Mô tả hoạt động của bộ khuếch đại công suất âm thanh trên bóng bán dẫn MOSFET. Bộ khuếch đại tần số thấp đơn giản nhất trên transistor ULF trên 2 transistor của mạch dẫn khác nhau

Bây giờ trên Internet, bạn có thể tìm thấy một số lượng lớn các mạch cho các bộ khuếch đại khác nhau trên vi mạch, chủ yếu là dòng TDA. Chúng có các đặc điểm khá tốt, hiệu quả tốt và không quá đắt, do đó chúng rất phổ biến. Tuy nhiên, so với nền tảng của họ, các bộ khuếch đại bóng bán dẫn vẫn bị lãng quên một cách đáng kể, mặc dù khó thiết lập, nhưng không kém phần thú vị.

Mạch khuếch đại

Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét quá trình lắp ráp của một bộ khuếch đại rất khác thường hoạt động ở lớp "A" và chỉ chứa 4 bóng bán dẫn. Đề án này được phát triển vào năm 1969 bởi kỹ sư người Anh John Linsley Hood, mặc dù tuổi đã cao nhưng nó vẫn còn phù hợp cho đến ngày nay.

Không giống như bộ khuếch đại IC, bộ khuếch đại bóng bán dẫn yêu cầu điều chỉnh và lựa chọn bóng bán dẫn cẩn thận. Đề án này cũng không ngoại lệ, mặc dù nó trông cực kỳ đơn giản. Transistor VT1 - đầu vào, cấu trúc PNP. Bạn có thể thử nghiệm với các bóng bán dẫn PNP công suất thấp khác nhau, bao gồm cả bóng bán dẫn germani, ví dụ: MP42. Các bóng bán dẫn như 2N3906, BC212, BC546, KT361 đã chứng tỏ bản thân tốt trong mạch này như VT1. Transistor VT2 - Cấu trúc NPN, công suất trung bình hoặc thấp, KT801, KT630, KT602, 2N697, BD139, 2SC5707, 2SD2165 là phù hợp ở đây. Cần đặc biệt chú ý đến các bóng bán dẫn đầu ra VT3 và VT4, hay nói đúng hơn là độ lợi của chúng. KT805, 2SC5200, 2N3055, 2SC5198 rất phù hợp ở đây. Cần phải chọn hai bóng bán dẫn giống nhau có độ lợi gần nhất có thể, trong khi nó phải lớn hơn 120. Nếu độ lợi của bóng bán dẫn đầu ra nhỏ hơn 120, thì bóng bán dẫn có độ lợi cao (300 trở lên) phải được đặt vào giai đoạn lái xe (VT2).

Lựa chọn xếp hạng bộ khuếch đại

Một số xếp hạng trên mạch được chọn dựa trên điện áp cung cấp của mạch và điện trở tải, một số tùy chọn khả thi được hiển thị trong bảng:

Nó không được khuyến khích để tăng điện áp cung cấp hơn 40 volt, các bóng bán dẫn đầu ra có thể bị lỗi. Một tính năng của bộ khuếch đại lớp A là dòng điện tĩnh lớn và do đó, làm nóng mạnh các bóng bán dẫn. Ví dụ, với điện áp cung cấp là 20 vôn và dòng điện tĩnh 1,5 ampe, bộ khuếch đại tiêu thụ 30 watt, bất kể tín hiệu có được đưa vào đầu vào của nó hay không. Đồng thời, 15 watt nhiệt sẽ được tản ra trên mỗi bóng bán dẫn đầu ra, và đây là sức mạnh của một chiếc mỏ hàn nhỏ! Do đó, các bóng bán dẫn VT3 và VT4 phải được lắp đặt trên một bộ tản nhiệt lớn bằng cách sử dụng keo tản nhiệt.
Bộ khuếch đại này dễ bị tự kích thích, do đó, một mạch Zobel được đặt ở đầu ra của nó: một điện trở 10 Ohm và một tụ điện 100 nF mắc nối tiếp giữa mặt đất và điểm chung của các bóng bán dẫn đầu ra (mạch này được hiển thị trong sơ đồ bởi một đường chấm chấm).
Khi bạn lần đầu tiên bật bộ khuếch đại trong khoảng trống của dây cung cấp của nó, bạn cần bật ampe kế để kiểm soát dòng điện tĩnh. Cho đến khi các bóng bán dẫn đầu ra nóng lên đến nhiệt độ hoạt động, nó có thể nổi lên một chút, điều này là khá bình thường. Ngoài ra, khi bạn bật nó lần đầu tiên, bạn cần đo điện áp giữa điểm chung của các bóng bán dẫn đầu ra (bộ thu VT4 và bộ phát VT3) và đất, phải có một nửa điện áp cung cấp. Nếu điện áp chênh lệch tăng hoặc giảm, bạn cần phải điều chỉnh điện trở R2.

Bảng mạch khuếch đại:

(lượt tải xuống: 523)

Bảng được thực hiện theo phương pháp LUT.

Bộ khuếch đại do tôi chế tạo

Vài lời về tụ điện, đầu vào và đầu ra. Điện dung của tụ điện đầu vào trong sơ đồ được biểu thị là 0,1 uF, nhưng điện dung này là không đủ. Một tụ điện phim có điện dung 0,68 - 1 μF nên được lắp đặt làm đầu vào, nếu không có thể xảy ra hiện tượng cắt tần số thấp không mong muốn. Tụ C5 đầu ra nên lấy điện áp không nhỏ hơn điện áp nguồn, bạn cũng không nên tham lam với điện dung.
Ưu điểm của mạch khuếch đại này là nó không gây nguy hiểm cho các loa của hệ thống âm thanh, vì loa được kết nối thông qua một tụ điện phân tách (C5), có nghĩa là khi một điện áp không đổi xuất hiện ở đầu ra, ví dụ, khi bộ khuếch đại bị lỗi, loa sẽ vẫn còn nguyên vẹn, vì tụ điện sẽ không vượt qua một điện áp không đổi.

- Anh hàng xóm mệt mỏi gõ bình điện. Anh vặn nhạc to hơn để không bị nghe thấy.
(Từ văn học dân gian audiophile).

Lời châm biếm thật mỉa mai, nhưng người đam mê âm thanh không nhất thiết phải “phát ốm” với dáng vẻ của Josh Ernest tại một cuộc họp ngắn về quan hệ với Liên bang Nga, người đang “đổ xô” vì những người hàng xóm đang “vui vẻ”. Ai đó muốn nghe nhạc nghiêm túc ở nhà như trong hội trường. Chất lượng của thiết bị cho điều này là cần thiết, đối với những người hâm mộ độ ồn của decibel như vậy chỉ đơn giản là không phù hợp với nơi những người lành mạnh có suy nghĩ, nhưng đối với sau này, tâm trí này đến từ giá của các bộ khuếch đại phù hợp (UMZCH, tần số âm thanh bộ khuếch đại công suất). Và một người nào đó trên đường đi có mong muốn tham gia các lĩnh vực hoạt động hữu ích và thú vị - kỹ thuật tái tạo âm thanh và điện tử nói chung. Mà trong thời đại kỹ thuật số gắn bó chặt chẽ với nhau và có thể trở thành một nghề có lợi nhuận cao và uy tín. Bước đầu tiên trong vấn đề này, tối ưu về mọi mặt, là tự tay bạn tạo ra một bộ khuếch đại: chính UMZCH cho phép, với đào tạo ban đầu dựa trên vật lý học đường, trên cùng một bảng, đi từ những cấu trúc đơn giản nhất trong nửa buổi tối (tuy nhiên, “hát” tốt) đến những đơn vị phức tạp nhất, qua đó tạo ra một bản nhạc hay ban nhạc sẽ chơi với niềm vui. Mục đích của ấn phẩm này là để bao gồm các giai đoạn đầu tiên của con đường này cho người mới bắt đầu và có lẽ, để kể điều gì đó mới cho những người đã có kinh nghiệm.

Động vật nguyên sinh

Vì vậy, để bắt đầu, chúng ta hãy cố gắng tạo ra một bộ khuếch đại âm thanh hoạt động. Để tìm hiểu kỹ về kỹ thuật âm thanh, bạn sẽ phải dần dần nắm vững khá nhiều tài liệu lý thuyết và đừng quên trau dồi kiến ​​thức nền tảng của mình khi bạn tiến bộ. Nhưng bất kỳ "sự thông minh" nào sẽ dễ hiểu hơn khi bạn nhìn thấy và cảm nhận cách nó hoạt động "trong phần cứng". Hơn nữa, trong bài viết này, nó sẽ không làm được nếu không có lý thuyết - đó là những gì bạn cần biết lúc đầu và những gì có thể giải thích mà không cần công thức và đồ thị. Trong khi chờ đợi, nó sẽ là đủ để có thể sử dụng multitester.

Ghi chú: nếu bạn chưa hàn thiết bị điện tử, xin lưu ý rằng các thành phần của nó không được quá nóng! Sắt hàn - lên đến 40 W (tốt hơn 25 W), thời gian hàn tối đa cho phép mà không bị gián đoạn là 10 s. Chì hàn cho bộ tản nhiệt được giữ cách vị trí hàn 0,5-3 cm tính từ mặt bên của vỏ thiết bị bằng nhíp y tế. Không được sử dụng axit và các chất trợ dung hoạt tính khác! Máy hàn - POS-61.

Ở bên trái trong hình.- UMZCH đơn giản nhất, "vừa hoạt động." Nó có thể được lắp ráp trên cả bóng bán dẫn germani và silicon.

Trên mảnh ghép này, thật thuận tiện để nắm vững những kiến ​​thức cơ bản về cách thiết lập UMZCH với các kết nối trực tiếp giữa các tầng, mang lại âm thanh rõ ràng nhất:

• Trước khi bật nguồn đầu tiên, tải (loa) được tắt;
• Thay vì R1, chúng tôi hàn một chuỗi gồm một điện trở không đổi 33 kOhm và một biến trở (chiết áp) 270 kOhm, tức là lưu ý đầu tiên. nhỏ hơn bốn lần, và khoảng thứ hai. gấp đôi mệnh giá so với tiền gốc theo sơ đồ;
• Chúng tôi cung cấp nguồn và bằng cách xoay thanh trượt chiết áp, tại điểm được đánh dấu bằng dấu thập, đặt dòng điện cực thu được chỉ định VT1;
• Chúng tôi loại bỏ nguồn điện, hàn các điện trở tạm thời và đo điện trở tổng của chúng;
• Là R1, chúng tôi đặt điện trở danh định từ hàng tiêu chuẩn gần nhất với hàng được đo;
• Chúng tôi thay thế R3 bằng một chuỗi 470 Ohm không đổi + chiết áp 3,3 kOhm;
• Tương tự như theo đoạn văn. 3-5, bao gồm một đặt điện áp bằng một nửa điện áp cung cấp.

Điểm a, từ nơi tín hiệu được đưa đến tải, được gọi là điểm. điểm giữa của bộ khuếch đại. Trong UMZCH với công suất đơn cực, một nửa giá trị của nó được đặt trong đó và trong UMZCH với công suất lưỡng cực - bằng không so với dây chung. Điều này được gọi là điều chỉnh sự cân bằng của bộ khuếch đại. Trong UMZCH đơn cực với bộ tách tải điện dung, không cần thiết phải tắt nó trong khi thiết lập, nhưng tốt hơn nên làm quen với việc đó theo phản xạ: bộ khuếch đại 2 cực không cân bằng với tải được kết nối có thể đốt cháy các bóng bán dẫn đầu ra mạnh mẽ và đắt tiền của chính nó, hoặc thậm chí là loa công suất lớn “mới, tốt” và rất đắt tiền.

Ghi chú: các thành phần yêu cầu lựa chọn khi thiết lập thiết bị trong một bố cục được biểu thị trên sơ đồ bằng dấu hoa thị (*) hoặc dấu gạch ngang (‘).

Ở trung tâm trong cùng một Hình.- một UMZCH đơn giản trên bóng bán dẫn, đã phát triển công suất lên đến 4-6 W ở tải 4 ôm. Mặc dù nó hoạt động, giống như cái trước, trong cái gọi là. lớp AB1, không dành cho âm thanh Hi-Fi, nhưng nếu bạn thay thế một cặp bộ khuếch đại lớp D như vậy (xem bên dưới) trong loa máy tính giá rẻ của Trung Quốc, âm thanh của chúng sẽ cải thiện rõ rệt. Ở đây chúng ta tìm hiểu một thủ thuật khác: các bóng bán dẫn đầu ra mạnh mẽ phải được đặt trên bộ tản nhiệt. Các thành phần yêu cầu làm mát bổ sung được khoanh tròn trong sơ đồ với một đường chấm; tuy nhiên, không phải luôn luôn; đôi khi - với chỉ báo về diện tích tản nhiệt cần thiết của tản nhiệt. Điều chỉnh của UMZCH này - cân bằng với R2.

Ở bên phải trong hình.- chưa phải là một con quái vật 350 W (như đã trình bày ở đầu bài viết), nhưng đã là một con quái vật khá vững chắc: một bộ khuếch đại bóng bán dẫn 100 W đơn giản. Bạn có thể nghe nhạc thông qua thiết bị này, nhưng không phải Hi-Fi, loại công việc là AB2. Tuy nhiên, để chấm điểm cho một khu dã ngoại hay một cuộc họp ngoài trời, một hội trường hay một sàn giao dịch nhỏ thì khá phù hợp. Một ban nhạc rock nghiệp dư, có một UMZCH như vậy cho một nhạc cụ, có thể biểu diễn thành công.

