترانسفورماتور نصب کنید.

البته، این یک ایراد خیلی بزرگ نیست - دستگاه های ترانزیستوری نیز وجود دارند که از ترانسفورماتور برای مطابقت با مرحله خروجی و سیستم بلندگو استفاده می کنند. برخی از کارشناسان استدلال می کنند که موثرترین مدار یک مدار ترکیبی است - که از تقویت کننده های تک سر استفاده می کند که تحت تأثیر بازخورد منفی قرار نمی گیرند. علاوه بر این، تمام این آبشارها در حالت ULF کلاس "A" کار می کنند. به عبارت دیگر، یک تقویت کننده قدرت روی ترانزیستور به عنوان یک تکرار کننده استفاده می شود.

علاوه بر این، راندمان چنین دستگاه هایی بسیار بالا است - حدود 50٪. اما نباید فقط بر روی شاخص های کارایی و قدرت تمرکز کنید - آنها کیفیت بالای بازتولید صدا توسط تقویت کننده را نشان نمی دهند. خطی بودن ویژگی ها و کیفیت آنها بسیار مهمتر است. بنابراین، شما باید در درجه اول به آنها توجه کنید، نه به قدرت.

مدار ULF تک سر روی یک ترانزیستور

ساده ترین تقویت کننده، ساخته شده بر اساس مدار امیتر مشترک، در کلاس "A" کار می کند. مدار از یک عنصر نیمه هادی با ساختار n-p-n استفاده می کند. یک مقاومت R3 در مدار کلکتور نصب شده است که جریان جریان را محدود می کند. مدار کلکتور به سیم برق مثبت و مدار امیتر به سیم منفی وصل می شود. اگر از ترانزیستورهای نیمه هادی با ساختار p-n-p استفاده می کنید، مدار دقیقاً یکسان خواهد بود، فقط باید قطبیت را تغییر دهید.

با استفاده از یک خازن جداکننده C1، می توان سیگنال ورودی متناوب را از منبع جریان مستقیم جدا کرد. در این حالت، خازن مانعی برای جریان جریان متناوب در طول مسیر بیس-امیتر نیست. مقاومت داخلی اتصال امیتر-پایه همراه با مقاومت های R1 و R2 ساده ترین تقسیم کننده ولتاژ تغذیه را نشان می دهد. به طور معمول، مقاومت R2 دارای مقاومت 1-1.5 کیلو اهم است - معمول ترین مقادیر برای چنین مدارهایی. در این مورد، ولتاژ تغذیه دقیقا به نصف تقسیم می شود. و اگر مدار را با ولتاژ 20 ولت تغذیه کنید، می بینید که مقدار بهره جریان h21 برابر با 150 خواهد بود. لازم به ذکر است که تقویت کننده های HF در ترانزیستورها مطابق مدارهای مشابه ساخته می شوند، فقط آنها یک کار می کنند. کمی متفاوت

در این حالت، ولتاژ امیتر 9 ولت و افت در بخش "E-B" مدار 0.7 ولت است (که برای ترانزیستورهای روی کریستال های سیلیکون معمول است). اگر تقویت کننده ای مبتنی بر ترانزیستورهای ژرمانیومی را در نظر بگیریم، در این حالت افت ولتاژ در بخش "E-B" برابر با 0.3 ولت خواهد بود. جریان در مدار کلکتور برابر با جریان در امیتر خواهد بود. می توانید آن را با تقسیم ولتاژ امیتر بر مقاومت R2 - 9V/1 kOhm = 9 mA محاسبه کنید. برای محاسبه مقدار جریان پایه، باید 9 میلی آمپر را بر بهره h21 - 9 mA/150 = 60 μA تقسیم کنید. در طرح های ULF معمولا از ترانزیستورهای دوقطبی استفاده می شود. اصل عملکرد آن با موارد میدانی متفاوت است.

در مقاومت R1، اکنون می توانید مقدار افت را محاسبه کنید - این تفاوت بین ولتاژ پایه و منبع تغذیه است. در این مورد، ولتاژ پایه را می توان با استفاده از فرمول یافت - مجموع ویژگی های امیتر و انتقال "E-B". وقتی از منبع 20 ولت تغذیه می شود: 20 - 9.7 = 10.3. از اینجا می توانید مقدار مقاومت R1 = 10.3 V / 60 μA = 172 kOhm را محاسبه کنید. مدار حاوی خازن C2 است که برای اجرای مداری لازم است که جزء متناوب جریان امیتر می تواند از آن عبور کند.

