Beschrijving van de werking van de audio-eindversterker op MOSFET-transistors. De eenvoudigste laagfrequente versterkers op ULF-transistoren op 2 transistors met verschillende geleidbaarheidscircuits

10.02.2022

Nu kun je op internet een enorm aantal circuits vinden voor verschillende versterkers op microcircuits, voornamelijk de TDA-serie. Ze hebben redelijk goede eigenschappen, goede efficiëntie en zijn niet zo duur, in verband hiermee zijn ze zo populair. Tegen hun achtergrond blijven transistorversterkers echter onterecht vergeten, die, hoewel moeilijk in te stellen, niet minder interessant zijn.

Versterker circuit

In dit artikel zullen we het assemblageproces beschouwen van een zeer ongebruikelijke versterker die in klasse "A" werkt en slechts 4 transistors bevat. Dit schema werd in 1969 ontwikkeld door de Engelse ingenieur John Linsley Hood, ondanks zijn hoge leeftijd is het tot op de dag van vandaag relevant.

In tegenstelling tot IC-versterkers, vereisen transistorversterkers een zorgvuldige afstemming en selectie van transistors. Dit schema is geen uitzondering, hoewel het er uiterst eenvoudig uitziet. Transistor VT1 - ingang, PNP-structuren. U kunt experimenteren met verschillende PNP-transistoren met laag vermogen, waaronder germaniumtransistors, bijvoorbeeld MP42. Transistors zoals 2N3906, BC212, BC546, KT361 hebben zich in dit circuit goed bewezen als VT1. Transistor VT2 - NPN-structuren, gemiddeld of laag vermogen, KT801, KT630, KT602, 2N697, BD139, 2SC5707, 2SD2165 zijn hier geschikt. Bijzondere aandacht moet worden besteed aan de uitgangstransistoren VT3 en VT4, of beter gezegd, hun versterking. KT805, 2SC5200, 2N3055, 2SC5198 zijn hier goed geschikt voor. Het is noodzakelijk om twee identieke transistoren te selecteren met de dichtst mogelijke versterking, terwijl deze meer dan 120 moet zijn. Als de versterking van de uitgangstransistoren minder dan 120 is, moet een transistor met een hoge versterking (300 of meer) in de chauffeursfase (VT2).

Selectie van versterkerclassificaties

Sommige classificaties op het circuit worden geselecteerd op basis van de voedingsspanning van het circuit en de belastingsweerstand, enkele mogelijke opties worden weergegeven in de tabel:

Het wordt niet aanbevolen om de voedingsspanning met meer dan 40 volt te verhogen, de uitgangstransistors kunnen defect raken. Een kenmerk van klasse A-versterkers is een grote ruststroom en bijgevolg een sterke opwarming van transistors. Bij een voedingsspanning van bijvoorbeeld 20 volt en een ruststroom van 1,5 ampère verbruikt de versterker 30 watt, ongeacht of er een signaal op zijn ingang wordt gezet of niet. Tegelijkertijd wordt er 15 watt warmte afgevoerd naar elk van de uitgangstransistors, en dit is de kracht van een kleine soldeerbout! Daarom moeten transistoren VT3 en VT4 met koelpasta op een grote radiator worden geïnstalleerd.
Deze versterker is gevoelig voor zelfexcitatie, daarom wordt aan de uitgang een Zobel-circuit geplaatst: een weerstand van 10 Ohm en een condensator van 100 nF die in serie zijn geschakeld tussen aarde en het gemeenschappelijke punt van de uitgangstransistors (deze schakeling wordt getoond in het diagram door een stippellijn).
Wanneer u de versterker voor het eerst in de opening van de voedingsdraad inschakelt, moet u de ampèremeter inschakelen om de ruststroom te regelen. Totdat de uitgangstransistors zijn opgewarmd tot bedrijfstemperatuur, kan deze een beetje zweven, dit is heel normaal. Ook moet u, wanneer u hem voor de eerste keer inschakelt, de spanning meten tussen het gemeenschappelijke punt van de uitgangstransistoren (collector VT4 en emitter VT3) en aarde, er moet de helft van de voedingsspanning zijn. Als de spanning naar boven of naar beneden verschilt, moet u de afstemweerstand R2 draaien.

Versterker bord:

(downloads: 523)

Het bord is gemaakt volgens de LUT-methode.

Versterker door mij gebouwd

Een paar woorden over condensatoren, input en output. De capaciteit van de ingangscondensator in het diagram is aangegeven als 0,1 uF, maar deze capaciteit is niet voldoende. Als ingang moet een filmcondensator met een capaciteit van 0,68 - 1 μF worden geïnstalleerd, anders is een ongewenste laagfrequente uitschakeling mogelijk. De uitgangscondensator C5 moet worden genomen voor een spanning die niet minder is dan de voedingsspanning, je moet ook niet hebberig zijn met een capaciteit.
Het voordeel van deze versterkerschakeling is dat deze geen gevaar vormt voor de luidsprekers van het akoestische systeem, omdat de luidspreker is aangesloten via een scheidingscondensator (C5), waardoor er bij een constante spanning aan de uitgang bijvoorbeeld wanneer de versterker uitvalt, blijft de luidspreker intact, omdat de condensator geen constante spanning doorlaat.

- De buurman was het beu om op de batterij te kloppen. Hij zette de muziek harder zodat hij niet gehoord kon worden.
(Uit audiofiele folklore).

Het motto is ironisch, maar de audiofiel is niet per se "ziek in het hoofd" met de fysionomie van Josh Earnest op een briefing over de betrekkingen met de Russische Federatie, die "haast" omdat de buren "gelukkig" zijn. Iemand wil zowel thuis als in de hal naar serieuze muziek luisteren. De kwaliteit van de apparatuur hiervoor is noodzakelijk, wat voor liefhebbers van de decibel van luidheid als zodanig gewoon niet past waar verstandige mensen een geest hebben, maar voor de laatste komt deze geest voort uit de prijzen van geschikte versterkers (UMZCH, audiofrequentie eindversterker). En iemand langs de weg heeft de wens om zich bij nuttige en opwindende activiteiten aan te sluiten - de techniek van geluidsweergave en elektronica in het algemeen. Die in het digitale tijdperk onlosmakelijk met elkaar verbonden zijn en een zeer winstgevend en prestigieus beroep kunnen worden. De eerste stap in deze, in alle opzichten optimaal, is om met je eigen handen een versterker te maken: het is UMZCH dat het mogelijk maakt, met initiële training op basis van schoolfysica, aan dezelfde tafel, om van de eenvoudigste structuren voor een halve avond (die niettemin goed "zingen") naar de meest complexe eenheden te gaan, waardoor een goede rock band zal met plezier spelen. Het doel van deze publicatie is: om de eerste fasen van dit pad voor beginners te dekken en misschien iets nieuws te vertellen aan ervaren mensen.

Protozoa

Laten we dus om te beginnen proberen een geluidsversterker te maken die gewoon werkt. Om je grondig te verdiepen in geluidstechniek, zul je geleidelijk heel wat theoretisch materiaal onder de knie moeten krijgen en vergeet niet om je kennisbasis te verrijken naarmate je vordert. Maar elke "slimheid" is gemakkelijker te verteren als je ziet en voelt hoe het "in hardware" werkt. Ook in dit artikel kan het verder niet zonder theorie - in wat je eerst moet weten en wat kan worden verklaard zonder formules en grafieken. In de tussentijd is het voldoende om de multitester te kunnen gebruiken.

Opmerking: als u nog geen elektronica heeft gesoldeerd, houd er dan rekening mee dat de componenten ervan niet oververhit mogen raken! Soldeerbout - tot 40 W (beter dan 25 W), de maximaal toegestane soldeertijd zonder onderbreking is 10 s. De gesoldeerde kabel voor het koellichaam wordt met een medisch pincet 0,5-3 cm van de soldeerplaats vanaf de zijkant van de behuizing van het apparaat gehouden. Zuur en andere actieve vloeimiddelen mogen niet worden gebruikt! Soldeer - POS-61.

Links in afb.- de eenvoudigste UMZCH, "die gewoon werkt." Het kan worden gemonteerd op zowel germanium- als siliciumtransistors.

Op deze kruimel is het handig om de basis van het opzetten van de UMZCH onder de knie te krijgen met directe verbindingen tussen de cascades, die het helderste geluid geven:

Voor de eerste keer opstarten wordt de belasting (luidspreker) uitgeschakeld;
In plaats van R1 solderen we een ketting van een constante weerstand van 33 kOhm en een variabele (potentiometer) van 270 kOhm, d.w.z. eerste noot. vier keer kleiner, en de tweede ca. tweemaal de nominale waarde tegen het origineel volgens het schema;
We leveren stroom en stellen door het draaien van de potentiometerschuif op het punt gemarkeerd met een kruis de gespecificeerde collectorstroom VT1 in;
We verwijderen de stroom, solderen de tijdelijke weerstanden en meten hun totale weerstand;
Als R1 stellen we de nominale weerstand in van de standaardrij die het dichtst bij de gemeten is;
We vervangen R3 door een constante 470 Ohm ketting + 3.3 kOhm potentiometer;
Hetzelfde als volgens paragrafen. 3-5, incl. een stel de spanning gelijk aan de helft van de voedingsspanning.

Punt a, van waaruit het signaal naar de belasting wordt gebracht, is het zgn. middelpunt van de versterker. In UMZCH met unipolair vermogen wordt de helft van de waarde erin ingesteld, en in UMZCH met bipolair vermogen - nul ten opzichte van de gemeenschappelijke draad. Dit wordt het aanpassen van de balans van de versterker genoemd. In unipolaire UMZCH met capacitieve belastingontkoppeling is het niet nodig om het tijdens het instellen uit te schakelen, maar het is beter om eraan te wennen om het reflexief te doen: een ongebalanceerde 2-polaire versterker met een aangesloten belasting kan zijn eigen krachtige en dure uitgangstransistors verbranden, of zelfs "nieuwe, goede" en zeer dure krachtige luidspreker.

Opmerking: componenten die moeten worden geselecteerd bij het instellen van een apparaat in een lay-out, worden op de diagrammen aangegeven met een asterisk (*) of een apostrof-streepje (').

In het midden in dezelfde afb.- een eenvoudige UMZCH op transistors, die al vermogen ontwikkelt tot 4-6 W bij een belasting van 4 ohm. Hoewel het werkt, net als de vorige, in de zogenaamde. klasse AB1, niet bedoeld voor HiFi-geluid, maar als je een paar van zo'n klasse D-versterker (zie hieronder) vervangt in goedkope Chinese computerluidsprekers, verbetert hun geluid aanzienlijk. Hier leren we nog een trucje: krachtige uitgangstransistoren moeten op radiatoren worden geplaatst. Onderdelen die extra koeling nodig hebben, zijn in de schema's met een stippellijn omcirkeld; echter niet altijd; soms - met een indicatie van het vereiste afvoergebied van het koellichaam. Aanpassing van deze UMZCH - balanceren met R2.

Rechts in afb.- nog geen 350 W monster (zoals aan het begin van het artikel werd getoond), maar al een behoorlijk stevig beest: een simpele 100 W transistorversterker. Je kunt er muziek doorheen luisteren, maar geen Hi-Fi, de werkklasse is AB2. Voor het scoren van een picknickplaats of een buitenvergadering, een schoolvergadering of een kleine handelsvloer is het echter heel geschikt. Een amateurrockband, die zo'n UMZCH als instrument heeft, kan succesvol optreden.

In deze UMZCH komen nog 2 trucs naar voren: ten eerste moet bij zeer krachtige versterkers ook de opgebouwde cascade van een krachtige uitgang worden gekoeld, dus VT3 wordt op een radiator van 100 vierkante meter geplaatst. zie Voor uitgang VT4 en VT5 zijn radiatoren vanaf 400 vierkante meter nodig. zie Ten tweede zijn UMZCH met bipolaire voeding helemaal niet gebalanceerd zonder belasting. Ofwel de ene of de andere uitgangstransistor gaat in afsnijding en de geconjugeerde gaat in verzadiging. Dan kunnen stroomstoten tijdens het balanceren bij volledige voedingsspanning de uitgangstransistors vernietigen. Daarom wordt de versterker voor het balanceren (R6, raadde je dat?) gevoed vanaf +/-24 V, en in plaats van de belasting wordt een draadweerstand van 100 ... 200 Ohm meegeleverd. Trouwens, de kronkels in sommige van de weerstanden in het diagram zijn Romeinse cijfers, die hun vereiste warmteafvoervermogen aangeven.

Opmerking: een stroombron voor deze UMZCH heeft een vermogen van 600 watt of meer nodig. Afvlakkende filtercondensatoren - van 6800 uF tot 160 V. Parallel met de elektrolytische condensatoren van de IP worden keramische condensatoren van 0,01 uF ingeschakeld om zelfexcitatie bij ultrasone frequenties te voorkomen, die de uitgangstransistors onmiddellijk kunnen doorbranden.