Trong UMZCH này, 2 thủ thuật nữa xuất hiện: thứ nhất, trong các bộ khuếch đại rất mạnh, dòng tích tụ của một đầu ra mạnh mẽ cũng cần được làm mát, vì vậy VT3 được đặt trên một bộ tản nhiệt từ 100 sq. Xem. Đối với đầu ra VT4 và VT5, cần có bộ tản nhiệt từ 400 mét vuông. xem Thứ hai, UMZCH với nguồn điện lưỡng cực không được cân bằng ở tất cả khi không có tải. Một trong hai bóng bán dẫn đầu ra này hoặc bóng bán dẫn đầu ra khác đi vào trạng thái cắt và bóng bán dẫn liên hợp đi vào trạng thái bão hòa. Sau đó, ở điện áp cung cấp đầy đủ, dòng điện tăng vọt trong quá trình cân bằng có thể phá hủy các bóng bán dẫn đầu ra. Do đó, để cân bằng (R6, bạn có đoán không?), Bộ khuếch đại được cấp nguồn từ +/- 24 V, và thay vì tải, một điện trở dây 100 ... 200 Ohm được bao gồm. Nhân tiện, các chữ số ở một số điện trở trong sơ đồ là chữ số La Mã, biểu thị công suất tản nhiệt cần thiết của chúng.

Ghi chú: nguồn điện cho UMZCH này cần có công suất từ ​​600 watt trở lên. Làm mịn các tụ lọc - từ 6800 uF đến 160 V. Song song với các tụ điện của IP, các tụ gốm 0,01 uF được bật để ngăn hiện tượng tự kích thích ở tần số siêu âm, có thể làm cháy bóng bán dẫn đầu ra ngay lập tức.

Trên công trường

Trên đường mòn. cơm. - một tùy chọn khác cho UMZCH khá mạnh (30 W và với điện áp cung cấp 35 V - 60 W) trên các bóng bán dẫn hiệu ứng trường mạnh mẽ:

Âm thanh từ nó đã dựa trên các yêu cầu đối với Hi-Fi cấp đầu vào (tất nhiên, nếu UMZCH hoạt động trên hệ thống âm thanh tương ứng, loa). Công nhân hiện trường mạnh mẽ không yêu cầu nhiều năng lượng để tích tụ, vì vậy không có dòng điện trước. Ngay cả các bóng bán dẫn hiệu ứng trường mạnh mẽ cũng không làm cháy loa dưới bất kỳ sự cố nào - bản thân chúng cháy nhanh hơn. Cũng khó chịu, nhưng vẫn rẻ hơn thay một đầu loa bass đắt tiền (GG). Cân bằng và nói chung điều chỉnh đối với UMZCH này là không cần thiết. Nó chỉ có một nhược điểm, giống như một thiết kế dành cho người mới bắt đầu: bóng bán dẫn hiệu ứng trường mạnh đắt hơn nhiều so với bóng bán dẫn lưỡng cực cho một bộ khuếch đại có cùng thông số. Các yêu cầu về IP vẫn giống như trước đây. nhưng công suất của nó là cần thiết từ 450 watt. Bộ tản nhiệt - từ 200 sq. cm.

Ghi chú: Ví dụ: không cần phải xây dựng UMZCH mạnh mẽ trên các bóng bán dẫn hiệu ứng trường để chuyển đổi nguồn điện. máy vi tính. Khi cố gắng “đưa” chúng vào chế độ hoạt động cần thiết cho UMZCH, chúng chỉ đơn giản là cháy hết hoặc chúng phát ra âm thanh yếu, nhưng “không có” về chất lượng. Ví dụ, điều tương tự cũng áp dụng cho các bóng bán dẫn lưỡng cực điện áp cao mạnh mẽ. từ tính năng quét ngang của TV cũ.

Ngay trên

Nếu bạn đã thực hiện những bước đầu tiên, thì bạn sẽ khá tự nhiên khi muốn xây dựng Hi-Fi lớp UMZCH, mà không cần đi quá sâu vào khu rừng lý thuyết.Để làm điều này, bạn sẽ phải mở rộng khu công cụ - bạn cần một máy hiện sóng, một máy phát tần số âm thanh (GZCH) và một milivôn kế AC có khả năng đo thành phần DC. Tốt hơn nên lấy UMZCH E. Gumeli, được mô tả chi tiết trong Radio số 1 năm 1989, làm nguyên mẫu để lặp lại. Để chế tạo nó, bạn sẽ cần một vài linh kiện rẻ tiền, giá cả phải chăng nhưng chất lượng đáp ứng yêu cầu rất cao: nguồn lên đến 60 W, băng thông 20-20.000 Hz, tần số đáp ứng không đồng đều 2 dB, hệ số méo phi tuyến tính (THD) 0,01%, độ ồn tự -86 dB. Tuy nhiên, việc thiết lập bộ khuếch đại Gumeli khá khó khăn; nếu bạn có thể xử lý nó, bạn có thể đảm nhận bất kỳ điều gì khác. Tuy nhiên, một số trường hợp đã biết hiện nay đã đơn giản hóa rất nhiều việc thành lập UMZCH này, xem bên dưới. Ghi nhớ điều này và thực tế là không phải ai cũng thành công trong việc vào được các kho lưu trữ của Đài phát thanh, nên nhắc lại những điểm chính.

Các sơ đồ của một UMZCH chất lượng cao đơn giản

Các sơ đồ và thông số kỹ thuật của UMZCH Gumeli cho chúng được đưa ra trong hình minh họa. Bộ tản nhiệt của bóng bán dẫn đầu ra - từ 250 sq. xem cho UMZCH theo hình. 1 và từ 150 sq. xem biến thể theo hình. 3 (đánh số là bản gốc). Các bóng bán dẫn của giai đoạn trước đầu ra (KT814 / KT815) được gắn trên bộ tản nhiệt được uốn cong từ các tấm nhôm 75x35 mm dày 3 mm. Thay KT814 / KT815 bằng KT626 / KT961 là không đáng, âm thanh không cải thiện đáng kể, nhưng nó rất khó thiết lập.

UMZCH này rất quan trọng đối với nguồn điện, cấu trúc liên kết lắp đặt và nói chung, do đó, nó phải được điều chỉnh ở dạng hoàn thiện về mặt cấu trúc và chỉ với nguồn điện tiêu chuẩn. Khi cố gắng cấp nguồn từ một IP ổn định, các bóng bán dẫn đầu ra bị cháy ngay lập tức. Do đó, trong hình. Bản vẽ của bảng mạch in gốc và hướng dẫn thiết lập được đưa ra. Có thể nói thêm với họ rằng, trước hết, nếu "kích thích" là đáng chú ý ở lần khởi động đầu tiên, họ đấu tranh với nó bằng cách thay đổi độ tự cảm L1. Thứ hai, dây dẫn của các bộ phận được lắp đặt trên bảng không được dài hơn 10 mm. Thứ ba, rất không mong muốn thay đổi cấu trúc liên kết cài đặt, nhưng nếu điều đó là rất cần thiết, phải có một màn hình khung ở phía bên của các dây dẫn (vòng nối đất, được đánh dấu trong hình) và các đường dẫn cung cấp điện phải đi qua bên ngoài nó. .

Ghi chú:đứt gãy trong các rãnh mà các chân đế của bóng bán dẫn mạnh được kết nối với nhau - những bóng bán dẫn công nghệ, để thiết lập, sau đó chúng được hàn kín bằng những giọt chất hàn.

Việc thiết lập UMZCH này được đơn giản hóa rất nhiều, và rủi ro gặp phải "kích thích" trong quá trình sử dụng sẽ giảm xuống 0 nếu:

• Giảm thiểu kết nối dây điện bằng cách đặt bo mạch trên bộ tản nhiệt bóng bán dẫn công suất cao.
• Bỏ hoàn toàn các đầu nối bên trong, chỉ thực hiện toàn bộ quá trình cài đặt bằng cách hàn. Sau đó, bạn sẽ không cần R12, R13 trong phiên bản mạnh mẽ hoặc R10 R11 trong phiên bản kém mạnh mẽ hơn (chúng được chấm trên sơ đồ).
• Sử dụng chiều dài tối thiểu của dây âm thanh bằng đồng không chứa oxy để đi dây trong nhà.

Khi các điều kiện này được đáp ứng, không có vấn đề gì xảy ra với kích thích và việc thiết lập UMZCH được rút gọn thành một quy trình thông thường, được mô tả trong Hình.

Dây cho âm thanh

Dây âm thanh không phải là hư cấu nhàn rỗi. Nhu cầu sử dụng của chúng ở thời điểm hiện tại là không thể phủ nhận. Trong đồng với hỗn hợp oxy, màng oxit mỏng nhất được hình thành trên bề mặt của các tinh thể kim loại. Oxit kim loại là chất bán dẫn và nếu dòng điện trong dây yếu mà không có thành phần không đổi thì hình dạng của nó bị biến dạng. Về lý thuyết, sự biến dạng trên vô số các tinh thể nên bù trừ cho nhau, nhưng rất ít (có vẻ như do sự không chắc chắn về lượng tử) vẫn còn. Đủ để được những người nghe sành điệu chú ý trên nền âm thanh tinh khiết nhất của UMZCH hiện đại.

Các nhà sản xuất và buôn bán không có lương tâm đã bỏ qua đồng điện thông thường thay vì đồng không chứa ôxy - không thể phân biệt đồng này với đồng kia bằng mắt thường. Tuy nhiên, có một phạm vi mà hàng giả không rõ ràng: cáp xoắn đôi cho mạng máy tính. Đặt một lưới có các đoạn dài ở bên trái, nó sẽ không bắt đầu ở tất cả, hoặc nó sẽ liên tục bị lỗi. Sự phân tán của xung động, bạn biết đấy.

Tác giả, khi vẫn còn bàn luận về dây âm thanh, đã nhận ra rằng về nguyên tắc, đây không phải là trò trống rỗng, đặc biệt là vì dây không có oxy vào thời đó đã được sử dụng từ lâu trong các thiết bị chuyên dụng, mà ông đã quen thuộc với nó. bản chất của hoạt động của mình. Sau đó, tôi lấy nó và thay thế dây thông thường của tai nghe TDS-7 của mình bằng một dây tự sản xuất từ ​​“vitukha” với dây bện linh hoạt. Âm thanh, bằng tai, đã được cải thiện đều đặn cho các bản nhạc tương tự, tức là trên đường từ micrô phòng thu đến đĩa, chưa bao giờ được số hóa. Các bản ghi âm trên vinyl được thực hiện bằng công nghệ DMM (Direct Meta lMastering, lắng đọng kim loại trực tiếp) cho âm thanh đặc biệt tươi sáng. Sau đó, chỉnh sửa interblock của tất cả âm thanh gia đình đã được chuyển đổi thành "vitushny". Sau đó những người hoàn toàn ngẫu nhiên bắt đầu nhận thấy sự cải thiện về âm thanh, họ thờ ơ với âm nhạc và không được báo trước.

Làm thế nào để làm cho dây kết nối từ cặp xoắn, xem tiếp theo. băng hình.

Video: tự làm dây kết nối xoắn đôi

Thật không may, "vituha" linh hoạt đã sớm không còn được bán - nó không giữ được hiệu quả trong các đầu nối gấp khúc. Tuy nhiên, đối với thông tin của độc giả, dây “quân sự” mềm MGTF và MGTFE (được bảo vệ) chỉ được làm từ đồng không chứa oxy. Giả mạo là không thể, bởi vì. trên đồng thông thường, cách điện băng fluoroplastic lan truyền khá nhanh. MGTF hiện đã được phổ biến rộng rãi và rẻ hơn nhiều so với các loại dây âm thanh có thương hiệu, đảm bảo. Nó có một nhược điểm: nó không thể được tô màu, nhưng điều này có thể được sửa chữa bằng các thẻ. Ngoài ra còn có dây quấn không chứa oxy, xem bên dưới.

Lý thuyết xen kẽ

Như bạn có thể thấy, ngay từ khi bắt đầu thành thạo kỹ thuật âm thanh, chúng tôi đã phải đối mặt với khái niệm Hi-Fi (Độ trung thực cao), độ trung thực cao của tái tạo âm thanh. Hi-Fi có nhiều cấp độ khác nhau, được xếp hạng tiếp theo. thông số chính:

1. Dải tần số có thể tái tạo.
2. Dải động - tỷ số tính bằng decibel (dB) của công suất đầu ra tối đa (đỉnh) với mức độ tự ồn.
3. Mức ồn tự tính bằng dB.
4. Hệ số biến dạng phi tuyến (THD) ở công suất đầu ra danh định (dài hạn). SOI ở công suất cực đại được giả định là 1% hoặc 2% tùy thuộc vào kỹ thuật đo.
5. Sự bất thường trong đặc tính biên độ-tần số (AFC) trong dải tần số có thể tái tạo. Đối với loa - riêng biệt ở các tần số âm thanh thấp (LF, 20-300 Hz), trung bình (MF, 300-5000 Hz) và cao (HF, 5000-20.000 Hz).

Ghi chú: Tỷ lệ giữa các mức tuyệt đối của bất kỳ giá trị nào của I trong (dB) được định nghĩa là P (dB) = 20lg (I1 / I2). Nếu I1

Bạn cần biết tất cả những nét tinh tế và sắc thái của Hi-Fi khi thiết kế và chế tạo loa, và đối với một Hi-Fi UMZCH sản xuất tại nhà cho gia đình, trước khi chuyển sang những điều này, bạn cần hiểu rõ các yêu cầu đối với công suất của chúng. cần thiết để tính điểm cho một căn phòng nhất định, dải động (động lực học), mức độ tiếng ồn của bản thân và SOI. Không khó để đạt được dải tần 20-20.000 Hz từ UMZCH với độ nghẽn ở các cạnh là 3 dB và đáp ứng tần số không đồng đều ở tầm trung 2 dB trên cơ sở phần tử hiện đại là điều không mấy khó khăn.