اگر خازن C2 را نصب نکنید، جزء متغیر بسیار محدود خواهد بود. به همین دلیل، چنین تقویت کننده صوتی مبتنی بر ترانزیستور دارای بهره جریان بسیار کم h21 خواهد بود. توجه به این نکته ضروری است که در محاسبات فوق جریان پایه و کلکتور برابر فرض شده است. علاوه بر این، جریان پایه جریانی است که از امیتر به مدار می ریزد. این تنها زمانی اتفاق می افتد که یک ولتاژ بایاس به خروجی پایه ترانزیستور اعمال شود.

اما باید در نظر گرفت که جریان نشتی کلکتور کاملاً همیشه بدون توجه به وجود بایاس از مدار پایه عبور می کند. در مدارهای امیتر رایج، جریان نشتی حداقل 150 برابر تقویت می شود. اما معمولاً این مقدار فقط هنگام محاسبه تقویت کننده های مبتنی بر ترانزیستورهای ژرمانیوم در نظر گرفته می شود. در مورد استفاده از سیلیکون، که در آن جریان مدار "K-B" بسیار کم است، این مقدار به سادگی نادیده گرفته می شود.

تقویت کننده های مبتنی بر ترانزیستور MOS

تقویت کننده ترانزیستور اثر میدانی نشان داده شده در نمودار دارای آنالوگ های زیادی است. از جمله استفاده از ترانزیستورهای دوقطبی. بنابراین، می‌توانیم به‌عنوان مثال مشابه، طراحی تقویت‌کننده صوتی مونتاژ شده بر اساس مداری با یک امیتر مشترک را در نظر بگیریم. عکس مداری را نشان می دهد که طبق یک مدار منبع مشترک ساخته شده است. اتصالات R-C روی مدارهای ورودی و خروجی مونتاژ می شوند تا دستگاه در حالت تقویت کننده کلاس "A" کار کند.

جریان متناوب از منبع سیگنال توسط خازن C1 از ولتاژ تغذیه مستقیم جدا می شود. تقویت کننده ترانزیستور اثر میدان لزوماً باید دارای پتانسیل دروازه ای باشد که کمتر از مشخصه منبع مشابه باشد. در نمودار نشان داده شده، گیت از طریق مقاومت R1 به سیم مشترک متصل می شود. مقاومت آن بسیار بالا است - معمولاً از مقاومت های 100-1000 کیلو اهم در طراحی ها استفاده می شود. چنین مقاومت بزرگی انتخاب می شود تا سیگنال ورودی شنت نشود.

این مقاومت تقریباً اجازه عبور جریان الکتریکی را نمی دهد ، در نتیجه پتانسیل دروازه (در صورت عدم وجود سیگنال در ورودی) با زمین یکسان است. در منبع، تنها به دلیل افت ولتاژ در مقاومت R2، پتانسیل بالاتر از زمین است. از اینجا مشخص می شود که دروازه پتانسیل کمتری نسبت به منبع دارد. و این دقیقا همان چیزی است که برای عملکرد عادی ترانزیستور مورد نیاز است. توجه به این نکته ضروری است که C2 و R3 در این مدار تقویت کننده همان هدفی را دارند که در طراحی مورد بحث در بالا ذکر شد. و سیگنال ورودی نسبت به سیگنال خروجی 180 درجه جابجا می شود.

ULF با ترانسفورماتور در خروجی

شما می توانید چنین تقویت کننده ای را با دستان خود برای مصارف خانگی بسازید. طبق طرحی که در کلاس "A" کار می کند انجام می شود. طراحی همان است که در بالا مورد بحث قرار گرفت - با یک قطره چکان مشترک. یک ویژگی این است که برای تطبیق باید از ترانسفورماتور استفاده کنید. این یک نقطه ضعف چنین تقویت کننده صوتی مبتنی بر ترانزیستور است.

مدار جمع کننده ترانزیستور توسط سیم پیچ اولیه بارگذاری می شود که یک سیگنال خروجی ایجاد می کند که از طریق ثانویه به بلندگوها منتقل می شود. یک تقسیم کننده ولتاژ روی مقاومت های R1 و R3 مونتاژ شده است که به شما امکان می دهد نقطه کار ترانزیستور را انتخاب کنید. این مدار ولتاژ بایاس را به پایه تامین می کند. تمام اجزای دیگر همان هدفی را دارند که مدارهای مورد بحث در بالا ذکر شد.

تقویت کننده صوتی فشاری

نمی توان گفت که این یک تقویت کننده ترانزیستوری ساده است، زیرا عملکرد آن کمی پیچیده تر از مواردی است که قبلاً مورد بحث قرار گرفت. در ULF های فشاری، سیگنال ورودی به دو نیمه موج تقسیم می شود که در فاز متفاوت هستند. و هر یک از این نیم موج ها توسط آبشار خود که بر روی یک ترانزیستور ساخته شده است تقویت می شوند. پس از تقویت هر نیم موج، هر دو سیگنال ترکیب شده و به بلندگوها ارسال می شوند. چنین تحولات پیچیده ای می تواند باعث اعوجاج سیگنال شود، زیرا خواص دینامیکی و فرکانس دو ترانزیستور، حتی از یک نوع، متفاوت خواهد بود.