Op de veldwerkers

Op het pad. rijst. - een andere optie voor een redelijk krachtige UMZCH (30 W, en met een voedingsspanning van 35 V - 60 W) op krachtige veldeffecttransistoren:

Het geluid ervan is al gebaseerd op de vereisten voor hifi op instapniveau (als de UMZCH natuurlijk werkt op de bijbehorende akoestische systemen, luidsprekers). Krachtige veldwerkers hebben niet veel vermogen nodig voor opbouw, dus er is geen pre-power cascade. Zelfs krachtige veldeffecttransistors verbranden de luidsprekers niet bij storingen - ze branden zelf sneller op. Ook onaangenaam, maar nog altijd goedkoper dan het vervangen van een dure basluidsprekerkop (GG). Balanceren en in het algemeen aanpassen aan dit UMZCH is niet nodig. Het heeft slechts één nadeel, zoals een ontwerp voor beginners: krachtige veldeffecttransistoren zijn veel duurder dan bipolaire voor een versterker met dezelfde parameters. IP-vereisten zijn hetzelfde als voorheen. gelegenheid, maar het vermogen is nodig vanaf 450 watt. Radiatoren - vanaf 200 m². cm.

Opmerking: het is niet nodig om krachtige UMZCH te bouwen op veldeffecttransistoren voor bijvoorbeeld schakelende voedingen. computer. Wanneer u ze probeert te "drijven" naar de actieve modus die nodig is voor de UMZCH, branden ze gewoon door of geven ze een zwak geluid, maar "geen" in kwaliteit. Hetzelfde geldt bijvoorbeeld voor krachtige bipolaire hoogspanningstransistoren. van het horizontaal scannen van oude tv's.

Recht omhoog

Als je de eerste stappen al hebt gezet, dan is het heel natuurlijk om te willen bouwen UMZCH klasse Hi-Fi, zonder al te diep in de theoretische jungle te gaan. Om dit te doen, moet je het instrumentenpark uitbreiden - je hebt een oscilloscoop, een audiofrequentiegenerator (GZCH) en een wisselstroom millivoltmeter nodig met de mogelijkheid om de constante component te meten. Als prototype voor herhaling kun je beter de UMZCH E. Gumeli nemen, uitgebreid beschreven in Radio nr. 1 voor 1989. Om hem te bouwen heb je een paar goedkope betaalbare componenten nodig, maar de kwaliteit voldoet aan zeer hoge eisen: vermogen tot 60 W, bandbreedte 20-20.000 Hz, ongelijkmatige frequentierespons 2 dB, niet-lineaire vervormingsfactor (THD) 0,01%, zelfruisniveau -86 dB. Het instellen van de Gumeli-versterker is echter best moeilijk; als je het aankunt, kun je elk ander aan. Enkele van de nu bekende omstandigheden vereenvoudigen echter de oprichting van dit UMZCH aanzienlijk, zie hieronder. Met dit in het achterhoofd en het feit dat niet iedereen erin slaagt om in de Radio-archieven te komen, zou het passend zijn de hoofdpunten te herhalen.

Regelingen van een eenvoudig UMZCH . van hoge kwaliteit

UMZCH Gumeli-schema's en specificaties daarvoor worden in de afbeelding gegeven. Radiatoren van uitgangstransistoren - vanaf 250 m². zie voor UMZCH volgens afb. 1 en vanaf 150 m². zie voor variant volgens afb. 3 (nummering is origineel). De transistors van de pre-uitgangstrap (KT814/KT815) zijn gemonteerd op radiatoren die zijn gebogen uit aluminium platen van 75x35 mm met een dikte van 3 mm. Het is niet de moeite waard om KT814 / KT815 te vervangen door KT626 / KT961, het geluid verbetert niet merkbaar, maar het is serieus moeilijk vast te stellen.

Deze UMZCH is zeer kritisch voor de stroomvoorziening, installatietopologie en algemeen, daarom moet deze in een constructief afgewerkte vorm worden afgesteld en alleen met een standaard stroombron. Wanneer u probeert te voeden vanaf een gestabiliseerd IP-adres, branden de uitgangstransistoren onmiddellijk door. Daarom is in afb. tekeningen van originele printplaten en instructies voor het opzetten worden gegeven. Er kan aan worden toegevoegd dat, ten eerste, als "excitatie" merkbaar is bij de eerste start, ze ermee vechten door de inductantie L1 te veranderen. Ten tweede mogen de aansluitdraden van de op de planken geïnstalleerde onderdelen niet langer zijn dan 10 mm. Ten derde is het hoogst onwenselijk om de installatietopologie te wijzigen, maar als het zeer noodzakelijk is, moet er een framescherm aan de zijkant van de geleiders zijn (aardlus, gemarkeerd in de afbeelding) en moeten de voedingspaden erbuiten lopen .

Opmerking: breuken in de sporen waarop de bases van krachtige transistors zijn aangesloten - technologische, om vast te stellen, waarna ze worden verzegeld met druppels soldeer.

De oprichting van dit UMZCH is sterk vereenvoudigd en het risico op "opwinding" tijdens het gebruik wordt tot nul gereduceerd als:

Minimaliseer de onderlinge bedrading door kaarten op transistorkoellichamen met hoog vermogen te plaatsen.
Laat de connectoren aan de binnenkant volledig achter en voer de hele installatie alleen uit door te solderen. Dan heb je R12, R13 in een krachtige versie of R10 R11 in een minder krachtige versie niet nodig (ze zijn gestippeld op de diagrammen).
Gebruik de minimale lengte van zuurstofvrije koperen audiokabels voor bedrading binnenshuis.

Wanneer aan deze voorwaarden wordt voldaan, zijn er geen problemen met excitatie en wordt de oprichting van UMZCH teruggebracht tot een routineprocedure, beschreven in Fig.

Draden voor geluid

Audiokabels zijn geen inactieve fictie. De noodzaak voor het gebruik ervan op dit moment valt niet te ontkennen. In koper met een mengsel van zuurstof wordt de dunste oxidefilm gevormd op de vlakken van metaalkristallieten. Metaaloxiden zijn halfgeleiders en als de stroom in de draad zwak is zonder een constante component, is de vorm vervormd. In theorie zouden vervormingen op ontelbare kristallieten elkaar moeten compenseren, maar er blijft heel weinig (het lijkt erop, vanwege de kwantumonzekerheden). Genoeg om opgemerkt te worden door veeleisende luisteraars tegen de achtergrond van het puurste geluid van het moderne UMZCH.

Fabrikanten en handelaren schuiven zonder gewetenswroeging gewoon elektrisch koper weg in plaats van zuurstofvrij koper - het is onmogelijk om het een met het oog van het ander te onderscheiden. Er is echter een strekking waar een nep niet eenduidig is: een twisted-pair kabel voor computernetwerken. Zet een raster met lange segmenten aan de linkerkant, het zal ofwel helemaal niet starten, of het zal constant falen. Verspreiding van impulsen, weet je.

De auteur, toen er nog gesproken werd over audiokabels, realiseerde zich dat dit in principe geen loos geklets was, vooral omdat zuurstofvrije kabels tegen die tijd al lang werden gebruikt in speciale apparatuur, waarmee hij goed bekend was door de aard van zijn activiteit. Toen nam ik het en verving het gewone snoer van mijn TDS-7-koptelefoon door een zelfgemaakte van een "vitukha" met flexibele gevlochten draden. Het geluid, op het gehoor, is gestaag verbeterd voor analoge tracks door, d.w.z. op weg van de studiomicrofoon naar de schijf, nooit gedigitaliseerd. Opnamen op vinyl gemaakt met behulp van DMM-technologie (Direct Meta lMastering, direct metal deposition) klonken bijzonder helder. Daarna werd de interblock-editing van alle home-audio geconverteerd naar "vitushny". Toen begonnen volledig willekeurige mensen de verbetering van het geluid op te merken, ze waren onverschillig voor muziek en waren niet van tevoren gewaarschuwd.

Hoe u verbindingsdraden maakt van getwiste aderparen, zie hierna. video.

Video: doe-het-zelf twisted-pair verbindingsdraden

Helaas verdween de flexibele "vituha" al snel uit de verkoop - hij hield niet goed stand in gekrompen connectoren. Ter informatie van de lezers is de flexibele "militaire" draad MGTF en MGTFE (afgeschermd) echter alleen gemaakt van zuurstofvrij koper. Vervalsing is onmogelijk, want. op gewoon koper spreidt fluoroplastische tape-isolatie zich vrij snel uit. MGTF is nu overal verkrijgbaar en is veel goedkoper dan merkgebonden, gegarandeerde audiokabels. Het heeft één nadeel: het kan niet gekleurd worden gedaan, maar dit kan worden gecorrigeerd met tags. Er zijn ook zuurstofvrije wikkeldraden, zie hieronder.

Theoretisch intermezzo

Zoals je kunt zien, hadden we al in de vroege stadia van het beheersen van geluidstechniek te maken met het concept van Hi-Fi (High Fidelity), high-fidelity van geluidsweergave. Hi-Fi is er in verschillende niveaus, die als volgende worden gerangschikt. belangrijkste parameters:

Band van reproduceerbare frequenties.
Dynamisch bereik - de verhouding in decibel (dB) van het maximale (piek) uitgangsvermogen tot het niveau van eigen ruis.
Zelfruisniveau in dB.
Niet-lineaire vervormingsfactor (THD) bij nominaal (langdurig) uitgangsvermogen. SOI bij piekvermogen wordt verondersteld 1% of 2% te zijn, afhankelijk van de meettechniek.
Onregelmatigheden in de amplitude-frequentiekarakteristiek (AFC) in de reproduceerbare frequentieband. Voor luidsprekers - afzonderlijk op lage (LF, 20-300 Hz), medium (MF, 300-5000 Hz) en hoge (HF, 5000-20.000 Hz) audiofrequenties.

Opmerking: de verhouding van de absolute niveaus van alle waarden van I in (dB) wordt gedefinieerd als P(dB) = 20lg(I1/I2). Als ik1

U moet alle subtiliteiten en nuances van Hi-Fi kennen bij het ontwerpen en bouwen van luidsprekers, en wat betreft een zelfgemaakte Hi-Fi UMZCH voor thuis, voordat u hiermee verder gaat, moet u duidelijk de vereisten voor hun vermogen begrijpen vereist voor het scoren van een bepaalde ruimte, dynamisch bereik (dynamiek), zelfruisniveau en SOI. Het is niet moeilijk om uit de UMZCH een frequentieband van 20-20.000 Hz te halen met een blokkering aan de randen van 3 dB en een frequentieresponsongelijkheid in het middenbereik van 2 dB op een moderne elementbasis is niet erg moeilijk.

Volume

De kracht van de UMZCH is geen doel op zich, het moet zorgen voor het optimale volume van de geluidsweergave in een bepaalde ruimte. Het kan worden bepaald door krommen van gelijke luidheid, zie fig. Natuurlijk geluid in woongebouwen is stiller dan 20 dB; 20 dB is de wildernis in volledige rust. Het volumeniveau van 20 dB ten opzichte van de gehoordrempel is de drempel van verstaanbaarheid - je kunt nog steeds het gefluister horen, maar de muziek wordt alleen waargenomen als een feit van zijn aanwezigheid. Een ervaren muzikant kan zien welk instrument speelt, maar niet precies wat.

40 dB - het normale geluid van een goed geïsoleerd stadsappartement in een rustige omgeving of een landhuis - vertegenwoordigt de drempel van verstaanbaarheid. Muziek van de drempel van verstaanbaarheid tot de drempel van verstaanbaarheid kan worden beluisterd met een diepe correctie van de frequentierespons, voornamelijk in bas. Om dit te doen, wordt de MUTE-functie geïntroduceerd in het moderne UMZCH (mute, mutatie, niet mutatie!), Waaronder resp. corrigerende circuits in UMZCH.

90 dB is het volumeniveau van een symfonieorkest in een zeer goede concertzaal. 110 dB kan een uitgebreid orkest geven in een zaal met een unieke akoestiek, waarvan er niet meer dan 10 in de wereld zijn, dit is de drempel van perceptie: luidere geluiden worden met een wilsinspanning zelfs als onderscheidend in betekenis waargenomen, maar al vervelend geluid. De luidheidszone in woongebouwen van 20-110 dB is de zone van volledige hoorbaarheid en 40-90 dB is de zone met de beste hoorbaarheid, waarin onvoorbereide en onervaren luisteraars de betekenis van het geluid volledig waarnemen. Als hij er natuurlijk in zit.