Âm lượng

Bản thân sức mạnh của UMZCH không phải là dấu chấm hết, nó phải cung cấp âm lượng tái tạo âm thanh tối ưu trong một căn phòng nhất định. Nó có thể được xác định bằng các đường cong có âm lượng bằng nhau, xem hình. Tiếng ồn tự nhiên trong khu dân cư yên tĩnh hơn 20 dB; 20 dB là vùng hoang dã hoàn toàn yên tĩnh. Mức âm lượng 20 dB so với ngưỡng nghe là ngưỡng nghe rõ - bạn vẫn có thể phát ra tiếng thì thầm, nhưng âm nhạc chỉ được coi là thực tế về sự hiện diện của nó. Một nhạc sĩ có kinh nghiệm có thể biết nhạc cụ nào đang chơi, nhưng không chính xác là nhạc cụ nào.

40 dB - tiếng ồn bình thường của một căn hộ thành phố được cách nhiệt tốt trong một khu vực yên tĩnh hoặc một ngôi nhà nông thôn - thể hiện ngưỡng nghe rõ. Có thể nghe nhạc từ ngưỡng dễ hiểu đến ngưỡng dễ hiểu với hiệu chỉnh đáp ứng tần số sâu, chủ yếu ở âm trầm. Để thực hiện điều này, hàm MUTE được đưa vào UMZCH hiện đại (tắt tiếng, đột biến, không đột biến!), Bao gồm hàm hô ứng. các mạch hiệu chỉnh trong UMZCH.

90 dB là mức âm lượng của dàn nhạc giao hưởng trong phòng hòa nhạc rất hay. 110 dB có thể tạo ra một dàn nhạc mở rộng trong một hội trường với âm thanh độc đáo, trong đó không quá 10 trên thế giới, đây là ngưỡng cảm nhận: âm thanh to hơn được cảm nhận ngay cả khi có thể phân biệt được ý nghĩa với nỗ lực của ý chí, nhưng đã gây tiếng ồn khó chịu. Vùng âm lượng trong cơ sở dân cư 20-110 dB là vùng có khả năng nghe rõ và 40-90 dB là vùng có khả năng nghe tốt nhất, trong đó người nghe chưa chuẩn bị và chưa có kinh nghiệm cảm nhận đầy đủ ý nghĩa của âm thanh. Nếu, tất nhiên, anh ta ở trong đó.

Sức mạnh

Tính toán công suất của thiết bị cho một âm lượng nhất định trong khu vực nghe có lẽ là nhiệm vụ chính và khó nhất của điện âm. Đối với bản thân bạn, trong điều kiện tốt hơn nên đi từ hệ thống âm thanh (AS): tính toán công suất của chúng bằng một phương pháp đơn giản hóa và lấy công suất danh định (dài hạn) của UMZCH bằng với loa đỉnh (âm nhạc). Trong trường hợp này, UMZCH sẽ không gây thêm biến dạng cho các loa đó một cách đáng chú ý, chúng đã là nguồn gốc chính của sự không tuyến tính trong đường dẫn âm thanh. Nhưng không nên tạo ra UMZCH quá mạnh: trong trường hợp này, mức độ tiếng ồn của chính nó có thể vượt quá ngưỡng nghe được, bởi vì. nó được xem xét từ mức điện áp của tín hiệu đầu ra ở công suất cực đại. Nếu chúng ta xem xét nó một cách rất đơn giản, thì đối với một căn phòng của một căn hộ hoặc một ngôi nhà bình thường và những chiếc loa có độ nhạy đặc trưng bình thường (đầu ra âm thanh), chúng ta có thể lấy dấu vết. Giá trị công suất tối ưu UMZCH:

• Lên đến 8 sq. m - 15-20 W.
• 8-12 sq. m - 20-30 W.
• 12-26 sq. m - 30-50 W.
• 26-50 sq. m - 50-60 W.
• 50-70 sq. m - 60-100 watt.
• 70-100 sq. m - 100-150 watt.
• 100-120 sq. m - 150-200 watt.
• Hơn 120 sq. m - được xác định bằng cách tính toán theo các phép đo âm thanh tại chỗ.

Động lực học

Phạm vi động của UMZCH được xác định bằng các đường cong âm lượng bằng nhau và các giá trị ngưỡng cho các mức độ cảm nhận khác nhau:

1. Nhạc giao hưởng và nhạc jazz với nhạc đệm giao hưởng - lý tưởng 90 dB (110 dB - 20 dB), chấp nhận được 70 dB (90 dB - 20 dB). Âm thanh với độ động 80-85 dB trong căn hộ thành phố sẽ không được bất kỳ chuyên gia nào phân biệt với âm thanh lý tưởng.
2. Các thể loại âm nhạc nghiêm túc khác - 75 dB là tuyệt vời, 80 dB là vượt qua mái nhà.
3. Pops của bất kỳ loại nào và nhạc phim - 66 dB đối với mắt là đủ, bởi vì. các tùy chọn này đã được nén ở mức lên đến 66 dB và thậm chí lên đến 40 dB trong quá trình ghi âm, để bạn có thể nghe bất cứ thứ gì.

Phạm vi động của UMZCH, được chọn chính xác cho một phòng nhất định, được coi là bằng với mức ồn của chính nó, được lấy bằng dấu +, đây là cái gọi là. tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu.

SOI

Các biến dạng phi tuyến (NI) UMZCH là các thành phần của phổ của tín hiệu đầu ra, không có trong đầu vào. Về mặt lý thuyết, tốt nhất là "đẩy" NI xuống dưới mức độ nhiễu của chính nó, nhưng về mặt kỹ thuật thì điều này rất khó thực hiện. Trong thực tế, họ tính đến cái gọi là. hiệu ứng che: ở mức âm lượng dưới khoảng. 30 dB, phạm vi tần số mà tai người cảm nhận được sẽ thu hẹp lại, cũng như khả năng phân biệt âm thanh theo tần số. Nhạc sĩ nghe nốt nhạc, nhưng rất khó để đánh giá âm sắc của âm thanh. Ở những người không có tai nghe nhạc, hiệu ứng che đã được quan sát thấy ở mức âm lượng 45-40 dB. Do đó, UMZCH với THD 0,1% (-60 dB từ mức âm lượng 110 dB) sẽ được người nghe bình thường đánh giá là Hi-Fi và với THD 0,01% (-80 dB) có thể được coi là không. làm biến dạng âm thanh.

Đèn

Tuyên bố cuối cùng, có lẽ, sẽ gây ra sự bác bỏ, cực kỳ tức giận, đối với những tín đồ của mạch ống: họ nói rằng chỉ có ống cho âm thanh thực, và không chỉ bất kỳ, mà là một số loại bát phân nhất định. Bình tĩnh, các quý ông - một âm thanh ống đặc biệt không phải là hư cấu. Lý do về cơ bản là phổ biến dạng khác nhau đối với ống điện tử và bóng bán dẫn. Ngược lại, điều này là do dòng electron trong đèn chuyển động trong chân không và các hiệu ứng lượng tử không xuất hiện trong đó. Bóng bán dẫn là một thiết bị lượng tử, nơi các hạt mang điện tích nhỏ (electron và lỗ trống) di chuyển trong một tinh thể, điều này nói chung là không thể nếu không có các hiệu ứng lượng tử. Do đó, phổ biến dạng của ống là ngắn và sạch: chỉ có các hài từ thứ 3 đến thứ 4 được truy tìm rõ ràng trong đó, và có rất ít thành phần tổ hợp (tổng và sự khác biệt của tần số của tín hiệu đầu vào và hài của chúng). Do đó, trong thời kỳ của mạch chân không, SOI được gọi là hệ số điều hòa (KH). Trong các bóng bán dẫn, phổ biến dạng (nếu chúng có thể đo được, việc đặt trước là ngẫu nhiên, xem bên dưới) có thể được truy tìm đến các thành phần thứ 15 trở lên và có nhiều tần số kết hợp trong đó.

Vào thời kỳ đầu của thiết bị điện tử ở trạng thái rắn, các nhà thiết kế của UMZCH transistorized đã lấy cho chúng SOI "ống" thông thường là 1-2%; một âm thanh có phổ biến dạng ống ở cường độ này được người nghe bình thường cho là sạch. Nhân tiện, khái niệm Hi-Fi không tồn tại khi đó. Hóa ra - chúng nghe có vẻ buồn tẻ và điếc tai. Trong quá trình phát triển của công nghệ bóng bán dẫn, người ta đã phát triển sự hiểu biết về Hi-Fi là gì và những gì cần thiết cho nó.

Hiện tại, những khó khăn ngày càng tăng của công nghệ bóng bán dẫn đã được khắc phục thành công và các tần số bên ở đầu ra của một UMZCH tốt hầu như không được thu lại bằng các phương pháp đo đặc biệt. Và mạch đèn có thể được coi là đã đi vào phạm trù nghệ thuật. Cơ sở của nó có thể là bất kỳ, tại sao điện tử không thể đi đến đó? Tương tự với nhiếp ảnh sẽ thích hợp ở đây. Không ai có thể phủ nhận rằng máy ảnh SLR kỹ thuật số hiện đại cho hình ảnh rõ ràng hơn, chi tiết hơn, sâu hơn về độ sáng và dải màu so với hộp gỗ dán có đàn accordion. Nhưng ai đó với chiếc Nikon tuyệt vời nhất đã "nhấp vào ảnh" như "đây là con mèo béo của tôi đã say như một tên khốn và ngủ với hai bàn chân của nó", và một người nào đó với Smena-8M trên một bộ phim Svemov b / w chụp một bức ảnh trước mặt nó mọi người đang chen chúc tại một triển lãm uy tín.

Ghi chú: và một lần nữa hãy bình tĩnh - không phải mọi thứ đều tệ như vậy. Cho đến nay, các UMZCH của đèn công suất thấp còn lại ít nhất một ứng dụng và không phải là ít quan trọng nhất mà chúng cần thiết về mặt kỹ thuật.

Giá đỡ thí nghiệm

Nhiều người yêu thích âm thanh, chỉ cần học cách hàn, ngay lập tức "đi vào đèn". Điều này hoàn toàn không đáng bị lên án, ngược lại. Mối quan tâm đến nguồn gốc luôn luôn chính đáng và hữu ích, và thiết bị điện tử đã trở thành như vậy trên đèn. Máy tính đầu tiên có dạng ống, và thiết bị điện tử trên tàu của tàu vũ trụ đầu tiên cũng dạng ống: lúc đó đã có bóng bán dẫn, nhưng chúng không thể chịu được bức xạ ngoài trái đất. Nhân tiện, sau đó, dưới sự bí mật nghiêm ngặt nhất, ống ... vi mạch cũng được tạo ra! Microlamps cực âm lạnh. Đề cập duy nhất về chúng trong các nguồn mở là trong cuốn sách hiếm hoi của Mitrofanov và Pickersgil "Đèn khuếch đại thu hiện đại".

Nhưng lời bài hát đã đủ rồi, hãy bắt tay vào công việc. Đối với những người thích mày mò với những chiếc đèn trong hình. - sơ đồ đèn bàn UMZCH, được thiết kế đặc biệt cho các thí nghiệm: SA1 chuyển đổi chế độ hoạt động của đèn đầu ra và SA2 chuyển đổi điện áp nguồn. Mạch điện nổi tiếng ở Liên bang Nga, một cải tiến nhỏ chỉ liên quan đến biến áp đầu ra: giờ đây bạn không chỉ có thể “điều khiển” 6P7S bản địa của mình ở các chế độ khác nhau mà còn có thể chọn tỷ lệ chuyển đổi lưới màn hình cho các đèn khác ở chế độ siêu tuyến tính ; đối với phần lớn các pentode đầu ra và tetrode chùm, nó là 0,22-0,25 hoặc 0,42-0,45. Xem bên dưới để biết sản xuất máy biến áp đầu ra.

Nghệ sĩ guitar và rocker

Đây là trường hợp bạn không thể làm mà không có đèn. Như bạn đã biết, guitar điện đã trở thành một nhạc cụ độc tấu chính thức sau khi tín hiệu tiền khuếch đại từ chiếc bán tải được chuyển qua một tiền tố đặc biệt - một bộ nhiệt áp - cố tình làm sai lệch quang phổ của nó. Nếu không có điều này, âm thanh của dây quá sắc và ngắn, bởi vì. một bộ thu điện từ chỉ phản ứng với các chế độ dao động cơ học của nó trong mặt phẳng bảng âm của nhạc cụ.

Một tình huống khó chịu sớm xuất hiện: âm thanh của một cây đàn guitar điện có bộ nhiệt áp chỉ đạt được cường độ và độ sáng tối đa ở mức âm lượng lớn. Điều này đặc biệt rõ ràng đối với những cây guitar có kiểu bán tải humbucker, thứ cho âm thanh "dữ" nhất. Nhưng đối với một người mới bắt đầu, bắt buộc phải tập ở nhà thì sao? Không đến hội trường để biểu diễn, không biết chính xác âm thanh của nhạc cụ ở đó như thế nào. Và chỉ những người yêu nhạc rock mới muốn nghe những thứ yêu thích của họ trong nước trái cây đầy đủ và các rocker nói chung là những người tử tế và không xung đột. Ít nhất là những người quan tâm đến nhạc rock, và môi trường xung quanh không thái quá.

Vì vậy, hóa ra âm thanh gây tử vong xuất hiện ở mức âm lượng có thể chấp nhận được đối với cơ sở dân cư, nếu UMZCH là dạng ống. Lý do là sự tương tác cụ thể của phổ tín hiệu từ bộ nhiệt áp với một phổ ngắn và sạch của sóng hài ống. Ở đây một lần nữa, một phép loại suy là thích hợp: một bức ảnh b / w có thể biểu cảm hơn nhiều so với một bức ảnh màu, bởi vì. chỉ để lại đường viền và ánh sáng để xem.