در نتیجه کیفیت صدا در خروجی تقویت کننده به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. هنگامی که یک تقویت کننده فشار کش در کلاس "A" کار می کند، امکان بازتولید سیگنال پیچیده با کیفیت بالا وجود ندارد. دلیل آن این است که جریان افزایش یافته به طور مداوم از شانه های تقویت کننده عبور می کند، امواج نیمه نامتقارن هستند و اعوجاج فاز رخ می دهد. صدا کمتر قابل درک می شود و با گرم شدن، اعوجاج سیگنال حتی بیشتر می شود، به خصوص در فرکانس های پایین و فوق العاده پایین.

ULF بدون ترانسفورماتور

یک تقویت کننده باس مبتنی بر ترانزیستور که با استفاده از ترانسفورماتور ساخته شده است، علیرغم این واقعیت که طراحی ممکن است ابعاد کوچکی داشته باشد، هنوز ناقص است. ترانسفورماتورها هنوز سنگین و حجیم هستند، بنابراین بهتر است از شر آنها خلاص شوید. مدار ساخته شده بر روی عناصر نیمه هادی مکمل با انواع مختلف رسانایی بسیار مؤثرتر است. اکثر ULF های مدرن دقیقاً طبق چنین طرح هایی ساخته می شوند و در کلاس "B" کار می کنند.

دو ترانزیستور قدرتمند مورد استفاده در طراحی بر اساس مدار پیرو امیتر (کلکتور مشترک) عمل می کنند. در این حالت ولتاژ ورودی بدون افت یا افزایش به خروجی منتقل می شود. اگر سیگنالی در ورودی وجود نداشته باشد، ترانزیستورها در آستانه روشن شدن هستند، اما همچنان خاموش هستند. هنگامی که یک سیگنال هارمونیک به ورودی اعمال می شود، ترانزیستور اول با نیم موج مثبت باز می شود و ترانزیستور دوم در این زمان در حالت قطع است.

در نتیجه، تنها نیمه موج های مثبت می توانند از بار عبور کنند. اما منفی ها ترانزیستور دوم را باز می کنند و اولی را کاملا خاموش می کنند. در این حالت فقط نیم موج های منفی در بار ظاهر می شوند. در نتیجه، سیگنال تقویت شده در قدرت در خروجی دستگاه ظاهر می شود. چنین مدار تقویت کننده ای با استفاده از ترانزیستورها کاملاً مؤثر است و می تواند عملکرد پایدار و تولید صدای با کیفیت بالا را ارائه دهد.

مدار ULF روی یک ترانزیستور

با مطالعه تمام ویژگی های شرح داده شده در بالا، می توانید با استفاده از یک پایه عنصر ساده، تقویت کننده را با دستان خود مونتاژ کنید. ترانزیستور را می توان از KT315 داخلی یا هر یک از آنالوگ های خارجی آن - به عنوان مثال BC107 استفاده کرد. به عنوان بار، شما باید از هدفون با مقاومت 2000-3000 اهم استفاده کنید. یک ولتاژ بایاس باید از طریق یک مقاومت 1 MΩ و یک خازن جداکننده 10 μF به پایه ترانزیستور اعمال شود. مدار را می توان از منبعی با ولتاژ 4.5-9 ولت، جریان 0.3-0.5 آمپر تغذیه کرد.

اگر مقاومت R1 متصل نباشد، جریانی در پایه و کلکتور وجود نخواهد داشت. اما هنگام اتصال، ولتاژ به سطح 0.7 ولت می رسد و جریانی در حدود 4 μA را می دهد. در این مورد، بهره جریان حدود 250 خواهد بود. از اینجا می توانید با استفاده از ترانزیستورها یک محاسبه ساده تقویت کننده انجام دهید و جریان کلکتور را پیدا کنید - معلوم می شود که برابر با 1 میلی آمپر است. با مونتاژ این مدار تقویت کننده ترانزیستور، می توانید آن را آزمایش کنید. یک بار را به خروجی - هدفون وصل کنید.

ورودی تقویت کننده را با انگشت خود لمس کنید - باید یک نویز مشخص ظاهر شود. اگر آنجا نباشد، به احتمال زیاد ساختار نادرست مونتاژ شده است. همه اتصالات و رتبه بندی عناصر را دوباره بررسی کنید. برای شفاف‌تر کردن نمایش، یک منبع صدا را به ورودی ULF وصل کنید - خروجی پخش‌کننده یا تلفن. به موسیقی گوش دهید و کیفیت صدا را ارزیابی کنید.