Stroom

Het berekenen van het vermogen van de apparatuur voor een bepaald volume in de luisterruimte is misschien wel de belangrijkste en moeilijkste taak van elektro-akoestiek. Voor jezelf, in omstandigheden is het beter om van akoestische systemen (AS) te gaan: bereken hun vermogen met een vereenvoudigde methode, en neem het nominale (lange termijn) vermogen van de UMZCH gelijk aan de piek (muzikale) luidsprekers. In dit geval zal de UMZCH zijn vervormingen niet merkbaar aan die luidsprekers toevoegen, ze zijn al de belangrijkste bron van niet-lineariteit in het audiopad. Maar de UMZCH moet niet te krachtig worden gemaakt: in dit geval kan het niveau van zijn eigen geluid boven de hoorbaarheidsdrempel liggen, omdat. het wordt beschouwd vanaf het spanningsniveau van het uitgangssignaal bij maximaal vermogen. Als het vrij eenvoudig is om te overwegen, dan kun je voor een kamer van een gewoon appartement of huis en luidsprekers met een normale karakteristieke gevoeligheid (geluidsuitvoer) een spoor volgen. UMZCH optimale vermogenswaarden:

Tot 8 vierkante meter m - 15-20 W.
8-12 vierkante meter m - 20-30 W.
12-26 vierkante meter m - 30-50 W.
26-50 vierkante meter m - 50-60 W.
50-70 vierkante meter m - 60-100 watt.
70-100 vierkante meter m - 100-150 watt.
100-120 vierkante meter m - 150-200 watt.
Meer dan 120 vierkante m - wordt bepaald door berekening volgens akoestische metingen ter plaatse.

dynamiek

Het dynamisch bereik van UMZCH wordt bepaald door gelijke luidheidscurven en drempelwaarden voor verschillende mate van perceptie:

Symfonische muziek en jazz met symfonische begeleiding - 90 dB (110 dB - 20 dB) ideaal, 70 dB (90 dB - 20 dB) acceptabel. Geluid met een dynamiek van 80-85 dB in een stadsappartement zal door geen enkele deskundige van ideaal worden onderscheiden.
Andere serieuze muziekgenres - 75 dB is uitstekend, 80 dB is overdreven.
Pops van welke aard dan ook en filmsoundtracks - 66 dB voor de ogen is genoeg, want. deze opusen zijn al gecomprimeerd in niveaus tot 66 dB en zelfs tot 40 dB tijdens het opnemen, zodat je naar alles kunt luisteren.

Het dynamisch bereik van de UMZCH, correct geselecteerd voor een bepaalde ruimte, wordt beschouwd als gelijk aan zijn eigen geluidsniveau, genomen met een + teken, dit is het zogenaamde. signaal - ruis verhouding.

DUS IK

Niet-lineaire vervormingen (NI) UMZCH zijn componenten van het spectrum van het uitgangssignaal, die niet in de ingang waren. Theoretisch is het het beste om de NI onder het niveau van zijn eigen ruis te "duwen", maar technisch is dit erg moeilijk te implementeren. In de praktijk houden ze rekening met de zgn. maskeereffect: bij volumeniveaus onder ca. Met 30 dB wordt het frequentiebereik dat door het menselijk oor wordt waargenomen kleiner, evenals het vermogen om geluiden op frequentie te onderscheiden. Muzikanten horen noten, maar het timbre van de klank is moeilijk in te schatten. Bij mensen zonder muzikaal oor wordt het maskerende effect al waargenomen bij een volume van 45-40 dB. Daarom zal UMZCH met een THD van 0,1% (-60 dB vanaf een volumeniveau van 110 dB) door een gewone luisteraar als Hi-Fi worden beoordeeld en met een THD van 0,01% (-80 dB) als niet het geluid vervormen.

lampen

De laatste uitspraak zal misschien tot woedende afwijzing leiden onder aanhangers van buizencircuits: ze zeggen dat alleen buizen echt geluid geven, en niet zomaar een, maar bepaalde soorten octale. Rustig, heren - een speciaal buizengeluid is geen fictie. De reden is fundamenteel verschillende vervormingsspectra voor elektronische buizen en transistors. Die op hun beurt te wijten zijn aan het feit dat de elektronenstroom in de lamp in een vacuüm beweegt en er geen kwantumeffecten in optreden. Een transistor is een kwantumapparaat, waarbij kleine ladingsdragers (elektronen en gaten) in een kristal bewegen, wat over het algemeen onmogelijk is zonder kwantumeffecten. Daarom is het spectrum van buisvervormingen kort en schoon: alleen harmonischen tot de 3e - 4e zijn duidelijk zichtbaar en er zijn zeer weinig combinatorische componenten (sommen en verschillen van de frequenties van het ingangssignaal en hun harmonischen). Daarom werd SOI in de dagen van vacuümcircuits de harmonische coëfficiënt (KH) genoemd. Bij transistoren is het vervormingsspectrum (als ze meetbaar zijn, is de reservering willekeurig, zie hieronder) te herleiden tot de 15e en hogere componenten, en daar zitten meer dan genoeg combinatiefrequenties in.

Aan het begin van solid-state elektronica namen de ontwerpers van getransistoriseerde UMZCH voor hen de gebruikelijke "buis" SOI van 1-2%; een geluid met een buizenvervormingsspectrum van deze omvang wordt door de gewone luisteraar als schoon ervaren. Trouwens, het concept van hifi bestond toen nog niet. Het bleek - ze klinken saai en doof. In het proces van de ontwikkeling van transistortechnologie is een begrip ontwikkeld van wat hifi is en wat daarvoor nodig is.

Op dit moment zijn de groeipijnen van de transistortechnologie met succes overwonnen en worden zijfrequenties aan de uitgang van een goede UMZCH nauwelijks vastgelegd door speciale meetmethoden. En lampschakelingen kunnen worden beschouwd als zijnde overgegaan in de categorie van kunst. De basis kan elke zijn, waarom kan elektronica daar niet heen? Een analogie met fotografie zou hier op zijn plaats zijn. Niemand kan ontkennen dat een moderne digitale SLR een beeld onmetelijk helderder, gedetailleerder, dieper qua helderheid en kleurbereik geeft dan een multiplex kist met accordeon. Maar iemand met de coolste Nikon "klikt op foto's" zoals "dit is mijn dikke kat werd dronken als een klootzak en slaapt met zijn poten gespreid", en iemand met Smena-8M op een Svemov z/w film maakt een foto waarvoor mensen verdringen zich op een prestigieuze tentoonstelling.

Opmerking: en nogmaals kalmeren - niet alles is zo slecht. Tot op heden hebben UMZCH's met laag vermogen nog minstens één toepassing over, en niet de minste, waarvoor ze technisch noodzakelijk zijn.

experimentele stand

Veel audioliefhebbers, die nauwelijks hebben geleerd hoe ze moeten solderen, gaan onmiddellijk "naar de lampen". Dit verdient geenszins een veroordeling, integendeel. Belangstelling voor de oorsprong is altijd terecht en nuttig, en elektronica is dat geworden op lampen. De eerste computers waren op buizen gebaseerd en de elektronische apparatuur aan boord van het eerste ruimtevaartuig was ook op buizen gebaseerd: er waren toen al transistors, maar die waren niet bestand tegen buitenaardse straling. Trouwens, toen werden er onder strikte geheimhouding ook buis ... microschakelingen gemaakt! Koude kathode microlampen. De enige bekende vermelding ervan in open bronnen is in het zeldzame boek van Mitrofanov en Pickersgil "Modern ontvangende-versterkingslampen".

Maar genoeg van de teksten, laten we aan de slag gaan. Voor wie graag aan de lampen in fig. - een diagram van een banklamp UMZCH, speciaal ontworpen voor experimenten: SA1 schakelt de bedrijfsmodus van de uitgangslamp en SA2 schakelt de voedingsspanning. Het circuit is goed bekend in de Russische Federatie, een kleine verfijning raakte alleen de uitgangstransformator: nu kun je niet alleen je native 6P7S in verschillende modi "aansturen", maar ook de schermraster-schakelverhouding voor andere lampen in ultralineaire modus selecteren ; voor de overgrote meerderheid van de output pentodes en bundeltetrodes is het 0,22-0,25 of 0,42-0,45. Zie hieronder voor de productie van uitgangstransformatoren.

Gitaristen en rockers

Dit is het geval wanneer je niet zonder lampen kunt. Zoals je weet, werd de elektrische gitaar een volwaardig solo-instrument nadat het voorversterkte signaal van de pick-up door een speciaal voorvoegsel - een fuser - was geleid, waardoor het spectrum opzettelijk werd vervormd. Zonder dit was het geluid van de snaar te scherp en te kort, want. een elektromagnetische pickup reageert alleen op de modi van zijn mechanische trillingen in het vlak van de zangbodem van het instrument.

Al snel deed zich een onaangename omstandigheid voor: het geluid van een elektrische gitaar met een fuser krijgt pas bij hoge volumes zijn volle kracht en helderheid. Dit is vooral duidelijk voor gitaren met een humbucker-pickup, die het meest "slechte" geluid geeft. Maar hoe zit het met een beginner die thuis moet repeteren? Ga niet naar de zaal om op te treden, niet precies wetend hoe het instrument daar zal klinken. En alleen rockliefhebbers willen met volle teugen naar hun favoriete dingen luisteren, en rockers zijn over het algemeen fatsoenlijke en niet-conflicterende mensen. Tenminste degenen die geïnteresseerd zijn in rockmuziek, en niet in een buitensporige omgeving.

Het bleek dus dat het fatale geluid verschijnt op volumeniveaus die acceptabel zijn voor woongebouwen, als de UMZCH een buis is. De reden is de specifieke interactie van het signaalspectrum van de fuser met een schoon en kort spectrum van buisharmonischen. Ook hier is een analogie op zijn plaats: een zwart-witfoto kan veel expressiever zijn dan een kleurenfoto, omdat. laat alleen de contour en het licht om te bekijken.

Degenen die een buizenversterker niet nodig hebben voor experimenten, maar vanwege technische noodzaak, hebben lange tijd geen tijd om de fijne kneepjes van buizenelektronica onder de knie te krijgen, ze zijn gepassioneerd door anderen. UMZCH is in dit geval beter om transformatorloos te doen. Om precies te zijn, met een single-ended bijpassende uitgangstransformator die werkt zonder constante bias. Deze aanpak vereenvoudigt en versnelt de fabricage van de meest complexe en kritische montage van de lamp UMZCH aanzienlijk.

"Transformerloze" UMZCH buizen eindtrap en voorversterkers ervoor

Rechts in afb. een diagram van een transformatorloze eindtrap van een buizen UMZCH wordt gegeven, en aan de linkerkant zijn opties voor een voorversterker ervoor. Boven - met een toonregeling volgens het klassieke Baksandal-schema, dat een vrij diepe aanpassing geeft, maar kleine fasevervormingen in het signaal introduceert, wat aanzienlijk kan zijn bij het bedienen van de UMZCH op een 2-weg luidspreker. Hieronder staat een eenvoudigere voorversterker met toonregeling die het signaal niet vervormt.

Maar laten we teruggaan naar het einde. In een aantal buitenlandse bronnen wordt dit circuit als een openbaring beschouwd, maar identiek daaraan, met uitzondering van de capaciteit van elektrolytische condensatoren, wordt gevonden in het Sovjet Radio Amateur's Handbook van 1966. Een dik boek van 1060 pagina's. Er was toen nog geen internet en databases op schijven.

Op dezelfde plaats, rechts in de figuur, worden de tekortkomingen van deze regeling kort maar duidelijk beschreven. Verbeterd, uit dezelfde bron, gegeven op het parcours. rijst. rechts. Daarin wordt het schermrooster L2 gevoed vanuit het middelpunt van de anodegelijkrichter (de anodewikkeling van de vermogenstransformator is symmetrisch), en het schermrooster L1 door de belasting. Als je, in plaats van hoogohmige luidsprekers, een bijpassende transformator aanzet met een conventionele luidspreker, zoals in de vorige. circuit, het uitgangsvermogen is ca. 12 W, omdat de actieve weerstand van de primaire wikkeling van de transformator is veel minder dan 800 ohm. SOI van deze laatste trap met een transformatoruitgang - ca. 0,5%

Hoe maak je een transformator?

De belangrijkste vijanden van de kwaliteit van een krachtige signaal-laagfrequente (geluids) transformator zijn het magnetische strooiveld, waarvan de krachtlijnen gesloten zijn, het magnetische circuit (kern) omzeilend, wervelstromen in het magnetische circuit (Foucault-stromen) en, in mindere mate, magnetostrictie in de kern. Door dit fenomeen "zingt", zoemt of piept een onzorgvuldig gemonteerde transformator. Foucault-stromen worden bestreden door de dikte van de platen van het magnetische circuit te verminderen en ze tijdens de montage bovendien te isoleren met vernis. Voor uitgangstransformatoren is de optimale dikte van de platen 0,15 mm, de maximaal toegestane is 0,25 mm. Voor de uitgangstransformator mogen geen dunnere platen worden gebruikt: de vulfactor van de kern (de centrale kern van het magnetische circuit) met staal zal dalen, de doorsnede van het magnetische circuit zal moeten worden vergroot om een bepaald vermogen te verkrijgen, dat zal de vervorming en verliezen daarin alleen maar vergroten.

In de kern van een audiotransformator die werkt met een constante voorspanning (bijv. anodestroom van een enkelzijdige uitgangstrap), moet er een kleine (bepaald door berekening) niet-magnetische opening zijn. De aanwezigheid van een niet-magnetische opening vermindert enerzijds de signaalvervorming door constante bias; aan de andere kant verhoogt het in een conventioneel magnetisch circuit het strooiveld en vereist het een grotere kern. Daarom moet de niet-magnetische opening optimaal worden berekend en zo nauwkeurig mogelijk worden uitgevoerd.

Voor transformatoren die met magnetisatie werken, is het optimale type kern gemaakt van Shp-platen (geperforeerd), pos. 1 op afb. Daarin wordt een niet-magnetische opening gevormd tijdens de penetratie van de kern en is daarom stabiel; de waarde ervan wordt aangegeven in het paspoort voor de platen of gemeten met een set sondes. Het verdwaalde veld is minimaal, omdat de zijtakken waardoor de magnetische flux sluit, zijn solide. SHP-platen worden vaak gebruikt om transformatorkernen te assembleren zonder magnetisatie, omdat: SHP-platen zijn gemaakt van hoogwaardig transformatorstaal. In dit geval wordt de kern overlappend geassembleerd (de platen worden met een inkeping in de ene of de andere richting geplaatst) en wordt de doorsnede ervan met 10% verhoogd ten opzichte van de berekende.