Những người cần một bộ khuếch đại ống không phải để thí nghiệm, mà vì nhu cầu kỹ thuật, không có thời gian để làm chủ sự phức tạp của điện tử ống trong một thời gian dài, họ đam mê những người khác. UMZCH trong trường hợp này, tốt hơn là làm không có biến áp. Chính xác hơn, với một biến áp đầu ra phù hợp một đầu hoạt động mà không có sai lệch liên tục. Cách tiếp cận này giúp đơn giản hóa và đẩy nhanh quá trình sản xuất cụm đèn UMZCH phức tạp và quan trọng nhất.

Giai đoạn đầu ra ống UMZCH “không biến áp” và bộ tiền khuếch đại cho nó

Ở bên phải trong hình. một sơ đồ của một giai đoạn đầu ra không biến áp của một ống UMZCH được đưa ra và ở bên trái là các tùy chọn cho bộ tiền khuếch đại cho nó. Phía trên - với bộ điều khiển âm theo sơ đồ Baksandal cổ điển, cung cấp khả năng điều chỉnh khá sâu, nhưng lại đưa vào tín hiệu những biến dạng pha nhỏ, điều này có thể đáng kể khi vận hành UMZCH trên loa 2 chiều. Dưới đây là một bộ tiền khuếch đại đơn giản hơn với chức năng kiểm soát âm sắc không làm sai lệch tín hiệu.

Nhưng chúng ta hãy quay trở lại cuối cùng. Trong một số nguồn tài liệu nước ngoài, mạch này được coi là một mặc khải, tuy nhiên, giống hệt với nó, ngoại trừ khả năng của tụ điện, được tìm thấy trong Sổ tay nghiệp dư về vô tuyến điện của Liên Xô năm 1966. Cuốn sách dày 1060 trang. Khi đó không có Internet và cơ sở dữ liệu trên đĩa.

Ở cùng một nơi, bên phải trong hình, những thiếu sót của kế hoạch này được mô tả ngắn gọn nhưng rõ ràng. Được cải tiến, từ cùng một nguồn, được đưa ra trên đường mòn. cơm. ở bên phải. Trong đó, lưới màn L2 được cấp điện từ điểm giữa của bộ chỉnh lưu anốt (cuộn dây anốt của biến áp nguồn là đối xứng), và lưới màn L1 qua tải. Nếu, thay vì loa trở kháng cao, bạn bật một biến áp phù hợp với loa thông thường, như ở phần trước. mạch, công suất đầu ra là khoảng. 12 W, bởi vì điện trở hoạt động của cuộn sơ cấp của máy biến áp nhỏ hơn nhiều 800 ohms. SOI của giai đoạn cuối cùng này với đầu ra máy biến áp - khoảng. 0,5%

Làm thế nào để làm cho một máy biến áp?

Kẻ thù chính của chất lượng của một máy biến áp tần số thấp (âm thanh) có tín hiệu mạnh là từ trường lạc hướng, các đường sức của chúng bị đóng lại, bỏ qua mạch từ (lõi), dòng điện xoáy trong mạch từ (dòng Foucault) và, ở một mức độ thấp hơn, từ tính trong lõi. Do hiện tượng này, máy biến áp lắp ráp không cẩn thận sẽ “kêu”, kêu hoặc có tiếng kêu. Dòng điện Foucault được chống lại bằng cách giảm độ dày của các tấm của mạch từ và cách ly chúng bằng dầu bóng trong quá trình lắp ráp. Đối với máy biến áp đầu ra, độ dày tối ưu của các tấm là 0,15 mm, tối đa cho phép là 0,25 mm. Không nên sử dụng các tấm mỏng hơn cho máy biến áp đầu ra: hệ số lấp đầy của lõi (lõi trung tâm của mạch từ) bằng thép sẽ rơi xuống, tiết diện của mạch từ sẽ phải tăng lên để có được một công suất nhất định, sẽ chỉ làm tăng sự biến dạng và tổn thất trong đó.

Trong lõi của máy biến áp âm thanh hoạt động với phân cực không đổi (ví dụ, dòng điện cực dương của tầng đầu ra một đầu), phải có một khe hở không từ tính nhỏ (xác định bằng tính toán). Một mặt, sự hiện diện của một khe hở không từ tính, làm giảm sự biến dạng tín hiệu do sai lệch liên tục; mặt khác, trong mạch từ thông thường, nó làm tăng trường lạc và yêu cầu lõi lớn hơn. Do đó, khe hở không từ tính phải được tính toán tối ưu và thực hiện chính xác nhất có thể.

Đối với máy biến áp hoạt động với từ hóa, loại lõi tối ưu được làm bằng các tấm Shp (đột lỗ), pos. 1 trong hình. Trong chúng, một khe hở không từ tính được hình thành trong quá trình xâm nhập của lõi và do đó ổn định; giá trị của nó được chỉ ra trong hộ chiếu đối với các tấm hoặc được đo bằng một bộ đầu dò. Trường lạc là tối thiểu, bởi vì các nhánh bên mà từ thông đóng lại là chất rắn. Tấm Shp thường được dùng để lắp ráp các lõi máy biến áp không có từ hóa, vì Tấm Shp được làm bằng thép biến áp chất lượng cao. Trong trường hợp này, lõi được lắp ghép chồng lên nhau (các tấm được đặt với một rãnh theo hướng này hoặc hướng khác) và tiết diện của nó tăng 10% so với giá trị đã tính toán.

Tốt hơn là máy biến áp gió không có từ hóa trên lõi USh (giảm chiều cao với cửa sổ được mở rộng), pos. 2. Trong chúng, sự giảm bớt trường lạc bằng cách giảm độ dài của đường sức từ. Vì các tấm USh dễ tiếp cận hơn Shp, nên các lõi biến áp có từ hóa cũng thường được làm từ chúng. Sau đó, việc lắp ráp lõi được thực hiện theo đường cắt: một gói các tấm W được lắp ráp, một dải vật liệu không dẫn điện không từ tính có chiều dày bằng giá trị của khe hở không từ tính, được phủ bằng một cái ách từ một gói jumper và được kéo lại với nhau bằng một cái kẹp.

Ghi chú: Các mạch từ tín hiệu "âm thanh" loại ShLM dùng cho biến áp đầu ra của bộ khuếch đại ống chất lượng cao ít được sử dụng, chúng có trường lạc hướng lớn.

Tại pos. 3 là sơ đồ kích thước của lõi để tính toán máy biến áp, tại vị trí. 4 thiết kế khung quanh co, và trên vị trí. 5 - các mẫu chi tiết của nó. Đối với máy biến áp cho giai đoạn đầu ra "không có máy biến áp", tốt hơn là làm nó trên SLMme với một sự chồng chéo, bởi vì. độ lệch không đáng kể (dòng điện phân cực bằng dòng điện của lưới màn hình). Nhiệm vụ chính ở đây là làm cho các cuộn dây càng nhỏ gọn càng tốt để giảm trường lạc; điện trở hoạt động của chúng sẽ vẫn nhỏ hơn nhiều 800 ohms. Càng nhiều không gian trống trong cửa sổ, máy biến áp càng hoạt động tốt. Do đó, cuộn dây có thể quay (nếu không có máy quấn thì đây là một máy khủng khiếp) từ dây mỏng nhất có thể, hệ số đặt cuộn anốt để tính toán cơ học của máy biến áp được lấy bằng 0,6. Dây quấn của thương hiệu PETV hoặc PEMM, chúng có lõi không chứa oxy. Không nhất thiết phải lấy PETV-2 hoặc PEMM-2, chúng có đường kính ngoài tăng lên do được đánh véc ni kép và trường tán xạ sẽ lớn hơn. Các cuộn dây chính được quấn đầu tiên, bởi vì. nó là trường đi lạc của nó ảnh hưởng nhiều nhất đến âm thanh.

Sắt cho máy biến áp này phải được tìm lỗ ở các góc của các tấm và kẹp (xem hình bên phải), bởi vì. "Vì hạnh phúc trọn vẹn", việc lắp ráp mạch từ được thực hiện như sau. thứ tự (tất nhiên, các cuộn dây có dây dẫn và lớp cách điện bên ngoài phải đã có trên khung):

1. Chuẩn bị sơn bóng acrylic pha loãng một nửa hoặc sơn shellac theo cách cũ;
2. Các tấm có jumper nhanh chóng được đánh vecni ở một mặt và đưa vào khung càng nhanh càng tốt mà không cần ấn mạnh. Tấm đầu tiên được đặt với mặt sơn mài hướng vào trong, tấm tiếp theo - với mặt không sơn phủ với mặt sơn mài trước, v.v.;
3. Khi cửa sổ khung đầy, các kim ghim được áp dụng và siết chặt bằng bu lông;
4. Sau 1-3 phút, khi việc phun vecni từ các khe hở dường như dừng lại, các tấm được thêm vào một lần nữa cho đến khi cửa sổ được lấp đầy;
5. Lặp lại các đoạn văn. 2-4 cho đến khi cửa sổ được đóng chặt bằng thép;
6. Lõi được kéo chặt một lần nữa và làm khô trên pin hoặc những thứ tương tự. 3-5 ngày.

Lõi được lắp ráp bằng công nghệ này có khả năng cách nhiệt tấm và thép rất tốt. Tổn thất do hạn chế từ tính hoàn toàn không được phát hiện. Nhưng hãy nhớ - đối với cốt lõi của sự cố định của họ, kỹ thuật này không thể áp dụng được, bởi vì. từ những ảnh hưởng cơ học mạnh mẽ, các đặc tính từ tính của tính trung thành vĩnh viễn xấu đi một cách không thể đảo ngược!

Trên vi mạch

UMZCH trên mạch tích hợp (IC) thường được những người hài lòng với chất lượng âm thanh cho đến Hi-Fi trung bình làm ra, nhưng bị thu hút nhiều hơn bởi giá rẻ, tốc độ, dễ lắp ráp và hoàn toàn không có bất kỳ quy trình điều chỉnh nào đòi hỏi kiến ​​thức đặc biệt. . Đơn giản, một bộ khuếch đại trên microcircuits là lựa chọn tốt nhất cho hình nộm. Tác phẩm kinh điển của thể loại ở đây là UMZCH trên IC TDA2004, đứng trên sê-ri, Chúa cấm, trong 20 năm, ở bên trái trong hình. Công suất - lên đến 12 W mỗi kênh, điện áp cung cấp - 3-18 V đơn cực. Diện tích tản nhiệt - từ 200 sq. xem cho công suất tối đa. Ưu điểm là khả năng làm việc ở điện trở rất thấp, lên đến 1,6 Ohm, tải, cho phép bạn loại bỏ toàn bộ nguồn điện khi được cấp nguồn từ mạng trên bo mạch 12 V và 7-8 W - với điện áp 6 volt nguồn điện, ví dụ, trên xe gắn máy. Tuy nhiên, đầu ra TDA2004 ở lớp B không bổ sung (trên các bóng bán dẫn có cùng độ dẫn) nên âm thanh chắc chắn không phải là Hi-Fi: 1% THD, độ động 45 dB.

TDA7261 hiện đại hơn cho âm thanh không tốt hơn nhưng mạnh hơn, lên đến 25 W, bởi vì. Giới hạn trên của điện áp cung cấp đã được tăng lên 25V. TDA7261 có thể được chạy từ hầu hết các mạng trên bo mạch, ngoại trừ máy bay 27 V. Với sự trợ giúp của các thành phần bản lề (dây đai, bên phải trong hình), TDA7261 có thể hoạt động ở chế độ đột biến và với St-By (Stand By , chờ), chuyển UMZCH sang chế độ tiêu thụ điện năng tối thiểu khi không có tín hiệu đầu vào trong một thời gian nhất định. Các tiện nghi đắt tiền, vì vậy để có một dàn âm thanh nổi, bạn sẽ cần một cặp TDA7261 với bộ tản nhiệt từ 250 sq. xem cho từng.

Ghi chú: nếu bạn bị thu hút bởi những bộ khuếch đại có chức năng St-By, hãy nhớ rằng bạn không nên mong đợi những chiếc loa lớn hơn 66 dB so với chúng.

"Siêu tiết kiệm" về mặt điện năng TDA7482, bên trái trong hình, hoạt động trong cái gọi là. lớp D. UMZCH như vậy đôi khi được gọi là bộ khuếch đại kỹ thuật số, điều này không đúng. Để số hóa thực, các mẫu mức được lấy từ tín hiệu tương tự ở tần số lượng tử hóa cao hơn ít nhất hai lần trong các tần số có thể tái tạo, giá trị của mỗi mẫu được ghi lại trong mã sửa lỗi và được lưu trữ để sử dụng trong tương lai. UMZCH lớp D - xung. Trong đó, tín hiệu tương tự được chuyển đổi trực tiếp thành một chuỗi các xung được điều chế độ rộng xung tần số cao (PWM), được đưa đến loa thông qua bộ lọc thông thấp (LPF).

Âm thanh Class D không liên quan gì đến Hi-Fi: THD là 2% và độ động là 55 dB đối với UMZCH class D được coi là những chỉ số rất tốt. Và TDA7482 ở đây, tôi phải nói, sự lựa chọn không phải là tối ưu: các công ty khác chuyên về loại D sản xuất IC UMZCH rẻ hơn và yêu cầu ít dây buộc hơn, ví dụ, dòng Paxx D-UMZCH, ở bên phải trong Hình.

Trong số các TDA, cần lưu ý đến TDA7385 4 kênh, xem hình, trên đó bạn có thể lắp ráp một bộ khuếch đại tốt cho loa từ Hi-Fi đến trung bình, có phân tần thành 2 dải hoặc cho hệ thống có loa siêu trầm. Việc lọc tần số thấp và tần số trung cao trong cả hai trường hợp đều được thực hiện ở đầu vào trên tín hiệu yếu, điều này giúp đơn giản hóa thiết kế của các bộ lọc và cho phép tách dải sâu hơn. Và nếu âm học là loa siêu trầm, thì 2 kênh của TDA7385 có thể được phân bổ cho ULF phụ của mạch cầu (xem bên dưới), và 2 kênh còn lại có thể được sử dụng cho tần số tầm trung-cao.

UMZCH cho loa siêu trầm

Loa siêu trầm, có thể được dịch là "loa siêu trầm" hay nghĩa đen là "loa siêu trầm" tái tạo tần số lên đến 150-200 Hz, trong phạm vi này, tai người thực tế không thể xác định được hướng đến nguồn âm thanh. Trong các loa có loa siêu trầm, loa “loa siêu trầm” được đặt trong một thiết kế âm học riêng biệt, đây là loa siêu trầm như vậy. Về nguyên tắc, loa siêu trầm được đặt vì nó thuận tiện hơn và hiệu ứng âm thanh nổi được cung cấp bởi các kênh MF-HF riêng biệt với các loa cỡ nhỏ của riêng chúng, đối với thiết kế âm thanh không có yêu cầu đặc biệt nghiêm trọng. Những người sành sỏi đồng ý rằng vẫn tốt hơn khi nghe âm thanh nổi với tính năng tách kênh đầy đủ, nhưng hệ thống loa siêu trầm tiết kiệm đáng kể tiền hoặc nhân công cho đường dẫn âm trầm và giúp dễ dàng đặt âm thanh hơn trong các phòng nhỏ, đó là lý do tại sao chúng được người tiêu dùng có thính giác bình thường ưa chuộng. và không yêu cầu đặc biệt.

“Rò rỉ” tần số tầm trung-cao vào loa siêu trầm và từ nó vào không khí, làm hỏng rất nhiều âm thanh nổi, nhưng nếu bạn “cắt” mạnh dải tần phụ, nhân tiện, rất khó và tốn kém, thì âm thanh hiệu ứng nhảy rất khó chịu cho tai sẽ xảy ra. Do đó, việc lọc kênh trong hệ thống loa siêu trầm được thực hiện hai lần. Ở đầu vào, MF-HF với các "đuôi" âm trầm được phân biệt bằng các bộ lọc điện, không làm quá tải đường dẫn MF-HF, nhưng mang lại sự chuyển đổi mượt mà sang âm trầm. Âm trầm với các "đuôi" tầm trung được kết hợp và đưa đến một UMZCH riêng cho loa siêu trầm. Âm trung được lọc ra để âm thanh nổi không bị suy giảm, nó đã là âm thanh trong loa siêu trầm: loa siêu trầm được đặt, ví dụ, trong phân vùng giữa các buồng cộng hưởng của loa siêu trầm, không để cho âm trung ra ngoài, xem trên bên phải trong Hình.

Một số yêu cầu cụ thể được đặt ra cho UMZCH đối với loa siêu trầm, trong đó các "hình nộm" coi công suất lớn nhất có thể là chính. Điều này hoàn toàn sai, nếu giả sử, phép tính âm học cho một căn phòng cho công suất cực đại W cho một loa, thì công suất của loa siêu trầm cần 0,8 (2W) hoặc 1,6W. Ví dụ: nếu loa S-30 phù hợp với phòng, thì cần có loa siêu trầm 1,6x30 \ u003d 48 watt.

Điều quan trọng hơn là đảm bảo không có hiện tượng lệch pha và biến dạng thoáng qua: nếu chúng đi, chắc chắn sẽ có một bước nhảy âm thanh. Đối với THD, nó có thể chấp nhận được lên đến 1%. Các biến dạng âm trầm ở mức này không thể nghe được (xem các đường cong của âm lượng bằng nhau) và “đuôi” của phổ của chúng trong vùng âm trung có thể nghe thấy tốt nhất sẽ không thoát ra khỏi loa siêu trầm.

Để tránh biến dạng pha và nhất thời, bộ khuếch đại cho loa siêu trầm được chế tạo theo cái gọi là. mạch cầu: đầu ra của 2 UMZCH giống nhau được bật ngược chiều qua loa; các tín hiệu đến các đầu vào đều ở dạng antiphase. Sự vắng mặt của pha và méo quá độ trong mạch cầu là do sự đối xứng điện hoàn toàn của các đường dẫn tín hiệu đầu ra. Danh tính của các bộ khuếch đại tạo thành vai của cây cầu được đảm bảo bằng cách sử dụng UMZCH ghép nối trên IC, được thực hiện trên cùng một chip; Đây có lẽ là trường hợp duy nhất khi bộ khuếch đại trên vi mạch tốt hơn bộ khuếch đại rời.

Ghi chú: Công suất của cầu UMZCH không tăng gấp đôi, như một số người nghĩ, nó được xác định bởi điện áp cung cấp.

Một ví dụ về mạch UMZCH cầu nối cho loa siêu trầm trong phòng lên đến 20 sq. m (không có bộ lọc đầu vào) trên IC TDA2030 được cho trong hình. bên trái. Lọc âm trung bổ sung được thực hiện bởi các mạch R5C3 và R'5C'3. Diện tích tản nhiệt TDA2030 - từ 400 sq. xem Bridge UMZCHs với đầu ra hở có một đặc điểm khó chịu: khi cầu không cân bằng, một thành phần không đổi xuất hiện trong dòng tải có thể vô hiệu hóa loa và các mạch bảo vệ trên subbass thường bị lỗi, tắt loa khi không cần thiết. Do đó, tốt hơn là nên bảo vệ loa trầm “dubovo” đắt tiền bằng pin không phân cực của tụ điện (được tô màu và sơ đồ của một pin được đưa ra trong thanh bên.

Một chút về âm học

Thiết kế âm học của loa siêu trầm là một chủ đề đặc biệt, nhưng vì bản vẽ được đưa ra ở đây nên cũng cần giải thích. Chất liệu vỏ - MDF 24 mm. Các ống cộng hưởng được làm bằng nhựa không tạo vòng đủ bền, ví dụ như polyetylen. Đường kính trong của ống là 60 mm, phần nhô ra bên trong là 113 mm đối với buồng lớn và 61 đối với buồng nhỏ. Đối với một đầu loa cụ thể, loa siêu trầm sẽ phải được định cấu hình lại để có âm trầm tốt nhất và đồng thời, ít ảnh hưởng nhất đến hiệu ứng âm thanh nổi. Để điều chỉnh các đường ống, chúng cần có độ dài rõ ràng dài hơn và đẩy vào và đẩy ra để đạt được âm thanh mong muốn. Các phần nhô ra bên ngoài của các đường ống không ảnh hưởng đến âm thanh, chúng sau đó được cắt bỏ. Các thiết lập đường ống phụ thuộc lẫn nhau, vì vậy bạn phải mày mò.

Bộ khuếch đại tai nghe

Bộ khuếch đại tai nghe thường được làm bằng tay vì 2 lý do. Đầu tiên là để nghe "khi đang di chuyển", tức là bên ngoài nhà, khi công suất của đầu ra âm thanh của đầu đĩa hoặc điện thoại thông minh không đủ để tạo ra các "nút" hoặc "ngưu". Thứ hai là dành cho tai nghe gia đình cao cấp. Hi-Fi UMZCH cho một phòng khách bình thường là cần thiết với độ động lên đến 70-75 dB, nhưng dải động của tai nghe âm thanh nổi hiện đại tốt nhất vượt quá 100 dB. Một bộ khuếch đại với độ động như vậy đắt hơn một số ô tô và công suất của nó sẽ từ 200 watt cho mỗi kênh, quá nhiều so với một căn hộ bình thường: nghe ở mức công suất quá thấp sẽ làm hỏng âm thanh, xem ở trên. Do đó, việc tạo ra một bộ khuếch đại công suất thấp, nhưng có độ động tốt, dành riêng cho tai nghe là rất hợp lý: giá của UMZCH gia dụng với mức giá như vậy rõ ràng là quá cao.

Sơ đồ bộ khuếch đại tai nghe đơn giản nhất trên bóng bán dẫn được đưa ra ở vị trí. 1 quả sung. Âm thanh - ngoại trừ các "nút" của Trung Quốc, hoạt động ở lớp B. Nó cũng không khác nhau về hiệu quả - pin lithium 13 mm dùng được trong 3-4 giờ ở mức âm lượng tối đa. Tại pos. 2 - TDA cổ điển cho tai nghe di chuyển. Tuy nhiên, âm thanh cho khá tốt, lên đến mức Hi-Fi trung bình, tùy thuộc vào các thông số của số hóa bản nhạc. Những cải tiến nghiệp dư đối với dây đai TDA7050 là vô số, nhưng chưa ai đạt được sự chuyển đổi âm thanh sang cấp độ tiếp theo của lớp học: bản thân “mikruha” không cho phép. TDA7057 (vị trí 3) đơn giản là nhiều chức năng hơn, bạn có thể kết nối bộ điều khiển âm lượng trên một chiết áp thông thường, không phải kép,.

UMZCH dành cho tai nghe trên TDA7350 (vị trí 4) đã được thiết kế để tạo ra âm thanh tốt cho từng cá nhân. Chính trên vi mạch này mà các bộ khuếch đại tai nghe được lắp ráp trong hầu hết các UMZCH gia dụng của tầng lớp trung và cao cấp. UMZCH dành cho tai nghe trên KA2206B (vị trí 5) vốn đã được coi là chuyên nghiệp: công suất tối đa 2,3 W của nó đủ để tạo ra những "cục sạc" đẳng động nghiêm trọng như TDS-7 và TDS-15.

Bộ khuếch đại tần số thấp (ULF) được sử dụng để chuyển đổi tín hiệu yếu của dải âm thanh chủ yếu thành tín hiệu mạnh hơn có thể chấp nhận được để cảm nhận trực tiếp thông qua điện động lực học hoặc các bộ phát âm thanh khác.

Lưu ý rằng bộ khuếch đại tần số cao lên đến tần số 10 ... 100 MHz được xây dựng theo các sơ đồ tương tự, toàn bộ sự khác biệt thường xuất phát từ thực tế là giá trị của điện dung của tụ điện của bộ khuếch đại đó giảm. bao nhiêu lần khi tần số của tín hiệu tần số cao vượt quá tần số của tín hiệu tần số thấp.

Một bộ khuếch đại bóng bán dẫn đơn giản

ULF đơn giản nhất, được thực hiện theo sơ đồ với một bộ phát chung, được hiển thị trong Hình. 1. Một viên điện thoại đã được sử dụng như một tải trọng. Điện áp cung cấp cho phép cho bộ khuếch đại này là 3 ... 12 V.

Nên xác định giá trị của điện trở phân cực R1 (hàng chục kΩ) bằng thực nghiệm, vì giá trị tối ưu của nó phụ thuộc vào điện áp cung cấp của bộ khuếch đại, điện trở của vỏ điện thoại và hệ số truyền của một trường hợp cụ thể của bóng bán dẫn .

Cơm. 1. Sơ đồ của một ULF đơn giản trên một bóng bán dẫn + tụ điện và điện trở.

Để chọn giá trị ban đầu của điện trở R1, cần lưu ý rằng giá trị của nó phải lớn hơn khoảng một trăm lần hoặc hơn điện trở có trong mạch tải. Để chọn một điện trở phân cực, nên mắc nối tiếp một điện trở không đổi có điện trở 20 ... 30 kOhm và một biến trở có điện trở 100 ... 1000 kOhm, sau đó, bằng cách đặt âm thanh có biên độ nhỏ. tín hiệu đến đầu vào bộ khuếch đại, ví dụ, từ máy ghi âm hoặc đầu đĩa, bằng cách xoay núm biến trở, đạt được chất lượng tín hiệu tốt nhất ở mức âm lượng cao nhất.

Giá trị của điện dung của tụ điện chuyển tiếp C1 (Hình 1) có thể nằm trong khoảng từ 1 đến 100 microfarads: giá trị của điện dung này càng lớn thì ULF có thể khuếch đại các tần số càng thấp. Để nắm vững kỹ thuật khuếch đại tần số thấp, nên thực nghiệm với việc lựa chọn giá trị của các phần tử và chế độ hoạt động của bộ khuếch đại (Hình 1 - 4).

Các tùy chọn bộ khuếch đại bóng bán dẫn đơn được cải tiến

Phức tạp và được cải thiện so với sơ đồ trong hình. 1 mạch khuếch đại được hiển thị trong hình. 2 và 3. Trong sơ đồ trong hình. 2, tầng khuếch đại có thêm mạch phản hồi âm phụ thuộc tần số (điện trở R2 và tụ điện C2), giúp cải thiện chất lượng tín hiệu.

Cơm. 2. Sơ đồ của một bóng bán dẫn đơn ULF với một chuỗi phản hồi âm phụ thuộc tần số.

Cơm. 3. Một bộ khuếch đại bóng bán dẫn đơn có bộ chia để cung cấp điện áp phân cực cho đế của bóng bán dẫn.

Cơm. 4. Bộ khuếch đại bóng bán dẫn đơn với cài đặt phân cực tự động cho chân đế của bóng bán dẫn.

Trong sơ đồ trong hình. 3, thiên vị đối với chân đế của bóng bán dẫn được thiết lập "cứng" hơn bằng cách sử dụng một bộ chia, giúp cải thiện chất lượng của bộ khuếch đại khi điều kiện hoạt động của nó thay đổi. Một cài đặt thiên vị "tự động" dựa trên một bóng bán dẫn khuếch đại được sử dụng trong mạch trong hình. 4.