Het is beter om transformatoren zonder magnetisatie op USh-kernen te winden (verminderde hoogte met verbrede vensters), pos. 2. In hen wordt de vermindering van het strooiveld bereikt door de lengte van het magnetische pad te verkleinen. Omdat USh-platen toegankelijker zijn dan Shp, worden er vaak ook transformatorkernen met magnetisatie van gemaakt. Vervolgens wordt de assemblage van de kern in een snede uitgevoerd: een pakket W-platen wordt geassembleerd, een strook niet-geleidend niet-magnetisch materiaal wordt gelegd met een dikte gelijk aan de waarde van de niet-magnetische opening, bedekt met een juk uit een pakket truien en samengetrokken door een clip.

Opmerking:"Audio" signaal magnetische circuits van het ShLM-type voor uitgangstransformatoren van hoogwaardige buizenversterkers hebben weinig nut, ze hebben een groot strooiveld.

Op pos. 3 is een diagram van de afmetingen van de kern voor het berekenen van de transformator, op pos. 4 opwindframe ontwerp, en op pos. 5 - patronen van zijn details. Wat betreft de transformator voor de "transformatorloze" eindtrap, het is beter om het op de SLMme te doen met een overlap, omdat. de bias is verwaarloosbaar (de biasstroom is gelijk aan de stroom van het schermraster). De belangrijkste taak hier is om de wikkelingen zo compact mogelijk te maken om het strooiveld te verminderen; hun actieve weerstand zal toch veel minder dan 800 ohm blijken te zijn. Hoe meer vrije ruimte er in de ramen was, hoe beter de transformator bleek te zijn. Daarom draaien de windingen om te draaien (als er geen wikkelmachine is, dit is een vreselijke machine) van de dunst mogelijke draad, wordt de anodewikkelingscoëfficiënt voor de mechanische berekening van de transformator genomen als 0,6. De wikkeldraad is van de merken PETV of PEMM, ze hebben een zuurstofvrije kern. Het is niet nodig om PETV-2 of PEMM-2 te nemen, ze hebben een grotere buitendiameter door dubbele lak en het verstrooiingsveld zal groter zijn. De primaire wikkeling wordt eerst opgewonden, omdat. het is het verdwaalde veld dat het geluid het meest beïnvloedt.

IJzer voor deze trafo moet gezocht worden met gaten in de hoeken van de platen en klemmen (zie figuur rechts), want. "Voor volledig geluk" wordt de montage van het magnetische circuit als volgt uitgevoerd. bestelling (uiteraard moeten de wikkelingen met draden en buitenisolatie al op het frame zitten):

Bereid halfverdunde acrylvernis of, op de ouderwetse manier, schellak;
Borden met jumpers worden snel aan één kant gelakt en zo snel mogelijk in het frame gezet, zonder hard te drukken. De eerste plaat wordt met de gelakte kant naar binnen geplaatst, de volgende - met de ongelakte kant naar de gelakte kant, enz.;
Wanneer het framevenster vol is, worden nietjes aangebracht en stevig vastgedraaid met bouten;
Na 1-3 minuten, wanneer de extrusie van vernis uit de openingen schijnbaar stopt, worden de platen opnieuw toegevoegd totdat het venster is gevuld;
Herhaal alinea's. 2-4 totdat het raam stevig is ingepakt met staal;
De kern wordt weer strak getrokken en gedroogd op een batterij of iets dergelijks. 3-5 dagen.

De met deze technologie geassembleerde kern heeft een zeer goede plaatisolatie en staalvulling. Verliezen als gevolg van magnetostrictie worden helemaal niet gedetecteerd. Maar houd er rekening mee - voor de kernen van hun permalloy is deze techniek niet van toepassing, omdat. door sterke mechanische invloeden gaan de magnetische eigenschappen van permalloy onomkeerbaar achteruit!

op microchips

UMZCH op geïntegreerde schakelingen (IC's) worden meestal gemaakt door diegenen die tevreden zijn met geluidskwaliteit tot gemiddelde Hi-Fi, maar meer aangetrokken worden door goedkoop, snelheid, montagegemak en de volledige afwezigheid van enige aanpassingsprocedures die speciale kennis vereisen . Gewoon, een versterker op microschakelingen is de beste optie voor dummies. De klassieker van het genre hier is UMZCH op de TDA2004 IC, staande op de serie, God verhoede, voor 20 jaar, aan de linkerkant in fig. Vermogen - tot 12 W per kanaal, voedingsspanning - 3-18 V unipolair. Radiatoroppervlak - vanaf 200 m². zie voor maximaal vermogen. Het voordeel is de mogelijkheid om te werken met een zeer lage weerstand, tot 1,6 Ohm, belasting, waardoor u het volledige vermogen kunt verwijderen wanneer het wordt gevoed via het 12 V-boordnetwerk, en 7-8 W - met een 6-volt stroomvoorziening, bijvoorbeeld op een motorfiets. De TDA2004-uitgang in klasse B is echter niet-complementair (op transistors met dezelfde geleidbaarheid), dus het geluid is zeker geen Hi-Fi: THD 1%, dynamiek 45 dB.

De modernere TDA7261 geeft geen beter geluid, maar krachtiger, tot 25 W, namelijk. de bovengrens van de voedingsspanning is verhoogd naar 25V. TDA7261 kan worden aangestuurd vanuit bijna alle boordnetwerken, behalve vliegtuigen 27 V. Met behulp van scharnierende componenten (omsnoering, rechts in de afbeelding), kan TDA7261 in mutatiemodus en met de St-By (Stand By , wait) functie, die de UMZCH naar de modus voor minimaal stroomverbruik schakelt wanneer er gedurende een bepaalde tijd geen ingangssignaal is. Voorzieningen kosten geld, dus voor een stereo heb je een paar TDA7261 nodig met radiatoren vanaf 250 m². zie voor elk.

Opmerking: als je je aangetrokken voelt tot versterkers met de St-By-functie, houd er dan rekening mee dat je daar geen luidsprekers breder dan 66 dB van mag verwachten.

"Superzuinig" qua vermogen TDA7482, links in de figuur, werkend in de zogenaamde. klasse D. Dergelijke UMZCH worden soms digitale versterkers genoemd, wat niet waar is. Voor echte digitalisering worden niveaumonsters genomen van een analoog signaal met een kwantiseringsfrequentie van ten minste tweemaal de hoogste van de reproduceerbare frequenties, de waarde van elk monster wordt vastgelegd in een foutcorrigerende code en opgeslagen voor toekomstig gebruik. UMZCH klasse D - gepulseerd. Daarin wordt de analoog direct omgezet in een reeks hoogfrequente pulsbreedtegemoduleerde (PWM) pulsen, die via een laagdoorlaatfilter (LPF) naar de luidspreker wordt gevoerd.

Klasse D-geluid heeft niets te maken met hifi: THD van 2% en dynamiek van 55 dB voor UMZCH klasse D worden als zeer goede indicatoren beschouwd. En TDA7482 hier moet ik zeggen dat de keuze niet optimaal is: andere bedrijven die gespecialiseerd zijn in klasse D produceren UMZCH IC's goedkoper en hebben minder omsnoering nodig, bijvoorbeeld de Paxx D-UMZCH-serie, rechts in Fig.

Van de TDA's moet de 4-kanaals TDA7385 worden opgemerkt, zie de figuur, waarop je een goede versterker kunt monteren voor speakers tot en met medium Hi-Fi, met frequentiescheiding in 2 banden of voor een systeem met een subwoofer. Het filteren van lage frequenties en midden hoge frequenties gebeurt in beide gevallen aan de ingang op een zwak signaal, wat het ontwerp van de filters vereenvoudigt en een diepere scheiding van de banden mogelijk maakt. En als de akoestiek subwoofer is, kunnen 2 kanalen van de TDA7385 worden toegewezen voor de sub-ULF van het brugcircuit (zie hieronder), en de resterende 2 kunnen worden gebruikt voor midrange-hoge frequenties.

UMZCH voor subwoofer

Een subwoofer, die kan worden vertaald als een "subwoofer" of, letterlijk, "een subwoofer", reproduceert frequenties tot 150-200 Hz, in dit bereik zijn menselijke oren praktisch niet in staat om de richting naar de geluidsbron te bepalen. Bij speakers met een subwoofer is de “subwoofer” speaker in een aparte akoestische uitvoering geplaatst, dit is de subwoofer als zodanig. De subwoofer wordt in principe geplaatst omdat het handiger is, en het stereo-effect wordt geleverd door afzonderlijke MF-HF-kanalen met hun eigen kleine luidsprekers, voor het akoestische ontwerp waaraan geen bijzonder serieuze eisen worden gesteld. Kenners zijn het erover eens dat het nog steeds beter is om naar stereo te luisteren met volledige kanaalscheiding, maar subwoofersystemen besparen aanzienlijk geld of arbeid op het baspad en maken het gemakkelijker om akoestiek in kleine kamers te plaatsen, daarom zijn ze populair bij consumenten met een normaal gehoor en niet bijzonder veeleisend.

"Lekkage" van midrange-hoge frequenties naar de subwoofer en van daaruit naar de lucht, bederft de stereo enorm, maar als je de subbas scherp "afsnijdt", wat trouwens erg moeilijk en duur is, dan een geluid springeffect dat zeer onaangenaam is voor het oor zal optreden. Daarom wordt kanaalfiltering in subwoofersystemen twee keer gedaan. Aan de ingang onderscheiden MF-HF met bas "staarten" zich door elektrische filters, die het MF-HF-pad niet overbelasten, maar zorgen voor een soepele overgang naar sub-bas. Bas met midrange "staarten" worden gecombineerd en naar een aparte UMZCH voor de subwoofer gevoerd. Het middenbereik wordt eruit gefilterd zodat de stereo niet verslechtert, het is al akoestisch in de subwoofer: de subwoofer wordt bijvoorbeeld geplaatst in de scheidingswand tussen de resonatorkamers van de subwoofer, die het middenbereik niet doorlaten, zie op rechts in afb.

Aan de UMZCH worden een aantal specifieke eisen gesteld aan een subwoofer, waarvan de "dummies" het grootst mogelijke vermogen als belangrijkste beschouwen. Dit is helemaal verkeerd, als bijvoorbeeld de berekening van de akoestiek voor een kamer een piekvermogen W geeft voor één luidspreker, dan heeft het vermogen van de subwoofer 0,8 (2W) of 1,6W nodig. Als luidsprekers S-30 bijvoorbeeld geschikt zijn voor de kamer, dan is een subwoofer nodig van 1,6x30 \u003d 48 watt.

Het is veel belangrijker om te zorgen voor de afwezigheid van fase- en voorbijgaande vervormingen: als ze verdwijnen, zal er zeker een geluidssprong zijn. Wat THD betreft, deze is acceptabel tot 1% Basvervormingen van dit niveau zijn niet hoorbaar (zie curven van gelijke luidheid), en de "staarten" van hun spectrum in het best hoorbare middenbereik komen niet uit de subwoofer.

Om fase- en voorbijgaande vervormingen te voorkomen, is de versterker voor de subwoofer gebouwd volgens de zogenaamde. brugschakeling: de uitgangen van 2 identieke UMZCH worden via de luidspreker in tegengestelde richting ingeschakeld; de signalen naar de ingangen zijn in tegenfase. De afwezigheid van fase- en tijdelijke vervorming in het brugcircuit is te wijten aan de volledige elektrische symmetrie van de uitgangssignaalpaden. De identiteit van de versterkers die de schouders van de brug vormen, wordt verzekerd door het gebruik van gepaarde UMZCH op IC's, gemaakt op dezelfde chip; dit is misschien het enige geval wanneer een versterker op microschakelingen beter is dan een discrete.

Opmerking: de kracht van de brug UMZCH verdubbelt niet, zoals sommige mensen denken, het wordt bepaald door de voedingsspanning.

Een voorbeeld van een UMZCH-brugschakeling voor een subwoofer in een ruimte tot 20 m². m (zonder ingangsfilters) op de TDA2030 IC wordt gegeven in Fig. links. Extra midrange-filtering wordt uitgevoerd door de R5C3- en R'5C'3-circuits. Radiatoroppervlak TDA2030 - vanaf 400 m² zie Bridge UMZCH's met een open uitgang hebben een onaangename eigenschap: wanneer de brug ongebalanceerd is, verschijnt er een constante component in de belastingsstroom die de luidspreker kan uitschakelen, en beveiligingscircuits op de subbas falen vaak, waardoor de luidspreker wordt uitgeschakeld wanneer deze niet nodig is. Daarom is het beter om de dure "dubovo" -woofer te beschermen met niet-polaire batterijen van elektrolytische condensatoren (gemarkeerd in kleur en het diagram van één batterij staat in de zijbalk.