Bộ khuếch đại bóng bán dẫn hai giai đoạn

Bằng cách kết nối nối tiếp hai giai đoạn khuếch đại đơn giản (Hình 1), bạn có thể nhận được ULF hai giai đoạn (Hình. 5). Mức tăng của một bộ khuếch đại như vậy bằng sản phẩm của mức tăng của các giai đoạn riêng lẻ. Tuy nhiên, không dễ dàng để có được độ lợi ổn định lớn với sự gia tăng số tầng sau đó: bộ khuếch đại rất có thể sẽ tự kích thích.

Cơm. 5. Sơ đồ của một bộ khuếch đại âm trầm hai tầng đơn giản.

Những phát triển mới của bộ khuếch đại tần số thấp, mạch thường được trích dẫn trên các trang tạp chí trong những năm gần đây, nhằm đạt được hệ số méo phi tuyến tính tối thiểu, tăng công suất đầu ra, mở rộng băng thông của tần số khuếch đại, v.v.

Đồng thời, khi thiết lập các thiết bị khác nhau và tiến hành thí nghiệm, thường cần một ULF đơn giản, có thể lắp ráp trong vài phút. Một bộ khuếch đại như vậy phải chứa một số phần tử bị thiếu tối thiểu và hoạt động trong một phạm vi rộng của điện áp cung cấp và điện trở tải.

Mạch ULF về hiệu ứng trường và bóng bán dẫn silicon

Sơ đồ bộ khuếch đại công suất tần số thấp đơn giản với kết nối trực tiếp giữa các tầng được thể hiện trong hình. 6 [Rl 3 / 00-14]. Trở kháng đầu vào của bộ khuếch đại được xác định bởi giá trị của chiết áp R1 và có thể thay đổi từ hàng trăm ohms đến hàng chục megohms. Đầu ra của bộ khuếch đại có thể được kết nối với tải có điện trở từ 2 ... 4 đến 64 ohms và cao hơn.

Với tải có điện trở cao, bóng bán dẫn KT315 có thể được sử dụng như VT2. Bộ khuếch đại có thể hoạt động trong dải điện áp cung cấp từ 3 đến 15 V, mặc dù hiệu suất chấp nhận được của nó vẫn được duy trì ngay cả khi điện áp cung cấp giảm xuống 0,6 V.

Tụ C1 có thể được chọn từ 1 đến 100 microfarads. Trong trường hợp thứ hai (C1 \ u003d 100 μF), ULF có thể hoạt động ở dải tần từ 50 Hz đến 200 kHz trở lên.

Cơm. 6. Đề án của một bộ khuếch đại tần số thấp đơn giản trên hai bóng bán dẫn.

Biên độ của tín hiệu đầu vào ULF không được vượt quá 0,5 ... 0,7 V. Công suất đầu ra của bộ khuếch đại có thể thay đổi từ hàng chục mW đến đơn vị W, tùy thuộc vào điện trở tải và độ lớn của điện áp cung cấp.

Thiết lập bộ khuếch đại bao gồm việc chọn điện trở R2 và R3. Với sự giúp đỡ của họ, điện áp tại đầu ra của bóng bán dẫn VT1 được đặt, bằng 50 ... 60% điện áp của nguồn điện. Transistor VT2 phải được lắp trên tấm tản nhiệt (bộ tản nhiệt).

Track-cascade ULF với kết nối trực tiếp

Trên hình. 7 cho thấy một sơ đồ của một ULF bề ngoài đơn giản khác với các kết nối trực tiếp giữa các tầng. Loại kết nối này cải thiện đáp ứng tần số của bộ khuếch đại trong vùng tần số thấp, toàn bộ mạch được đơn giản hóa.

Cơm. 7. Sơ đồ của một ULF ba giai đoạn với kết nối trực tiếp giữa các giai đoạn.

Đồng thời, việc điều chỉnh bộ khuếch đại rất phức tạp do từng điện trở của bộ khuếch đại phải được chọn riêng lẻ. Thông thường, tỷ lệ của điện trở R2 và R3, R3 và R4, R4 và R BF phải nằm trong khoảng (30 ... 50) đến 1. Điện trở R1 phải là 0,1 ... 2 kOhm. Tính toán của bộ khuếch đại được hiển thị trong hình. 7 có thể được tìm thấy trong tài liệu, ví dụ [P 9 / 70-60].

Các sơ đồ của ULF tầng trên bóng bán dẫn lưỡng cực

Trên hình. 8 và 9 hiển thị mạch cascode ULF trên bóng bán dẫn lưỡng cực. Những bộ khuếch đại như vậy có Ku đạt được khá cao. Bộ khuếch đại trong hình. 8 có Ku = 5 trong dải tần từ 30 Hz đến 120 kHz [MK 2 / 86-15]. ULF theo sơ đồ trong Hình. 9 với hệ số hài nhỏ hơn 1% có hệ số khuếch đại là 100 [RL 3 / 99-10].

Cơm. 8. Xếp tầng ULF trên hai bóng bán dẫn có độ lợi = 5.

Cơm. 9. Xếp tầng ULF trên hai bóng bán dẫn có độ lợi = 100.

ULF tiết kiệm trên ba bóng bán dẫn

Đối với thiết bị điện tử cầm tay, một thông số quan trọng là hiệu quả của VLF. Sơ đồ của một ULF như vậy được hiển thị trong hình. 10 [RL 3 / 00-14]. Ở đây, kết nối tầng của bóng bán dẫn hiệu ứng trường VT1 và bóng bán dẫn lưỡng cực VT3 được sử dụng, và bóng bán dẫn VT2 được bật theo cách ổn định điểm hoạt động của VT1 và VT3.

Với sự gia tăng điện áp đầu vào, bóng bán dẫn này sẽ đóng ngắt điểm giao nhau VT3 trên cơ sở phát và làm giảm giá trị của dòng điện chạy qua các bóng bán dẫn VT1 và VT3.

Cơm. 10. Đề án của một bộ khuếch đại tần số thấp tiết kiệm đơn giản trên ba bóng bán dẫn.

Như trong mạch trên (xem Hình 6), trở kháng đầu vào của ULF này có thể được đặt trong phạm vi từ hàng chục ohms đến hàng chục megohms. Một mồi điện thoại, ví dụ, TK-67 hoặc TM-2V, được sử dụng làm phụ tải. Một viên điện thoại được kết nối với phích cắm có thể đồng thời đóng vai trò là công tắc nguồn cho mạch điện.

Điện áp cung cấp ULF nằm trong khoảng từ 1,5 đến 15 V, mặc dù thiết bị vẫn hoạt động ngay cả khi điện áp nguồn giảm xuống 0,6 V. Trong phạm vi điện áp cung cấp 2 ... 15 V, dòng điện tiêu thụ bởi bộ khuếch đại được mô tả bằng biểu thức :

1 (µA) = 52 + 13 * (Upit) * (Upit),

trong đó Upit là điện áp cung cấp tính bằng Vôn (V).

Nếu bạn tắt bóng bán dẫn VT2, dòng điện được tiêu thụ bởi thiết bị sẽ tăng theo thứ tự độ lớn.

ULF hai tầng với kết nối trực tiếp giữa các tầng

Ví dụ về ULF với các kết nối trực tiếp và lựa chọn chế độ hoạt động tối thiểu là các mạch được hiển thị trong Hình. 11 - 14. Chúng có độ lợi cao và độ ổn định tốt.

Cơm. 11. Một ULF hai tầng đơn giản cho micrô (độ ồn thấp, độ lợi cao).

Cơm. 12. Bộ khuếch đại tần số thấp hai tầng dựa trên bóng bán dẫn KT315.

Cơm. 13. Bộ khuếch đại tần số thấp hai tầng dựa trên bóng bán dẫn KT315 - tùy chọn 2.

Bộ khuếch đại micrô (Hình 11) được đặc trưng bởi mức độ nhiễu nội tại thấp và độ lợi cao [MK 5/83-XIV]. Một micrô loại điện động được sử dụng làm micrô BM1.

Vỏ điện thoại cũng có thể hoạt động như một micrô. Sự ổn định của điểm hoạt động (thiên vị ban đầu dựa trên bóng bán dẫn đầu vào) của bộ khuếch đại trong hình. 11 - 13 được thực hiện do sự sụt giảm điện áp trên điện trở bộ phát của tầng khuếch đại thứ hai.

Cơm. 14. ULF hai giai đoạn với một bóng bán dẫn hiệu ứng trường.

Bộ khuếch đại (Hình 14), có điện trở đầu vào cao (khoảng 1 MΩ), được chế tạo trên bóng bán dẫn hiệu ứng trường VT1 (theo nguồn) và lưỡng cực - VT2 (với một bóng bán dẫn chung).

Bộ khuếch đại bóng bán dẫn hiệu ứng trường tần số thấp theo tầng, cũng có trở kháng đầu vào cao, được thể hiện trong hình. 15.

Cơm. 15. sơ đồ của một ULF hai giai đoạn đơn giản trên hai bóng bán dẫn hiệu ứng trường.

Mạch ULF để làm việc với tải low-ohm

ULF điển hình, được thiết kế để hoạt động trên tải có điện trở thấp và có công suất đầu ra hàng chục mW trở lên, được thể hiện trong Hình. 16, 17.

Cơm. 16. Một ULF đơn giản để làm việc với tải có điện trở thấp.

Đầu điện động lực BA1 có thể được kết nối với đầu ra của bộ khuếch đại, như trong hình. 16, hoặc theo đường chéo của cây cầu (Hình 17). Nếu nguồn điện làm từ hai acquy (ắc quy) mắc nối tiếp thì đầu ra của đầu BA1, đúng theo sơ đồ, có thể nối trực tiếp trung điểm của chúng, không cần tụ C3, C4.

Cơm. 17. Mạch khuếch đại tần số thấp với việc đưa một tải có điện trở thấp vào đường chéo của cầu.

Nếu bạn cần một mạch cho một ống đơn giản ULF, thì một bộ khuếch đại như vậy có thể được lắp ráp ngay cả trên một đèn duy nhất, hãy xem trang web điện tử của chúng tôi trong phần thích hợp.

Văn học: Shustov M.A. Mạch thực hành (Quyển 1), 2003.

Chỉnh sửa trong bài: trong bộ lễ phục. 16 và 17 thay vì điốt D9, một chuỗi điốt được lắp đặt.

Bộ khuếch đại bóng bán dẫn đơn giản nhất có thể là một công cụ tốt để nghiên cứu các đặc tính của thiết bị. Các sơ đồ và thiết kế khá đơn giản, bạn có thể sản xuất độc lập thiết bị và kiểm tra hoạt động của nó, đo lường tất cả các thông số. Nhờ các bóng bán dẫn hiệu ứng trường hiện đại, có thể tạo ra một bộ khuếch đại micrô thu nhỏ theo đúng nghĩa đen từ ba yếu tố. Và kết nối nó với máy tính cá nhân để cải thiện các thông số ghi âm. Và những người đối thoại trong các cuộc trò chuyện sẽ nghe thấy bài nói của bạn tốt hơn và rõ ràng hơn nhiều.

Đặc điểm tần số

Bộ khuếch đại tần số (âm thanh) tần số thấp có sẵn trong hầu hết các thiết bị gia dụng - trung tâm âm nhạc, ti vi, radio, radio, và thậm chí cả máy tính cá nhân. Nhưng cũng có những bộ khuếch đại tần số cao trên bóng bán dẫn, đèn và vi mạch. Sự khác biệt của chúng là ULF cho phép bạn khuếch đại tín hiệu của chỉ tần số âm thanh, được tai người cảm nhận. Bộ khuếch đại âm thanh bóng bán dẫn cho phép bạn tái tạo tín hiệu với tần số trong dải từ 20 Hz đến 20.000 Hz.

Do đó, ngay cả thiết bị đơn giản nhất cũng có thể khuếch đại tín hiệu trong phạm vi này. Và nó làm điều đó càng đồng đều càng tốt. Độ lợi phụ thuộc trực tiếp vào tần số của tín hiệu đầu vào. Đồ thị về sự phụ thuộc của các đại lượng này gần như là một đường thẳng. Ngược lại, nếu một tín hiệu có tần số nằm ngoài dải được đưa vào đầu vào của bộ khuếch đại, chất lượng công việc và hiệu suất của thiết bị sẽ nhanh chóng giảm xuống. Thông thường, các tầng ULF được lắp ráp trên các bóng bán dẫn hoạt động ở dải tần số thấp và trung bình.

Các lớp hoạt động của bộ khuếch đại âm thanh

Tất cả các thiết bị khuếch đại được chia thành nhiều lớp, tùy thuộc vào mức độ dòng điện chạy qua tầng trong thời gian hoạt động:

1. Lớp "A" - dòng điện chạy không ngừng trong toàn bộ thời gian hoạt động của tầng khuếch đại.
2. Trong lớp làm việc "B" dòng điện chạy trong nửa chu kỳ.
3. Lớp "AB" chỉ ra rằng dòng điện chạy qua giai đoạn khuếch đại trong thời gian bằng 50-100% chu kỳ.
4. Ở chế độ "C", dòng điện chạy trong ít hơn một nửa thời gian hoạt động.
5. Chế độ "D" ULF đã được sử dụng trong thực hành phát thanh nghiệp dư gần đây - hơn 50 năm một chút. Trong hầu hết các trường hợp, các thiết bị này được thực hiện trên cơ sở các yếu tố kỹ thuật số và có hiệu suất rất cao - trên 90%.

Sự hiện diện của sự biến dạng trong các lớp khác nhau của bộ khuếch đại tần số thấp

Vùng làm việc của bộ khuếch đại bóng bán dẫn lớp "A" được đặc trưng bởi các biến dạng phi tuyến tính khá nhỏ. Nếu tín hiệu đến ném ra các xung điện áp cao hơn, điều này làm cho các bóng bán dẫn bão hòa. Trong tín hiệu đầu ra, các sóng hài cao hơn (lên đến 10 hoặc 11) bắt đầu xuất hiện gần mỗi sóng hài. Do đó, âm thanh kim loại, đặc trưng chỉ dành cho bộ khuếch đại bóng bán dẫn, xuất hiện.