Een beetje over akoestiek

Het akoestische ontwerp van de subwoofer is een bijzonder onderwerp, maar aangezien de tekening hier wordt gegeven, is ook uitleg nodig. Materiaal kast - MDF 24 mm. De resonatorbuizen zijn gemaakt van voldoende duurzame, niet-rinkelende kunststof, bijvoorbeeld polyethyleen. De binnendiameter van de pijpen is 60 mm, de uitsteeksels naar binnen zijn 113 mm in de grote kamer en 61 in de kleine. Voor een specifieke luidsprekerkop zal de subwoofer opnieuw moeten worden geconfigureerd voor de beste bas en tegelijkertijd voor het minste effect op het stereo-effect. Om de pijpen te stemmen, hebben ze duidelijk langere lengtes nodig en bereiken ze, door in en uit te schuiven, het gewenste geluid. De uitsteeksels van de pijpen hebben geen invloed op het geluid, ze worden dan afgesneden. De pijpinstellingen zijn onderling afhankelijk, dus je moet sleutelen.

Hoofdtelefoon versterker

Een hoofdtelefoonversterker wordt meestal met de hand gemaakt om 2 redenen. De eerste is voor luisteren "onderweg", d.w.z. buitenshuis, wanneer het vermogen van de audio-uitgang van de speler of smartphone niet voldoende is om "knoppen" of "klitten" op te bouwen. De tweede is voor high-end hoofdtelefoons voor thuis. Hi-Fi UMZCH voor een gewone woonkamer is nodig met dynamiek tot 70-75 dB, maar het dynamische bereik van de beste moderne stereohoofdtelefoons overschrijdt 100 dB. Een versterker met een dergelijke dynamiek is duurder dan sommige auto's, en het vermogen zal vanaf 200 watt per kanaal zijn, wat te veel is voor een gewoon appartement: luisteren op een zeer laag vermogensniveau bederft het geluid, zie hierboven. Daarom is het logisch om een low-power, maar met goede dynamiek, een aparte versterker te maken speciaal voor koptelefoons: de prijzen voor huishoudelijke UMZCH met zo'n makeweight zijn duidelijk te hoog.

Het diagram van de eenvoudigste hoofdtelefoonversterker op transistors wordt gegeven in pos. 1 afb. Geluid - behalve Chinese "knoppen", werkt in klasse B. Het verschilt ook niet in economie - 13 mm lithiumbatterijen gaan 3-4 uur mee op vol volume. Op pos. 2 - TDA classic voor koptelefoons voor onderweg. Het geluid geeft echter behoorlijk, tot gemiddelde hifi, afhankelijk van de parameters van de trackdigitalisering. Amateurverbeteringen aan de TDA7050-band zijn ontelbaar, maar nog niemand heeft de overgang van geluid naar het volgende niveau van klasse bereikt: de "mikruha" zelf staat dit niet toe. TDA7057 (pos. 3) is gewoon functioneler, je kunt de volumeregeling op een gewone, niet dubbele, potentiometer aansluiten.

UMZCH voor koptelefoon op de TDA7350 (pos. 4) is al ontworpen om een goede individuele akoestiek op te bouwen. Het is op dit IC dat hoofdtelefoonversterkers worden geassembleerd in de meeste huishoudelijke UMZCH's van de midden- en hoge klasse. De UMZCH voor hoofdtelefoons op de KA2206B (pos. 5) wordt al als professioneel beschouwd: het maximale vermogen van 2,3 W is voldoende om serieuze isodynamische "klitten" op te bouwen als TDS-7 en TDS-15.

Laagfrequente versterkers (ULF) worden gebruikt om zwakke signalen met een overwegend audiobereik om te zetten in krachtigere signalen die acceptabel zijn voor directe waarneming via elektrodynamische of andere geluidszenders.

Merk op dat hoogfrequente versterkers tot frequenties van 10 ... 100 MHz volgens vergelijkbare schema's zijn gebouwd, het hele verschil komt meestal neer op het feit dat de waarden van de capaciteiten van de condensatoren van dergelijke versterkers afnemen zo vaak als de frequentie van het hoogfrequente signaal hoger is dan de frequentie van het laagfrequente signaal.

Een eenvoudige enkele transistorversterker

De eenvoudigste ULF, gemaakt volgens het schema met een gemeenschappelijke zender, wordt getoond in Fig. 1. Als lading werd een telefooncapsule gebruikt. De toegestane voedingsspanning voor deze versterker is 3 ... 12 V.

Het is wenselijk om de waarde van de biasweerstand R1 (tientallen kΩ) experimenteel te bepalen, aangezien de optimale waarde ervan afhangt van de voedingsspanning van de versterker, de weerstand van de telefooncapsule en de transmissiecoëfficiënt van een bepaald exemplaar van de transistor .

Rijst. 1. Schema van een eenvoudige ULF op één transistor + condensator en weerstand.

Om de initiële waarde van de weerstand R1 te selecteren, moet er rekening mee worden gehouden dat de waarde ervan ongeveer honderd keer of meer groter moet zijn dan de weerstand in het belastingscircuit. Om een biasweerstand te selecteren, wordt aanbevolen om een constante weerstand met een weerstand van 20 ... 30 kOhm en een variabele weerstand met een weerstand van 100 ... 1000 kOhm in serie te schakelen, waarna, door een geluid met kleine amplitude toe te passen signaal naar de versterkeringang, bijvoorbeeld van een bandrecorder of speler, door aan de variabele weerstandsknop te draaien, de beste signaalkwaliteit bij het hoogste volume te bereiken.

De capaciteitswaarde van de overgangscondensator C1 (Fig. 1) kan in het bereik van 1 tot 100 microfarad liggen: hoe groter de waarde van deze capaciteit, hoe lager de frequenties die de ULF kan versterken. Om de techniek van het versterken van lage frequenties onder de knie te krijgen, wordt aanbevolen om te experimenteren met de selectie van de waarden van de elementen en de bedrijfsmodi van de versterkers (Fig. 1 - 4).

Verbeterde enkele transistorversterkeropties

Ingewikkeld en verbeterd in vergelijking met het schema in Fig. 1 versterkerschakelingen worden getoond in Fig. 2 en 3. In het diagram in Fig. 2 bevat de versterkingstrap bovendien een frequentieafhankelijke tegenkoppelschakeling (weerstand R2 en condensator C2), die de signaalkwaliteit verbetert.

Rijst. 2. Schema van een ULF met enkele transistor met een reeks frequentieafhankelijke negatieve feedback.

Rijst. 3. Een enkele transistorversterker met een verdeler om een biasspanning aan de basis van de transistor te leveren.

Rijst. 4. Enkele transistorversterker met automatische biasinstelling voor de basis van de transistor.

In het schema in afb. 3, wordt de bias naar de basis van de transistor meer "star" ingesteld met behulp van een verdeler, wat de kwaliteit van de versterker verbetert wanneer de bedrijfsomstandigheden veranderen. Een "automatische" bias-instelling op basis van een versterkende transistor wordt gebruikt in het circuit in Fig. 4.

Tweetraps transistorversterker

Door twee eenvoudige versterkingstrappen in serie te schakelen (afb. 1), kunt u een tweetraps ULF krijgen (afb. 5). De versterking van een dergelijke versterker is gelijk aan het product van de versterkingen van de afzonderlijke trappen. Het is echter niet eenvoudig om een grote stabiele versterking te verkrijgen met een daaropvolgende toename van het aantal trappen: de versterker zal hoogstwaarschijnlijk zelfexciteren.

Rijst. 5. Schema van een eenvoudige tweetraps basversterker.

Nieuwe ontwikkelingen van laagfrequente versterkers, waarvan de schakelingen de laatste jaren vaak op de pagina's van tijdschriften worden genoemd, zijn gericht op het bereiken van een minimale niet-lineaire vervormingscoëfficiënt, het vergroten van het uitgangsvermogen, het vergroten van de bandbreedte van versterkte frequenties, enz.

Tegelijkertijd is bij het opzetten van verschillende apparaten en het uitvoeren van experimenten vaak een eenvoudige ULF nodig, die in enkele minuten kan worden gemonteerd. Een dergelijke versterker moet een minimum aantal gebrekkige elementen bevatten en werken in een breed bereik van voedingsspanning en belastingsweerstand.

ULF-circuit op veldeffect- en siliciumtransistors

Een diagram van een eenvoudige laagfrequente eindversterker met een directe verbinding tussen de cascades wordt getoond in Fig. 6 [Rl 3/00-14]. De ingangsimpedantie van de versterker wordt bepaald door de waarde van de potentiometer R1 en kan variëren van honderden ohms tot tientallen megohms. De uitgang van de versterker kan worden aangesloten op een belasting met een weerstand van 2 ... 4 tot 64 ohm en hoger.

Met een hoge weerstandsbelasting kan de KT315-transistor worden gebruikt als VT2. De versterker is bruikbaar in het voedingsspanningsbereik van 3 tot 15 V, hoewel de acceptabele prestaties behouden blijven, zelfs wanneer de voedingsspanning daalt tot 0,6 V.

Condensator C1 kan worden geselecteerd van 1 tot 100 microfarad. In het laatste geval (C1 \u003d 100 μF) kan de ULF werken in de frequentieband van 50 Hz tot 200 kHz en hoger.

Rijst. 6. Schema van een eenvoudige laagfrequente versterker op twee transistoren.

De amplitude van het ULF-ingangssignaal mag 0,5 ... 0,7 V niet overschrijden. Het uitgangsvermogen van de versterker kan variëren van tientallen mW tot eenheden van W, afhankelijk van de belastingsweerstand en de grootte van de voedingsspanning.

Het instellen van de versterker bestaat uit het selecteren van weerstanden R2 en R3. Met hun hulp wordt de spanning aan de afvoer van de transistor VT1 ingesteld, gelijk aan 50 ... 60% van de spanning van de stroombron. Transistor VT2 moet op een koelplaat (radiator) worden geïnstalleerd.

Track-cascade ULF met directe aansluiting

Op afb. 7 toont een diagram van een andere uiterlijk eenvoudige ULF met directe verbindingen tussen de cascades. Dit soort verbinding verbetert de frequentierespons van de versterker in het laagfrequente gebied, de schakeling als geheel wordt vereenvoudigd.

Rijst. 7. Schematisch diagram van een drietraps ULF met een directe verbinding tussen de trappen.

Tegelijkertijd wordt de afstemming van de versterker bemoeilijkt door het feit dat elke weerstand van de versterker afzonderlijk moet worden geselecteerd. Ruwweg moet de verhouding van weerstanden R2 en R3, R3 en R4, R4 en RBF binnen (30 ... 50) tot 1 zijn. Weerstand R1 moet 0,1 ... 2 kOhm zijn. De berekening van de versterker getoond in Fig. 7 is te vinden in de literatuur, bijv. [P 9/70-60].

Schema's van cascade ULF op bipolaire transistors

Op afb. 8 en 9 tonen cascode ULF-schakelingen op bipolaire transistoren. Dergelijke versterkers hebben een vrij hoge versterking Ku. De versterker in afb. 8 heeft Ku=5 in de frequentieband van 30 Hz tot 120 kHz [MK 2/86-15]. ULF volgens het schema in Fig. 9 met een harmonische coëfficiënt van minder dan 1% heeft een versterking van 100 [RL 3/99-10].

Rijst. 8. Cascade ULF op twee transistors met versterking = 5.

Rijst. 9. Cascade ULF op twee transistors met versterking = 100.

Economische ULF op drie transistors

Voor draagbare elektronische apparatuur is een belangrijke parameter de efficiëntie van VLF. Het schema van zo'n ULF wordt getoond in Fig. 10 [RL 3/00-14]. Hier wordt een cascadeverbinding van een veldeffecttransistor VT1 en een bipolaire transistor VT3 gebruikt en wordt de transistor VT2 zodanig ingeschakeld dat deze het werkpunt van VT1 en VT3 stabiliseert.

Bij een toename van de ingangsspanning shunt deze transistor de emitter-basis VT3-overgang en vermindert de waarde van de stroom die door de transistors VT1 en VT3 vloeit.

Rijst. 10. Schema van een eenvoudige, voordelige laagfrequente versterker op drie transistoren.

Net als in het bovenstaande circuit (zie Fig. 6), kan de ingangsimpedantie van deze ULF worden ingesteld in het bereik van tientallen ohms tot tientallen megohms. Als belasting werd een telefoonprimer gebruikt, bijvoorbeeld TK-67 of TM-2V. Een telefooncapsule die met een stekker is verbonden, kan tegelijkertijd dienen als stroomschakelaar voor het circuit.

De ULF-voedingsspanning varieert van 1,5 tot 15 V, hoewel het apparaat operationeel blijft, zelfs wanneer de voedingsspanning daalt tot 0,6 V. In het voedingsspanningsbereik van 2 ... 15 V wordt de stroom die door de versterker wordt verbruikt beschreven door de uitdrukking :

1(µA) = 52 + 13*(Upit)*(Upit),

waarbij Upit de voedingsspanning in Volt (V) is.

Als u de transistor VT2 uitschakelt, neemt de stroom die door het apparaat wordt verbruikt met een orde van grootte toe.

ULF met twee cascades met directe verbinding tussen de cascades

Voorbeelden van ULF met directe aansluitingen en een minimale selectie van de bedrijfsmodus zijn de circuits getoond in Fig. 11 - 14. Ze hebben een hoge gain en een goede stabiliteit.

Rijst. 11. Een eenvoudige tweetraps ULF voor een microfoon (laag ruisniveau, hoge versterking).

Rijst. 12. Tweetraps laagfrequente versterker op basis van KT315-transistoren.

Rijst. 13. Tweetraps laagfrequente versterker op basis van KT315-transistoren - optie 2.

De microfoonversterker (Fig. 11) wordt gekenmerkt door een laag niveau van intrinsieke ruis en een hoge versterking [MK 5/83-XIV]. Een microfoon van het elektrodynamische type werd gebruikt als de BM1-microfoon.

Een telefooncapsule kan ook als microfoon fungeren. Stabilisatie van het werkpunt (initiële bias op basis van de ingangstransistor) van de versterkers in Fig. 11 - 13 wordt uitgevoerd vanwege de spanningsval over de emitterweerstand van de tweede versterkingstrap.

Rijst. 14. Tweetraps ULF met een veldeffecttransistor.

De versterker (Fig. 14), die een hoge ingangsweerstand heeft (ongeveer 1 MΩ), is gemaakt op een veldeffecttransistor VT1 (bronvolger) en bipolair - VT2 (met een gemeenschappelijke).

Een cascade laagfrequente veldeffecttransistorversterker, die ook een hoge ingangsimpedantie heeft, wordt getoond in Fig. 15.

Rijst. 15. diagram van een eenvoudige tweetraps ULF op twee veldeffecttransistoren.

ULF-circuits voor het werken met laagohmige belasting

Typische ULF, ontworpen om te werken op een belasting met lage weerstand en met een uitgangsvermogen van tientallen mW of meer, wordt getoond in Fig. 16, 17.

Rijst. 16. Een eenvoudige ULF voor het werken met een lage weerstandsbelasting.

De elektrodynamische kop BA1 kan worden aangesloten op de uitgang van de versterker, zoals weergegeven in afb. 16, of in de diagonaal van de brug (Fig. 17). Als de stroombron bestaat uit twee batterijen (accu's) die in serie zijn geschakeld, kan de uitgang van de BA1-kop, precies volgens het diagram, rechtstreeks op hun middelpunt worden aangesloten, zonder condensatoren C3, C4.

Rijst. 17. Laagfrequente versterkerschakeling met opname van een laagohmige belasting in de diagonaal van de brug.

Als je een schakeling nodig hebt voor een eenvoudige buis ULF, dan kan zo'n versterker zelfs op een enkele buis worden gemonteerd, zie onze elektronica-website in de betreffende sectie.

Literatuur: Shustov M.A. Praktische schakelingen (boek 1), 2003.

Correcties in het bericht: in afb. 16 en 17 in plaats van de diode D9 is een reeks dioden geïnstalleerd.

De eenvoudigste transistorversterker kan een goed hulpmiddel zijn om de eigenschappen van apparaten te bestuderen. De schema's en ontwerpen zijn vrij eenvoudig, u kunt het apparaat onafhankelijk vervaardigen en de werking ervan controleren, alle parameters meten. Dankzij moderne veldeffecttransistors is het mogelijk om letterlijk uit drie elementen een miniatuurmicrofoonversterker te maken. En sluit het aan op een pc om de parameters voor geluidsopname te verbeteren. En de gesprekspartners tijdens gesprekken zullen uw spraak veel beter en duidelijker horen.

Frequentiekenmerken:

Laagfrequente (geluids)frequentieversterkers zijn beschikbaar in bijna alle huishoudelijke apparaten - muziekcentra, televisies, radio's, radio's en zelfs pc's. Maar er zijn ook hoogfrequente versterkers op transistors, lampen en microschakelingen. Hun verschil is dat u met ULF het signaal van alleen de audiofrequentie kunt versterken, die door het menselijk oor wordt waargenomen. Met transistoraudioversterkers kunt u signalen reproduceren met frequenties in het bereik van 20 Hz tot 20.000 Hz.

Daarom is zelfs het eenvoudigste apparaat in staat om het signaal in dit bereik te versterken. En het doet het zo gelijkmatig mogelijk. De versterking is direct afhankelijk van de frequentie van het ingangssignaal. De grafiek van de afhankelijkheid van deze grootheden is bijna een rechte lijn. Als daarentegen een signaal met een frequentie buiten het bereik wordt toegepast op de ingang van de versterker, neemt de kwaliteit van het werk en de efficiëntie van het apparaat snel af. ULF-cascades worden in de regel geassembleerd op transistors die in het lage en middenfrequentiebereik werken.

Bedrijfsklassen van audioversterkers

Alle versterkers zijn onderverdeeld in verschillende klassen, afhankelijk van de mate van stroom die tijdens de werking door de cascade vloeit:

Klasse "A" - de stroom vloeit non-stop gedurende de gehele werkingsperiode van de versterkingstrap.
In de werkklasse "B" stroomt de stroom gedurende de helft van de periode.
Klasse "AB" geeft aan dat de stroom door de versterkingstrap vloeit gedurende een tijd gelijk aan 50-100% van de periode.
In de "C"-modus loopt de elektrische stroom minder dan de helft van de bedrijfstijd.
Mode "D" ULF is vrij recent gebruikt in de amateurradiopraktijk - iets meer dan 50 jaar. In de meeste gevallen zijn deze apparaten geïmplementeerd op basis van digitale elementen en hebben ze een zeer hoog rendement - meer dan 90%.

De aanwezigheid van vervorming in verschillende klassen van laagfrequente versterkers

Het werkgebied van een klasse "A" transistorversterker wordt gekenmerkt door vrij kleine niet-lineaire vervormingen. Als het binnenkomende signaal hogere spanningspulsen afgeeft, zorgt dit ervoor dat de transistors verzadigen. In het uitgangssignaal beginnen hogere harmonischen (tot 10 of 11) te verschijnen in de buurt van elke harmonische. Hierdoor ontstaat een metaalachtig geluid, dat alleen kenmerkend is voor transistorversterkers.

Bij een onstabiele voeding wordt het uitgangssignaal in amplitude gemodelleerd in de buurt van de netfrequentie. Het geluid wordt harder aan de linkerkant van de frequentierespons. Maar hoe beter de vermogensstabilisatie van de versterker, hoe complexer het ontwerp van het hele apparaat. ULF die in klasse "A" werkt, heeft een relatief laag rendement - minder dan 20%. De reden is dat de transistor constant aan staat en er constant stroom doorheen stroomt.

Om de (zij het onbeduidende) efficiëntie te verhogen, kunt u push-pull-circuits gebruiken. Een nadeel is dat de halve golven van het uitgangssignaal asymmetrisch worden. Als u overstapt van klasse "A" naar "AB", zal de niet-lineaire vervorming 3-4 keer toenemen. Maar de efficiëntie van het hele circuit van het apparaat zal nog toenemen. ULF-klassen "AB" en "B" kenmerken de toename van vervorming met een afname van het signaalniveau aan de ingang. Maar zelfs als u het volume hoger zet, helpt het niet om de tekortkomingen volledig weg te werken.

Werken in tussenklassen

Elke klasse heeft verschillende variëteiten. Er is bijvoorbeeld een klasse van versterkers "A +". Daarin werken de transistors aan de ingang (laagspanning) in de "A" -modus. Maar hoogspanning, geïnstalleerd in de eindtrappen, werkt ofwel in "B" of in "AB". Dergelijke versterkers zijn veel zuiniger dan die in klasse "A". Een merkbaar kleiner aantal niet-lineaire vervormingen - niet hoger dan 0,003%. Met bipolaire transistoren kunnen betere resultaten worden bereikt. Het principe van de werking van versterkers op deze elementen zal hieronder worden besproken.

Maar toch zijn er een groot aantal hogere harmonischen in het uitgangssignaal, waardoor het geluid karakteristiek metaalachtig is. Er zijn ook versterkerschakelingen die werken in de "AA"-klasse. Daarin is niet-lineaire vervorming zelfs minder - tot 0.0005%. Maar het belangrijkste nadeel van transistorversterkers is er nog steeds: een karakteristiek metaalachtig geluid.

"Alternatieve" ontwerpen

Het kan niet gezegd worden dat ze alternatief zijn, slechts enkele specialisten die betrokken zijn bij het ontwerp en de montage van versterkers voor hoogwaardige geluidsweergave geven steeds meer de voorkeur aan buizenontwerpen. Buizenversterkers hebben de volgende voordelen:

Zeer laag niveau van niet-lineaire vervorming in het uitgangssignaal.
Er zijn minder hogere harmonischen dan in transistorontwerpen.

Maar er is één groot minpunt dat opweegt tegen alle voordelen - je moet zeker een apparaat voor coördinatie installeren. Het feit is dat de buiscascade een zeer hoge weerstand heeft - enkele duizenden ohms. Maar de weerstand van de luidsprekerwikkeling is 8 of 4 ohm. Om ze te evenaren, moet u een transformator installeren.

Dit is natuurlijk geen heel groot nadeel - er zijn ook transistorapparaten die transformatoren gebruiken om de eindtrap en het luidsprekersysteem te matchen. Sommige experts beweren dat hybride het meest effectieve circuit is - dat gebruikmaakt van single-ended versterkers die niet worden gedekt door negatieve feedback. Bovendien werken al deze cascades in de ULF-klasse "A"-modus. Met andere woorden, een getransistoriseerde eindversterker wordt gebruikt als een repeater.

Bovendien is de efficiëntie van dergelijke apparaten vrij hoog - ongeveer 50%. Maar u moet zich niet alleen concentreren op efficiëntie- en vermogensindicatoren - ze spreken niet over de hoge kwaliteit van de geluidsweergave door de versterker. Veel belangrijker zijn de lineariteit van de kenmerken en hun kwaliteit. Daarom moet je in de eerste plaats op hen letten, en niet op macht.

Schema van een single-ended ULF op een transistor

De eenvoudigste versterker, gebouwd volgens het gemeenschappelijke emittercircuit, werkt in klasse "A". De schakeling maakt gebruik van een halfgeleiderelement met een npn-structuur. In het collectorcircuit is een weerstand R3 geïnstalleerd die de vloeistroom begrenst. Het collectorcircuit is verbonden met de positieve voedingsdraad en het emittercircuit is verbonden met de negatieve. Bij gebruik van halfgeleidertransistoren met een p-n-p-structuur zal de schakeling exact hetzelfde zijn, alleen de polariteit moet worden omgekeerd.

Met behulp van een koppelcondensator C1 is het mogelijk om het AC-ingangssignaal van de DC-bron te scheiden. In dit geval vormt de condensator geen obstakel voor de stroom van wisselstroom langs het basis-emitterpad. De interne weerstand van de emitter-basisovergang is samen met de weerstanden R1 en R2 de eenvoudigste voedingsspanningsdeler. Typisch heeft weerstand R2 een weerstand van 1-1,5 kOhm - de meest typische waarden voor dergelijke circuits. In dit geval wordt de voedingsspanning precies gehalveerd. En als je het circuit voedt met een spanning van 20 volt, kun je zien dat de waarde van de stroomversterking h21 150 zal zijn. Opgemerkt moet worden dat HF-versterkers op transistors zijn gemaakt volgens vergelijkbare circuits, alleen werken ze een beetje anders.

In dit geval is de emitterspanning 9 V en de daling in het circuitgedeelte "E-B" 0,7 V (typisch voor transistors op basis van siliciumkristallen). Als we een versterker beschouwen op basis van germaniumtransistors, dan is in dit geval de spanningsval in het gedeelte "E-B" gelijk aan 0,3 V. De stroom in het collectorcircuit is gelijk aan die in de emitter. Je kunt berekenen door de emitterspanning te delen door de weerstand R2 - 9V / 1 kOhm = 9 mA. Om de waarde van de basisstroom te berekenen, is het noodzakelijk om 9 mA te delen door de versterking h21 - 9mA / 150 \u003d 60 μA. ULF-ontwerpen gebruiken meestal bipolaire transistors. Het principe van zijn werk verschilt van het veld.

Op de weerstand R1 kun je nu de valwaarde berekenen - dit is het verschil tussen de basis- en voedingsspanning. In dit geval kan de basisspanning worden gevonden door de formule - de som van de kenmerken van de emitter en de "E-B" -overgang. Indien gevoed door een 20 Volt-bron: 20 - 9,7 \u003d 10.3. Van hieruit kunt u de weerstandswaarde R1 = 10,3V / 60 μA = 172 kOhm berekenen. De schakeling bevat capaciteit C2, die nodig is voor de uitvoering van de schakeling waar de wisselcomponent van de emitterstroom doorheen kan.

Als u condensator C2 niet installeert, zal het variabele onderdeel zeer beperkt zijn. Hierdoor zal een dergelijke transistor audioversterker een zeer lage stroomversterking h21 hebben. Er moet op worden gelet dat in de bovenstaande berekeningen de basis- en collectorstromen gelijk werden verondersteld. Bovendien werd aangenomen dat de basisstroom de stroom is die vanuit de emitter in het circuit stroomt. Het treedt alleen op wanneer een voorspanning wordt toegepast op de uitgang van de basis van de transistor.

Maar er moet rekening mee worden gehouden dat absoluut altijd, ongeacht de aanwezigheid van voorspanning, de collectorlekstroom noodzakelijkerwijs door het basiscircuit vloeit. In circuits met een gemeenschappelijke emitter wordt de lekstroom met minstens 150 keer verhoogd. Maar meestal wordt met deze waarde alleen rekening gehouden bij het berekenen van versterkers op basis van germaniumtransistors. In het geval van het gebruik van silicium, waarbij de stroom van het "KB"-circuit erg klein is, wordt deze waarde eenvoudigweg verwaarloosd.