Với nguồn điện không ổn định, tín hiệu đầu ra sẽ được mô hình hóa theo biên độ gần với tần số nguồn. Âm thanh sẽ trở nên gay gắt hơn ở phía bên trái của đáp tuyến tần số. Nhưng khả năng ổn định nguồn của ampli càng tốt thì thiết kế của toàn bộ thiết bị càng trở nên phức tạp. ULF hoạt động ở lớp "A" có hiệu suất tương đối thấp - dưới 20%. Nguyên nhân là do bóng bán dẫn hoạt động liên tục và dòng điện chạy qua nó liên tục.

Để tăng hiệu suất (mặc dù không đáng kể), bạn có thể sử dụng mạch đẩy kéo. Một bất lợi là nửa sóng của tín hiệu đầu ra trở nên không đối xứng. Nếu bạn chuyển từ lớp "A" sang "AB", độ méo phi tuyến tính sẽ tăng lên 3-4 lần. Nhưng hiệu suất của toàn bộ mạch của thiết bị vẫn sẽ tăng lên. Các lớp ULF "AB" và "B" đặc trưng cho sự gia tăng độ méo với sự giảm mức tín hiệu ở đầu vào. Nhưng ngay cả khi bạn tăng âm lượng, nó sẽ không giúp loại bỏ hoàn toàn những thiếu sót.

Làm việc trong các lớp trung cấp

Mỗi lớp có một số giống. Ví dụ, có một lớp bộ khuếch đại "A +". Trong đó, các bóng bán dẫn ở đầu vào (điện áp thấp) hoạt động ở chế độ “A”. Nhưng điện áp cao, được lắp đặt trong các giai đoạn đầu ra, hoạt động ở "B" hoặc "AB". Những bộ khuếch đại như vậy tiết kiệm hơn nhiều so với những bộ khuếch đại hoạt động ở lớp "A". Một số lượng biến dạng phi tuyến tính nhỏ hơn đáng kể - không cao hơn 0,003%. Có thể đạt được kết quả tốt hơn bằng cách sử dụng bóng bán dẫn lưỡng cực. Nguyên tắc hoạt động của bộ khuếch đại trên các phần tử này sẽ được thảo luận dưới đây.

Nhưng vẫn có một số lượng lớn các sóng hài cao hơn trong tín hiệu đầu ra, điều này làm cho âm thanh có đặc tính kim loại. Ngoài ra còn có các mạch khuếch đại hoạt động ở lớp "AA". Trong đó, biến dạng phi tuyến tính thậm chí còn ít hơn - lên đến 0,0005%. Nhưng nhược điểm chính của bộ khuếch đại bóng bán dẫn vẫn còn đó - âm thanh kim loại đặc trưng.

Thiết kế "thay thế"

Không thể nói rằng chúng là sự thay thế, chỉ là một số chuyên gia tham gia thiết kế và lắp ráp bộ khuếch đại để tái tạo âm thanh chất lượng cao đang ngày càng ưa chuộng các thiết kế dạng ống. Bộ khuếch đại ống có những ưu điểm sau:

1. Mức độ méo phi tuyến tính rất thấp trong tín hiệu đầu ra.
2. Có ít sóng hài cao hơn trong các thiết kế bóng bán dẫn.

Nhưng có một điểm trừ rất lớn vượt trội hơn tất cả những ưu điểm - bạn chắc chắn phải lắp một thiết bị để phối hợp. Thực tế là thác ống có điện trở rất cao - vài nghìn ohms. Nhưng điện trở cuộn dây của loa là 8 hoặc 4 ohms. Để phù hợp với chúng, bạn cần phải cài đặt một máy biến áp.

Tất nhiên, đây không phải là một nhược điểm quá lớn - cũng có những thiết bị bán dẫn sử dụng biến áp để phù hợp với giai đoạn đầu ra và hệ thống loa. Một số chuyên gia cho rằng mạch hiệu quả nhất là mạch lai - sử dụng các bộ khuếch đại một đầu không bị che phủ bởi phản hồi âm. Hơn nữa, tất cả các tầng này hoạt động ở chế độ "A" của lớp ULF. Nói cách khác, một bộ khuếch đại công suất transistorized được sử dụng như một bộ lặp.

Hơn nữa, hiệu quả của các thiết bị như vậy là khá cao - khoảng 50%. Nhưng bạn không nên chỉ tập trung vào các chỉ số hiệu quả và công suất - chúng không nói lên chất lượng tái tạo âm thanh cao của bộ khuếch đại. Điều quan trọng hơn nhiều là tính tuyến tính của các đặc tính và chất lượng của chúng. Vì vậy, trước hết bạn cần phải chú ý đến chúng chứ không nên để quyền lực.

Sơ đồ của ULF một đầu trên bóng bán dẫn

Bộ khuếch đại đơn giản nhất, được xây dựng theo mạch phát chung, hoạt động ở lớp "A". Đoạn mạch sử dụng phần tử bán dẫn có cấu trúc n-p-n. Một điện trở R3 được lắp vào mạch góp, có tác dụng hạn chế dòng điện chạy qua. Mạch thu được nối với dây nguồn dương, và mạch phát được nối với dây âm. Trong trường hợp sử dụng tranzito bán dẫn có cấu trúc p-n-p thì mạch điện sẽ hoàn toàn giống nhau, chỉ cần đảo cực lại.

Với sự trợ giúp của tụ điện ghép nối C1, có thể tách tín hiệu đầu vào AC khỏi nguồn DC. Trong trường hợp này, tụ điện không phải là vật cản đối với dòng điện xoay chiều dọc theo đường dẫn cực phát. Điện trở bên trong của điểm nối đế phát, cùng với các điện trở R1 và R2, là bộ chia điện áp nguồn đơn giản nhất. Thông thường, điện trở R2 có điện trở 1-1,5 kOhm - giá trị điển hình nhất \ u200b \ u200b cho các mạch như vậy. Trong trường hợp này, điện áp cung cấp được chia chính xác một nửa. Và nếu bạn cấp nguồn cho mạch với hiệu điện thế 20 V, bạn có thể thấy rằng giá trị của mức tăng dòng h21 sẽ là 150. Cần lưu ý rằng bộ khuếch đại HF trên bóng bán dẫn được thực hiện theo các mạch tương tự, chỉ có chúng hoạt động khác một chút.

Trong trường hợp này, điện áp phát là 9 V và sụt giảm trong phần mạch “E-B” là 0,7 V (đặc trưng cho các bóng bán dẫn dựa trên tinh thể silicon). Nếu chúng ta xem xét một bộ khuếch đại dựa trên các bóng bán dẫn germani, thì trong trường hợp này, điện áp giảm trong phần “E-B” sẽ bằng 0,3 V. Dòng điện trong mạch thu sẽ bằng với dòng điện chạy trong bộ phát. Bạn có thể tính toán bằng cách chia điện áp phát cho điện trở R2 - 9V / 1 kOhm = 9 mA. Để tính giá trị của dòng cơ bản, cần chia 9 mA cho độ lợi h21 - 9mA / 150 \ u003d 60 μA. Các thiết kế ULF thường sử dụng bóng bán dẫn lưỡng cực. Nguyên tắc làm việc của nó khác với thực địa.

Trên điện trở R1, bây giờ bạn có thể tính toán giá trị rơi - đây là sự khác biệt giữa điện áp cơ sở và điện áp nguồn. Trong trường hợp này, điện áp cơ bản có thể được tìm thấy bằng công thức - tổng các đặc tính của bộ phát và quá trình chuyển đổi "E-B". Khi được cung cấp bởi nguồn 20 Vôn: 20 - 9,7 \ u003d 10,3. Từ đây, bạn có thể tính được giá trị điện trở R1 = 10,3V / 60 μA = 172 kOhm. Đoạn mạch chứa điện dung C2, điện dung này cần thiết để thực hiện mạch điện mà thành phần xoay chiều của dòng điện có thể chạy qua.

Nếu không lắp tụ C2 thì thành phần biến trở sẽ rất hạn chế. Do đó, một bộ khuếch đại âm thanh bóng bán dẫn như vậy sẽ có mức khuếch đại hiện tại rất thấp h21. Cần phải chú ý đến thực tế là trong các tính toán trên, dòng điện cơ bản và dòng điện thu được giả định là bằng nhau. Hơn nữa, dòng điện cơ bản được coi là dòng điện chạy vào mạch từ bộ phát. Nó chỉ xảy ra khi một điện áp phân cực được áp dụng cho đầu ra của đế của bóng bán dẫn.

Nhưng cần phải lưu ý rằng hoàn toàn luôn luôn, bất kể sự hiện diện của sai lệch, dòng điện rò bộ thu nhất thiết phải chạy qua mạch cơ sở. Trong các mạch có một bộ phát chung, dòng điện rò được tăng lên ít nhất 150 lần. Nhưng thông thường giá trị này chỉ được tính đến khi tính toán bộ khuếch đại dựa trên bóng bán dẫn germani. Trong trường hợp sử dụng silicon, trong đó dòng điện của mạch "K-B" rất nhỏ, giá trị này đơn giản là bỏ qua.

Bộ khuếch đại bóng bán dẫn MIS

Bộ khuếch đại bóng bán dẫn hiệu ứng trường được hiển thị trong sơ đồ có nhiều điểm tương tự. Bao gồm cả việc sử dụng bóng bán dẫn lưỡng cực. Vì vậy, chúng ta có thể coi như một ví dụ tương tự về thiết kế của một bộ khuếch đại âm thanh được lắp ráp theo một mạch phát chung. Ảnh chụp đoạn mạch mắc theo mạch điện với nguồn chung. Các kết nối R-C được lắp ráp trên các mạch đầu vào và đầu ra để thiết bị hoạt động ở chế độ khuếch đại lớp “A”.

Dòng điện xoay chiều từ nguồn tín hiệu được ngăn cách với điện áp nguồn một chiều bằng tụ C1. Đảm bảo bộ khuếch đại bóng bán dẫn hiệu ứng trường phải có điện thế cổng thấp hơn điện thế của nguồn. Trong sơ đồ được trình bày, cổng được kết nối với một dây chung thông qua một điện trở R1. Điện trở của nó rất lớn - điện trở 100-1000 kOhm thường được sử dụng trong các thiết kế. Điện trở lớn như vậy được chọn để tín hiệu ở đầu vào không bị tắt.

Điện trở này hầu như không cho dòng điện đi qua, do đó điện thế của cổng (trong trường hợp không có tín hiệu ở đầu vào) giống như điện thế của mặt đất. Ở nguồn, điện thế cao hơn mặt đất chỉ do điện áp giảm trên điện trở R2. Từ đó rõ ràng là tiềm năng của cổng thấp hơn so với nguồn. Cụ thể, điều này là cần thiết cho hoạt động bình thường của bóng bán dẫn. Cần lưu ý rằng C2 và R3 trong mạch khuếch đại này có cùng mục đích như trong thiết kế đã thảo luận ở trên. Và tín hiệu đầu vào được dịch chuyển so với tín hiệu đầu ra 180 độ.

ULF với biến áp đầu ra

Bạn có thể làm một bộ khuếch đại như vậy bằng tay của chính bạn để sử dụng tại nhà. Nó được thực hiện theo kế hoạch hoạt động trong lớp "A". Thiết kế giống như đã thảo luận ở trên - với một bộ phát chung. Một tính năng - cần phải sử dụng một máy biến áp để phù hợp. Đây là một nhược điểm của một bộ khuếch đại âm thanh bóng bán dẫn như vậy.

Mạch thu của bóng bán dẫn được tải với cuộn sơ cấp, cuộn này phát triển tín hiệu đầu ra truyền qua cuộn thứ cấp đến loa. Một bộ chia điện áp được lắp ráp trên điện trở R1 và R3, cho phép bạn chọn điểm hoạt động của bóng bán dẫn. Với sự trợ giúp của mạch này, một điện áp phân cực được cung cấp cho đế. Tất cả các thành phần khác có cùng mục đích như các mạch được thảo luận ở trên.

bộ khuếch đại âm thanh đẩy kéo

Điều này không có nghĩa là đây là một bộ khuếch đại bóng bán dẫn đơn giản, vì hoạt động của nó phức tạp hơn một chút so với những thứ đã thảo luận trước đó. Trong ULF push-pull, tín hiệu đầu vào được tách thành hai nửa sóng, khác pha. Và mỗi nửa sóng này được khuếch đại bởi thác riêng của nó, được thực hiện trên một bóng bán dẫn. Sau khi mỗi nửa sóng đã được khuếch đại, cả hai tín hiệu sẽ được kết hợp và gửi đến loa. Những chuyển đổi phức tạp như vậy có thể gây ra biến dạng tín hiệu, vì đặc tính động lực và tần số của hai bóng bán dẫn, thậm chí cùng loại, sẽ khác nhau.

Kết quả là chất lượng âm thanh ở đầu ra của ampli bị giảm đi đáng kể. Khi bộ khuếch đại đẩy kéo ở lớp "A" đang hoạt động, không thể tái tạo tín hiệu phức tạp với chất lượng cao. Nguyên nhân là do dòng điện tăng lên liên tục chạy qua các nhánh của bộ khuếch đại, các nửa sóng không đối xứng và xảy ra hiện tượng lệch pha. Âm thanh trở nên kém rõ ràng hơn và khi bị đốt nóng, độ méo tín hiệu thậm chí còn tăng lên nhiều hơn, đặc biệt là ở các tần số thấp và cực thấp.