MIS transistorversterkers

De veldeffecttransistorversterker die in het diagram wordt getoond, heeft veel analogen. Inclusief het gebruik van bipolaire transistoren. Daarom kunnen we als een soortgelijk voorbeeld het ontwerp van een geluidsversterker beschouwen die is samengesteld volgens een gemeenschappelijk emittercircuit. De foto toont een circuit gemaakt volgens een circuit met een gemeenschappelijke bron. R-C-verbindingen zijn gemonteerd op de ingangs- en uitgangscircuits, zodat het apparaat werkt in de klasse "A" -versterkermodus.

Wisselstroom van de signaalbron wordt gescheiden van de DC-voedingsspanning door condensator C1. Zorg ervoor dat de veldeffecttransistorversterker een poortpotentiaal moet hebben die lager is dan die van de bron. In het gepresenteerde diagram is de poort verbonden met een gemeenschappelijke draad via een weerstand R1. De weerstand is erg groot - weerstanden van 100-1000 kOhm worden meestal gebruikt in ontwerpen. Zo'n grote weerstand is gekozen zodat het signaal aan de ingang niet geshunt wordt.

Deze weerstand laat bijna geen stroom door waardoor de potentiaal van de poort (bij afwezigheid van een signaal aan de ingang) gelijk is aan die van de aarde. Bij de bron is de potentiaal hoger dan die van de grond, alleen door de spanningsval over de weerstand R2. Hieruit blijkt duidelijk dat de potentiaal van de poort lager is dan die van de bron. Dit is namelijk nodig voor het normaal functioneren van de transistor. Opgemerkt moet worden dat C2 en R3 in deze versterkerschakeling hetzelfde doel hebben als in het hierboven besproken ontwerp. En het ingangssignaal wordt 180 graden verschoven ten opzichte van het uitgangssignaal.

ULF met uitgangstransformator

Je kunt zo'n versterker met je eigen handen maken voor thuisgebruik. Het wordt uitgevoerd volgens het schema dat werkt in klasse "A". Het ontwerp is hetzelfde als hierboven besproken - met een gemeenschappelijke zender. Eén kenmerk - het is noodzakelijk om een transformator te gebruiken voor het matchen. Dit is een nadeel van een dergelijke transistor audioversterker.

Het collectorcircuit van de transistor is geladen met een primaire wikkeling, die een uitgangssignaal ontwikkelt dat via de secundaire naar de luidsprekers wordt verzonden. Een spanningsdeler is gemonteerd op weerstanden R1 en R3, waarmee u het werkpunt van de transistor kunt selecteren. Met behulp van dit circuit wordt een voorspanning aan de basis geleverd. Alle andere componenten hebben hetzelfde doel als de hierboven besproken schakelingen.

push-pull audio versterker

Dit wil niet zeggen dat dit een eenvoudige transistorversterker is, omdat de werking ervan iets gecompliceerder is dan die van de eerder besproken. Bij push-pull ULF wordt het ingangssignaal gesplitst in twee halve golven, verschillend in fase. En elk van deze halve golven wordt versterkt door zijn eigen cascade, gemaakt op een transistor. Nadat elke halve golf is versterkt, worden beide signalen gecombineerd en naar de luidsprekers gestuurd. Dergelijke complexe transformaties kunnen signaalvervorming veroorzaken, aangezien de dynamische en frequentie-eigenschappen van twee, zelfs van hetzelfde type, transistors verschillend zullen zijn.

Hierdoor wordt de geluidskwaliteit aan de uitgang van de versterker aanzienlijk verminderd. Wanneer een push-pull-versterker in klasse "A" werkt, is het niet mogelijk om een complex signaal met hoge kwaliteit weer te geven. De reden is dat de verhoogde stroom constant door de armen van de versterker vloeit, de halve golven asymmetrisch zijn en er fasevervormingen optreden. Het geluid wordt minder verstaanbaar en bij verhitting neemt de signaalvervorming nog meer toe, vooral bij lage en ultralage frequenties.

Transformatorloze ULF

De laagfrequente versterker op een transistor, gemaakt met behulp van een transformator, is, ondanks het feit dat het ontwerp misschien kleine afmetingen heeft, nog steeds onvolmaakt. Transformatoren zijn nog steeds zwaar en omvangrijk, dus het is het beste om ze kwijt te raken. Een veel efficiëntere schakeling wordt gemaakt op complementaire halfgeleiderelementen met verschillende soorten geleidbaarheid. De meeste moderne ULF's worden precies volgens dergelijke schema's uitgevoerd en werken in klasse "B".

Twee krachtige transistors die in het ontwerp zijn gebruikt, werken volgens het emittervolgercircuit (gemeenschappelijke collector). In dit geval wordt de ingangsspanning zonder verlies en versterking naar de uitgang gestuurd. Als er geen signaal aan de ingang is, staan de transistors op het punt om aan te gaan, maar nog steeds uitgeschakeld. Wanneer een harmonisch signaal op de ingang wordt toegepast, opent de eerste transistor met een positieve halve golf en bevindt de tweede zich op dit moment in de afsnijmodus.

Daarom kunnen alleen positieve halve golven door de belasting gaan. Maar negatieve openen de tweede transistor en blokkeren de eerste volledig. In dit geval zijn er alleen negatieve halve golven in de belasting. Als gevolg hiervan bevindt het in vermogen versterkte signaal zich aan de uitgang van het apparaat. Zo'n transistorversterkerschakeling is behoorlijk effectief en kan een stabiele werking en hoogwaardige geluidsweergave bieden.

ULF-circuit op één transistor

Na alle bovenstaande functies te hebben bestudeerd, kunt u een versterker met uw eigen handen samenstellen op een eenvoudige elementbasis. De transistor kan in eigen land worden gebruikt KT315 of een van zijn buitenlandse analogen - bijvoorbeeld BC107. Als belasting moet u een hoofdtelefoon gebruiken met een weerstand van 2000-3000 ohm. Aan de basis van de transistor moet een voorspanning worden aangelegd via een weerstand van 1 MΩ en een ontkoppelingscondensator van 10 µF. Het circuit kan worden gevoed door een bron met een spanning van 4,5-9 volt, stroom - 0,3-0,5 A.

Als de weerstand R1 niet is aangesloten, zal er geen stroom zijn in de basis en collector. Maar wanneer aangesloten, bereikt de spanning een niveau van 0,7 V en kan er een stroom van ongeveer 4 μA vloeien. In dit geval zal de stroomversterking ongeveer 250 zijn. Vanaf hier kunt u een eenvoudige berekening van de transistorversterker maken en de collectorstroom achterhalen - deze blijkt 1 mA te zijn. Nadat u dit transistorversterkercircuit hebt geassembleerd, kunt u het testen. Sluit de belasting - hoofdtelefoon aan op de uitgang.

Raak de ingang van de versterker met uw vinger aan - er moet een kenmerkend geluid verschijnen. Als het er niet is, is het ontwerp hoogstwaarschijnlijk verkeerd geassembleerd. Controleer alle verbindingen en elementclassificaties opnieuw. Om de demonstratie duidelijker te maken, sluit u een geluidsbron aan op de ULF-ingang - de uitgang van de speler of telefoon. Luister naar muziek en waardeer de geluidskwaliteit.

De transistorversterker blijft, ondanks zijn toch al lange geschiedenis, een favoriet studieonderwerp voor zowel beginners als eerbiedwaardige radioamateurs. En dit is begrijpelijk. Het is een onmisbaar onderdeel van de meest massieve en laagfrequente versterkers. We zullen bekijken hoe de eenvoudigste transistorversterkers worden gebouwd.

Versterker frequentierespons

In elke televisie- of radio-ontvanger, in elk muziekcentrum of geluidsversterker vindt u transistorgeluidsversterkers (lage frequentie - LF). Het verschil tussen audiotransistorversterkers en andere typen ligt in hun frequentierespons.

De transistoraudioversterker heeft een uniforme frequentierespons in de frequentieband van 15 Hz tot 20 kHz. Dit betekent dat alle ingangssignalen met een frequentie binnen dit bereik op ongeveer dezelfde manier door de versterker worden omgezet (versterkt). De onderstaande afbeelding toont de ideale frequentieresponscurve voor een audioversterker in de coördinaten "versterkerversterking Ku - ingangssignaalfrequentie".

Deze curve is bijna vlak van 15 Hz tot 20 kHz. Dit betekent dat een dergelijke versterker specifiek gebruikt moet worden voor ingangssignalen met frequenties tussen 15 Hz en 20 kHz. Voor ingangssignalen boven 20 kHz of onder 15 Hz nemen de efficiëntie en kwaliteit van de prestaties snel af.

Het type frequentierespons van de versterker wordt bepaald door de elektrische radio-elementen (ERE) van zijn circuit, en vooral door de transistors zelf. Een audioversterker op basis van transistors wordt meestal geassembleerd op de zogenaamde laag- en middenfrequentietransistors met een totale bandbreedte aan ingangssignalen van tientallen en honderden Hz tot 30 kHz.

Versterker klasse

Zoals u weet, worden, afhankelijk van de mate van continuïteit van de stroom gedurende de hele periode door de transistorversterkingstrap (versterker), de volgende klassen van zijn werking onderscheiden: "A", "B", "AB", "C", "D".

In de bedrijfsklasse stroomt stroom "A" gedurende 100% van de periode van het ingangssignaal door de trap. De werking van de cascade in deze klasse wordt geïllustreerd in de volgende afbeelding.

In de bedrijfsklasse van de versterkertrap "AB" stroomt de stroom er meer dan 50%, maar minder dan 100% van de periode van het ingangssignaal doorheen (zie onderstaande afbeelding).

In de bedrijfsklasse van de "B" -trap vloeit de stroom er precies 50% van de periode van het ingangssignaal doorheen, zoals geïllustreerd in de afbeelding.

En ten slotte, in de bedrijfsklasse van de "C" -trap, stroomt de stroom erdoorheen minder dan 50% van de periode van het ingangssignaal.

Laagfrequente versterker op transistors: vervorming in de belangrijkste werkklassen

In het werkgebied heeft een klasse "A" transistorversterker een laag niveau van niet-lineaire vervorming. Maar als het signaal impulsstoten in spanning heeft, wat leidt tot verzadiging van de transistors, dan verschijnen er hogere harmonischen (tot de 11e) rond elke "standaard" harmonische van het uitgangssignaal. Dit veroorzaakt het fenomeen van het zogenaamde getransistoriseerde of metaalachtige geluid.

Als laagfrequente eindversterkers op transistors een niet-gestabiliseerde voeding hebben, worden hun uitgangssignalen in amplitude gemoduleerd in de buurt van de netfrequentie. Dit leidt tot hardheid van het geluid aan de linkerrand van de frequentierespons. Verschillende methoden voor spanningsstabilisatie maken het ontwerp van de versterker complexer.

Het typische rendement van een single-ended klasse A-versterker is niet hoger dan 20% vanwege de altijd aan-transistor en de continue stroom van de DC-component. Je kunt een klasse A versterker push-pull maken, het rendement zal iets toenemen, maar de halve golven van het signaal zullen meer asymmetrisch worden. De overdracht van de cascade van de werkklasse "A" naar de werkklasse "AB" verviervoudigt de niet-lineaire vervorming, hoewel de efficiëntie van zijn circuit toeneemt.

In versterkers van de klassen "AB" en "B" neemt de vervorming toe naarmate het signaalniveau afneemt. Je wilt zo'n versterker onwillekeurig harder zetten om de sensaties van de kracht en dynamiek van de muziek compleet te maken, maar vaak helpt dit niet veel.

Intermediaire klassen van werk

De klasse van werk "A" heeft een variëteit - de klasse "A +". In dit geval werken de laagspannings-ingangstransistoren van de versterker van deze klasse in klasse "A", en de hoogspannings-uitgangstransistoren van de versterker gaan, wanneer hun ingangssignalen een bepaald niveau overschrijden, in klassen "B" of "AB". De efficiëntie van dergelijke cascades is beter dan in de pure klasse "A", en de niet-lineaire vervorming is minder (tot 0,003%). Hun geluid is echter ook "metaalachtig" vanwege de aanwezigheid van hogere harmonischen in het uitgangssignaal.

Voor versterkers van een andere klasse - "AA" is de mate van niet-lineaire vervorming zelfs lager - ongeveer 0,0005%, maar er zijn ook hogere harmonischen.

Een terugkeer naar een klasse "A" transistorversterker?

Tegenwoordig pleiten veel experts op het gebied van hoogwaardige geluidsweergave voor een terugkeer naar buizenversterkers, omdat het niveau van niet-lineaire vervorming en hogere harmonischen die ze in het uitgangssignaal introduceren duidelijk lager is dan dat van transistors. Deze voordelen worden echter grotendeels gecompenseerd door de noodzaak van een bijpassende transformator tussen de hoogohmige buizeneindtrap en de laagohmige luidsprekers. Een eenvoudige getransistoriseerde versterker kan echter ook worden gemaakt met een transformatoruitgang, zoals hieronder zal worden getoond.

Er is ook een standpunt dat alleen een hybride buis-transistorversterker de ultieme geluidskwaliteit kan bieden, waarvan alle fasen single-ended zijn, niet bedekt en werken in klasse "A". Dat wil zeggen, zo'n vermogensvolger is een versterker op een enkele transistor. Het schema kan de maximaal haalbare efficiëntie (in klasse "A") niet meer dan 50% hebben. Maar noch het vermogen, noch de efficiëntie van de versterker zijn indicatoren voor de kwaliteit van de geluidsweergave. In dit geval zijn de kwaliteit en lineariteit van de kenmerken van alle ERE's in het circuit van bijzonder belang.

Omdat single-ended circuits dit perspectief krijgen, zullen we hieronder naar hun opties kijken.

single-ended versterker met één transistor

Het circuit, gemaakt met een gemeenschappelijke zender en RC-aansluitingen voor ingangs- en uitgangssignalen voor gebruik in klasse "A", wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding.

Het toont de npn-transistor Q1. De collector is via een stroombegrenzende weerstand R3 verbonden met de positieve pool +Vcc en de emitter is verbonden met -Vcc. De pn-p-transistorversterker zal dezelfde schakeling hebben, maar de voedingskabels zullen worden verwisseld.

C1 is een ontkoppelcondensator waarmee de AC-ingangsbron wordt gescheiden van de DC-spanningsbron Vcc. Tegelijkertijd verhindert C1 niet de doorgang van een ingangswisselstroom door de basis-emitterovergang van transistor Q1. Weerstanden R1 en R2, samen met de weerstand van de "E - B"-junctie, vormen Vcc om het werkpunt van de transistor Q1 in statische modus te selecteren. Typisch voor deze schakeling is de waarde van R2 = 1 kOhm, en de positie van het werkpunt is Vcc / 2. R3 is de belastingsweerstand van het collectorcircuit en dient om een variabel uitgangsspanningssignaal op de collector te creëren.

Neem aan dat Vcc = 20 V, R2 = 1 kΩ, en de stroomversterking h = 150. We selecteren de emitterspanning Ve = 9 V, en de spanningsval bij de E-B-junctie is Vbe = 0,7 V. Deze waarde komt overeen met de - genaamd siliciumtransistor. Als we een versterker op basis van germaniumtransistors zouden overwegen, zou de spanningsval over de open junctie "E - B" gelijk zijn aan Vbe \u003d 0,3 V.

Emitterstroom, ongeveer gelijk aan collectorstroom

Ie = 9 V/1 kΩ = 9 mA ≈ Ic.

Basisstroom Ib = Ic/h = 9 mA/150 = 60 µA.

Spanningsval over weerstand R1

V(R1) = Vcc - Vb = Vcc - (Vbe + Ve) = 20V - 9,7V = 10,3V,

R1 \u003d V (R1) / Ib \u003d 10,3 V / 60 μA \u003d 172 kOhm.

C2 is nodig om een circuit te creëren voor de doorgang van de variabele component van de emitterstroom (eigenlijk de collectorstroom). Als die er niet was, zou de weerstand R2 de variabele component ernstig beperken, zodat de bipolaire transistorversterker in kwestie een lage stroomversterking zou hebben.

In onze berekeningen gingen we ervan uit dat Ic = Ib h, waarbij Ib de basisstroom is die vanuit de emitter erin stroomt en ontstaat wanneer een voorspanning op de basis wordt toegepast. De lekstroom van de collector Icb0 vloeit echter ook altijd door de basis (zowel met als zonder bias). Daarom is de echte collectorstroom Ic = Ib h + Icb0 h, d.w.z. de lekstroom in het circuit met OE wordt 150 keer versterkt. Als we een versterker op basis van germaniumtransistors zouden overwegen, dan zou met deze omstandigheid rekening moeten worden gehouden in de berekeningen. Het feit is dat ze een significant Icb0 hebben in de orde van enkele μA. In silicium is het drie orden van grootte kleiner (ongeveer een paar nA), dus het wordt meestal verwaarloosd in berekeningen.

Single-ended versterker met MIS-transistor

Zoals elke veldeffecttransistorversterker, heeft de beschouwde schakeling zijn eigen analoog onder de versterkers.Daarom zullen we een analoog van de vorige schakeling met een gemeenschappelijke emitter beschouwen. Het is gemaakt met een gemeenschappelijke bron en RC-aansluitingen voor ingangs- en uitgangssignalen voor gebruik in klasse "A" en wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding.

Hier is C1 dezelfde ontkoppelcondensator, waarmee de bron van het wisselende ingangssignaal wordt gescheiden van de bron van de constante spanning Vdd. Zoals u weet, moet elke veldeffecttransistorversterker het poortpotentiaal van zijn MIS-transistors onder de potentialen van hun bronnen hebben. In dit circuit is de poort geaard door R1, die typisch een hoge weerstand heeft (100 kΩ tot 1 MΩ), zodat deze het ingangssignaal niet overbrugt. Er loopt praktisch geen stroom door R1, dus de poortpotentiaal bij afwezigheid van een ingangssignaal is gelijk aan de aardpotentiaal. Het bronpotentiaal is hoger dan het aardpotentiaal vanwege de spanningsval over de weerstand R2. De poortpotentiaal is dus lager dan de bronpotentiaal, die nodig is voor de normale werking van Q1. Condensator C2 en weerstand R3 hebben hetzelfde doel als in het vorige circuit. Aangezien dit een common-source circuit is, zijn de ingangs- en uitgangssignalen 180° uit fase.

Versterker met transformatoruitgang

De derde eentraps eenvoudige transistorversterker, weergegeven in de onderstaande afbeelding, is ook gemaakt volgens het gemeenschappelijke emittercircuit voor gebruik in klasse "A", maar is verbonden met een luidspreker met lage impedantie via een bijpassende transformator.

De primaire wikkeling van de transformator T1 is de belasting van het collectorcircuit van de transistor Q1 en ontwikkelt het uitgangssignaal. T1 stuurt het uitgangssignaal naar de luidspreker en zorgt ervoor dat de uitgangsimpedantie van de transistor overeenkomt met de lage (in de orde van enkele ohms) luidsprekerimpedantie.

De spanningsdeler van de collectorvoeding Vcc, geassembleerd op weerstanden R1 en R3, biedt de keuze van het werkpunt van de transistor Q1 (die een voorspanning levert aan zijn basis). Het doel van de resterende elementen van de versterker is hetzelfde als in de vorige circuits.

Push-Pull-audioversterker

Een twee-transistor push-pull laagfrequente versterker splitst de ingangsfrequentie in twee tegenfase halve golven, die elk worden versterkt door een eigen transistortrap. Na een dergelijke versterking worden de halve golven gecombineerd tot een volledig harmonisch signaal, dat naar het luidsprekersysteem wordt verzonden. Een dergelijke conversie van het laagfrequente signaal (splitsen en opnieuw samenvoegen) veroorzaakt natuurlijk onomkeerbare vervorming daarin, vanwege het verschil in frequentie en dynamische eigenschappen van de twee transistors van de schakeling. Deze vervormingen verminderen de geluidskwaliteit aan de uitgang van de versterker.

Push-pull-versterkers die in klasse "A" werken, reproduceren complexe audiosignalen niet goed genoeg, omdat er continu een constante stroom van grotere omvang in hun armen vloeit. Dit leidt tot asymmetrie van de halve golven van het signaal, fasevervormingen en uiteindelijk tot verlies van de verstaanbaarheid van het geluid. Bij verhitting verdubbelen twee krachtige transistoren de signaalvervorming in de lage en infra-lage frequenties. Maar toch is het belangrijkste voordeel van het push-pull-circuit de acceptabele efficiëntie en het verhoogde uitgangsvermogen.

Een push-pull transistor vermogensversterkerschakeling wordt getoond in de figuur.

Dit is een versterker voor klasse "A", maar klasse "AB" en zelfs "B" kunnen ook gebruikt worden.

Transformatorloze transistor eindversterker

Transformatoren, ondanks het succes in hun miniaturisatie, zijn nog steeds de meest omvangrijke, zware en dure ERE. Daarom werd een manier gevonden om de transformator uit het push-pull-circuit te verwijderen door deze op twee krachtige complementaire transistors van verschillende typen (n-p-n en p-n-p) te laten lopen. De meeste moderne eindversterkers gebruiken dit principe en zijn ontworpen om in klasse "B" te werken. Een diagram van zo'n eindversterker wordt getoond in de onderstaande figuur.

Beide transistors zijn verbonden volgens een gemeenschappelijk collectorcircuit (emittervolger). Daarom draagt de schakeling de ingangsspanning over naar de uitgang zonder versterking. Als er geen ingangssignaal is, bevinden beide transistoren zich op de grens van de aan-status, maar zijn ze uitgeschakeld.

Wanneer een harmonisch signaal wordt ingevoerd, opent de positieve halve golf TR1, maar zet de pnp-transistor TR2 in volledige afsnijmodus. Dus alleen de positieve halve golf van de versterkte stroom vloeit door de belasting. De negatieve halve golf van het ingangssignaal opent alleen TR2 en schakelt TR1 uit, zodat de negatieve halve golf van versterkte stroom aan de belasting wordt geleverd. Dientengevolge wordt een sinusvormig signaal met volledig vermogen versterkt (vanwege stroomversterking) uitgezonden bij de belasting.

Enkele transistorversterker

Om het bovenstaande te assimileren, zullen we een eenvoudige transistorversterker met onze eigen handen assembleren en uitzoeken hoe het werkt.

Als belasting van een laagvermogentransistor T van het type BC107, zetten we een hoofdtelefoon aan met een weerstand van 2-3 kOhm, we passen de biasspanning toe op de basis van een hoge weerstandsweerstand R * van 1 MΩ, die een ontkoppelt elektrolytische condensator C met een capaciteit van 10 μF tot 100 μF, we nemen het op in het basiscircuit T. Voed het circuit dat we zullen zijn van een batterij van 4,5 V / 0,3 A.

Als weerstand R* niet is aangesloten, is er geen basisstroom Ib en ook geen collectorstroom Ic. Als de weerstand is aangesloten, stijgt de spanning aan de basis tot 0,7 V en stroomt de stroom Ib = 4 μA er doorheen. De stroomversterking van de transistor is 250, wat Ic = 250Ib = 1 mA geeft.

Nadat we een eenvoudige transistorversterker met onze eigen handen hebben geassembleerd, kunnen we deze nu testen. Sluit de koptelefoon aan en plaats uw vinger op punt 1 van het diagram. U zult een geluid horen. Je lichaam neemt de straling van het lichtnet waar met een frequentie van 50 Hz. Het geluid dat je uit de koptelefoon hoort is deze straling, alleen versterkt door de transistor. Laten we dit proces in meer detail uitleggen. Een wisselspanning van 50 Hz is aangesloten op de basis van de transistor via condensator C. De spanning aan de basis is nu gelijk aan de som van de gelijkstroomvoorspanning (ongeveer 0,7 V) afkomstig van weerstand R* en de wisselstroomvingerspanning. Hierdoor krijgt de collectorstroom een wisselcomponent met een frequentie van 50 Hz. Deze wisselstroom wordt gebruikt om het membraan van de speaker met dezelfde frequentie heen en weer te bewegen, waardoor we aan de uitgang een toon van 50 Hz horen.

Luisteren naar het 50 Hz geluidsniveau is niet erg interessant, dus je kunt laagfrequente signaalbronnen (cd-speler of microfoon) aansluiten op punt 1 en 2 en versterkte spraak of muziek horen.

Laatste artikels

2022-03-23 06:03:04
Wat is een apparaat en hoe verschilt het van een gadget?
2022-03-23 06:03:04
MSI P35 NEO Moederbord Review MSI P35 Neo en MSI P35 Neo Combo - Moederborden gebaseerd op Intel P35 Chipset
2022-03-17 22:04:42
Praktisch werk aan het ontwerp van tekstdocumenten met tabellen

populaire artikels

Bewerkers keuze

2022-03-12 11:39:54

Hoe de TalkBack-functie uitschakelen?
Het Android-besturingssysteem heeft veel functies, waarvan sommige gewone gebruikers zich niet eens bewust zijn. Een van die "chips"...
2022-03-12 11:39:54

Overzicht van alternatieve firmware HTC Desire A8181 Bravo Het firmwarebestand voor HTC Desire installeren
Ik ben een gelukkige eigenaar van HTC Desire A8181. Toen ik het een jaar geleden kocht, kende mijn vreugde geen grenzen. Na een tijdje kwam Samsung uit ...
2022-03-12 11:39:54

Knipperend of knipperend Alcatel telefoon, smartphone en tablet
Alcatel is gespecialiseerd in de productie van trendy mobiele telefoons, smartphones en tablets, niet alleen vergezeld van uitstekende...
2022-03-12 11:39:54

Gegevens resetten (harde reset, fabrieksreset) op Samsung Galaxy
Beschikbaarheid van harde reset: beschikbaar Er zijn veel redenen waarom u mogelijk een harde reset naar de fabrieksinstellingen van uw smartphone moet uitvoeren (Hard...
2022-03-12 11:39:54

Beste firmware voor HTC Desire met Sense shell - Runnymede en RuHD RuHD for Desire installeren
Ja, een beetje off-topic, maar onlangs heb ik mijn eigen, al behoorlijk oude, smarfon geflitst en ik heb ervaring. Zoals ze zeggen, heeft dezelfde firmware iets gemeen met ...