ULF không biến áp

Bộ khuếch đại tần số thấp trên bóng bán dẫn, được chế tạo bằng máy biến áp, mặc dù thiết kế có thể có kích thước nhỏ, vẫn không hoàn hảo. Transformers vẫn còn nặng và cồng kềnh, vì vậy tốt nhất bạn nên loại bỏ chúng. Một mạch hiệu quả hơn nhiều được thực hiện trên các phần tử bán dẫn bổ sung với các loại độ dẫn khác nhau. Hầu hết các ULF hiện đại được thực hiện chính xác theo các sơ đồ như vậy và hoạt động ở lớp "B".

Hai bóng bán dẫn mạnh được sử dụng trong công việc thiết kế theo mạch theo cực phát (cực thu chung). Trong trường hợp này, điện áp đầu vào được truyền đến đầu ra mà không bị suy hao và khuếch đại. Nếu không có tín hiệu ở đầu vào, thì các bóng bán dẫn sắp được bật, nhưng vẫn bị tắt. Khi một tín hiệu hài được đưa vào đầu vào, bóng bán dẫn đầu tiên sẽ mở ra với nửa sóng dương và bóng bán dẫn thứ hai ở chế độ cắt tại thời điểm này.

Do đó, chỉ có nửa sóng dương mới có thể đi qua tải. Nhưng những cái tiêu cực sẽ mở bóng bán dẫn thứ hai và chặn hoàn toàn bóng bán dẫn đầu tiên. Trong trường hợp này, chỉ có nửa sóng âm trong tải. Kết quả là, tín hiệu được khuếch đại công suất ở đầu ra của thiết bị. Mạch khuếch đại bóng bán dẫn như vậy là khá hiệu quả và có thể cung cấp hoạt động ổn định, tái tạo âm thanh chất lượng cao.

Mạch ULF trên một bóng bán dẫn

Sau khi nghiên cứu tất cả các tính năng trên, bạn có thể tự tay mình lắp ráp một bộ khuếch đại trên một đế phần tử đơn giản. Bóng bán dẫn có thể được sử dụng trong nước KT315 hoặc bất kỳ chất tương tự nước ngoài nào của nó - ví dụ BC107. Khi tải, bạn cần sử dụng tai nghe, điện trở trong số đó là 2000-3000 ohms. Một điện áp phân cực phải được đặt vào đế của bóng bán dẫn thông qua một điện trở 1 MΩ và một tụ điện tách 10 µF. Đoạn mạch có thể được cấp điện từ nguồn có hiệu điện thế 4,5-9 Vôn, cường độ dòng điện - 0,3-0,5 A.

Nếu điện trở R1 không được kết nối, thì sẽ không có dòng điện trong cơ sở và bộ thu. Nhưng khi kết nối, điện áp đạt mức 0,7 V và cho phép dòng điện khoảng 4 μA chạy qua. Trong trường hợp này, mức tăng hiện tại sẽ là khoảng 250. Từ đây, bạn có thể thực hiện một phép tính đơn giản về bộ khuếch đại bóng bán dẫn và tìm ra dòng điện cực góp - hóa ra là 1 mA. Đã ráp mạch khuếch đại bán dẫn này, bạn có thể kiểm tra nó. Kết nối tải - tai nghe với đầu ra.

Dùng ngón tay chạm vào đầu vào của bộ khuếch đại - tiếng ồn đặc trưng sẽ xuất hiện. Nếu nó không có ở đó, thì rất có thể thiết kế đã được lắp ráp không chính xác. Kiểm tra lại tất cả các kết nối và xếp hạng phần tử. Để làm cho phần trình diễn rõ ràng hơn, hãy kết nối nguồn âm thanh với đầu vào ULF - đầu ra từ đầu đĩa hoặc điện thoại. Nghe nhạc và đánh giá cao chất lượng âm thanh.

Bộ khuếch đại bóng bán dẫn, mặc dù đã có lịch sử lâu đời, vẫn là chủ đề nghiên cứu yêu thích của cả người mới bắt đầu và nghiệp dư radio đáng kính. Và điều này có thể hiểu được. Nó là một thành phần không thể thiếu của các bộ khuếch đại tần số lớn và thấp (âm thanh) nhất. Chúng ta sẽ xem xét cách chế tạo các bộ khuếch đại bóng bán dẫn đơn giản nhất.

Đáp ứng tần số của bộ khuếch đại

Trong bất kỳ máy thu hình hoặc máy thu thanh, trong mọi trung tâm âm nhạc hoặc bộ khuếch đại âm thanh, bạn có thể tìm thấy bộ khuếch đại âm thanh bóng bán dẫn (tần số thấp - LF). Sự khác biệt giữa bộ khuếch đại bóng bán dẫn âm thanh và các loại khác nằm ở đáp tuyến tần số của chúng.

Bộ khuếch đại âm tần có đáp tuyến tần số đều trong dải tần từ 15 Hz đến 20 kHz. Điều này có nghĩa là tất cả các tín hiệu đầu vào có tần số trong phạm vi này đều được bộ khuếch đại chuyển đổi (khuếch đại) theo cách gần giống nhau. Hình dưới đây cho thấy đường cong đáp ứng tần số lý tưởng cho bộ khuếch đại âm thanh về "độ lợi bộ khuếch đại Ku - tần số tín hiệu đầu vào".

Đường cong này gần như phẳng từ 15 Hz đến 20 kHz. Điều này có nghĩa là bộ khuếch đại như vậy nên được sử dụng đặc biệt cho các tín hiệu đầu vào có tần số từ 15 Hz đến 20 kHz. Đối với tín hiệu đầu vào trên 20 kHz hoặc dưới 15 Hz, hiệu suất và chất lượng hoạt động của nó giảm nhanh chóng.

Loại đáp ứng tần số của bộ khuếch đại được xác định bởi các phần tử vô tuyến điện (ERE) của mạch của nó, và trên hết là bởi chính các bóng bán dẫn. Một bộ khuếch đại âm thanh dựa trên bóng bán dẫn thường được lắp ráp trên cái gọi là bóng bán dẫn tần số thấp và trung tần với tổng băng thông của tín hiệu đầu vào từ hàng chục và hàng trăm Hz đến 30 kHz.

Lớp khuếch đại

Như bạn đã biết, tùy thuộc vào mức độ liên tục của dòng điện trong suốt chu kỳ của nó qua tầng khuếch đại bóng bán dẫn (bộ khuếch đại), các lớp hoạt động sau của nó được phân biệt: "A", "B", "AB", "C", "D".

Trong loại hoạt động, dòng điện "A" chạy qua giai đoạn trong 100% chu kỳ của tín hiệu đầu vào. Hoạt động của tầng trong lớp này được minh họa trong hình sau.

Trong loại hoạt động của tầng khuếch đại "AB", dòng điện chạy qua nó lớn hơn 50%, nhưng ít hơn 100% chu kỳ của tín hiệu đầu vào (xem hình bên dưới).

Trong loại hoạt động của giai đoạn "B", dòng điện chạy qua nó chính xác bằng 50% chu kỳ của tín hiệu đầu vào, như được minh họa trong hình.

Và cuối cùng, trong lớp hoạt động của giai đoạn "C", dòng điện qua nó chạy ít hơn 50% chu kỳ của tín hiệu đầu vào.

Bộ khuếch đại tần số thấp trên bóng bán dẫn: biến dạng trong các lớp chính của công việc

Trong khu vực làm việc, bộ khuếch đại bóng bán dẫn lớp "A" có mức độ méo phi tuyến tính thấp. Nhưng nếu tín hiệu có xung tăng điện áp, dẫn đến sự bão hòa của các bóng bán dẫn, thì các sóng hài cao hơn (lên đến 11) sẽ xuất hiện xung quanh mỗi sóng hài “tiêu chuẩn” của tín hiệu đầu ra. Điều này gây ra hiện tượng được gọi là transistorized hoặc âm thanh kim loại.

Nếu bộ khuếch đại công suất tần số thấp trên bóng bán dẫn có nguồn điện không ổn định, thì tín hiệu đầu ra của chúng được điều chế theo biên độ gần tần số nguồn. Điều này dẫn đến độ chói của âm thanh ở rìa trái của đáp tuyến tần số. Nhiều phương pháp ổn định điện áp khác nhau làm cho thiết kế của bộ khuếch đại phức tạp hơn.

Hiệu suất điển hình của bộ khuếch đại lớp A một đầu không vượt quá 20% do bóng bán dẫn luôn bật và dòng liên tục của thành phần DC. Bạn có thể tạo một bộ khuếch đại đẩy kéo lớp A, hiệu suất sẽ tăng lên một chút, nhưng các nửa sóng của tín hiệu sẽ trở nên không đối xứng hơn. Việc chuyển tầng từ lớp công việc "A" sang lớp công việc "AB" làm tăng gấp bốn lần biến dạng phi tuyến, mặc dù hiệu suất của mạch của nó tăng lên.

Trong bộ khuếch đại của các lớp "AB" và "B", độ méo tăng lên khi mức tín hiệu giảm. Bạn vô tình muốn bật bộ khuếch đại to hơn để hoàn thiện cảm nhận về sức mạnh và độ động của âm nhạc, nhưng thường thì điều này không giúp ích được gì nhiều.

Các lớp trung cấp của công việc

Loại công việc "A" có nhiều loại - loại "A +". Trong trường hợp này, các bóng bán dẫn đầu vào điện áp thấp của bộ khuếch đại thuộc lớp này hoạt động ở lớp "A" và các bóng bán dẫn đầu ra điện áp cao của bộ khuếch đại, khi tín hiệu đầu vào của chúng vượt quá một mức nhất định, đi vào lớp "B" hoặc "AB". Hiệu quả của các tầng như vậy tốt hơn so với loại thuần túy "A", và độ méo phi tuyến tính ít hơn (lên đến 0,003%). Tuy nhiên, âm thanh của chúng cũng "kim loại" do sự hiện diện của các sóng hài cao hơn trong tín hiệu đầu ra.

Đối với các bộ khuếch đại thuộc lớp khác - "AA", mức độ méo phi tuyến thậm chí còn thấp hơn - khoảng 0,0005%, nhưng cũng có các sóng hài cao hơn.

Trở lại bộ khuếch đại bóng bán dẫn lớp "A"?

Ngày nay, nhiều chuyên gia trong lĩnh vực tái tạo âm thanh chất lượng cao ủng hộ việc quay trở lại với bộ khuếch đại ống, vì mức độ méo phi tuyến tính và sóng hài cao hơn được đưa vào tín hiệu đầu ra rõ ràng là thấp hơn so với bóng bán dẫn. Tuy nhiên, những ưu điểm này phần lớn được bù đắp bởi sự cần thiết của một biến áp phù hợp giữa tầng đầu ra của ống trở kháng cao và loa có trở kháng thấp. Tuy nhiên, một bộ khuếch đại bóng bán dẫn đơn giản cũng có thể được chế tạo với một đầu ra biến áp, như sẽ được hiển thị bên dưới.

Cũng có quan điểm cho rằng chỉ có ampli đèn bán dẫn lai mới có thể cho chất lượng âm thanh đỉnh cao, tất cả các tầng đều là single-end, không bị che và hoạt động ở hạng "A". Đó là, một bộ theo công suất như vậy là một bộ khuếch đại trên một bóng bán dẫn duy nhất. Đề án của nó có thể có hiệu suất tối đa có thể đạt được (trong loại "A") không quá 50%. Nhưng cả công suất và hiệu quả của bộ khuếch đại đều không phải là chỉ số đánh giá chất lượng tái tạo âm thanh. Trong trường hợp này, chất lượng và độ tuyến tính của các đặc tính của tất cả các ERE trong mạch có tầm quan trọng đặc biệt.

Vì các mạch một đầu đang đạt được quan điểm này, chúng ta sẽ xem xét các tùy chọn của chúng bên dưới.

bộ khuếch đại một đầu với một bóng bán dẫn

Mạch của nó, được làm bằng một bộ phát chung và các kết nối R-C cho tín hiệu đầu vào và đầu ra cho hoạt động ở lớp "A", được hiển thị trong hình bên dưới.

Nó hiển thị bóng bán dẫn npn Q1. Bộ thu của nó được kết nối với cực dương + Vcc thông qua điện trở hạn chế dòng điện R3 và bộ phát của nó được kết nối với -Vcc. Bộ khuếch đại bóng bán dẫn p-n-p sẽ có cùng một mạch, nhưng các dây dẫn cung cấp điện sẽ bị đảo ngược.

C1 là một tụ điện tách nguồn mà nguồn đầu vào AC được tách ra khỏi nguồn điện áp DC Vcc. Đồng thời, C1 không ngăn cản dòng điện đầu vào xoay chiều đi qua điểm nối cực phát của bóng bán dẫn Q1. Các điện trở R1 và R2 cùng với điện trở của tiếp giáp "E - B" tạo thành Vcc để chọn điểm hoạt động của transistor Q1 ở chế độ tĩnh. Điển hình cho mạch này là giá trị của R2 = 1 kOhm, và vị trí của điểm hoạt động là Vcc / 2. R3 là điện trở tải của mạch thu và được sử dụng để tạo ra tín hiệu đầu ra điện áp thay đổi trên bộ thu.

Giả sử rằng Vcc = 20 V, R2 = 1 kΩ, và dòng điện đạt được h = 150. Chúng tôi chọn điện áp phát Ve = 9 V, và điện áp rơi tại điểm nối E-B là Vbe = 0,7 V. Giá trị này tương ứng với - gọi là bóng bán dẫn silicon. Nếu chúng ta đang xem xét một bộ khuếch đại dựa trên bóng bán dẫn germani, thì điện áp rơi trên đường giao nhau E-B mở sẽ là Vbe = 0,3 V.

Dòng điện phát, xấp xỉ bằng dòng điện thu

Tức là = 9 V / 1 kΩ = 9 mA ≈ Ic.

Dòng cơ bản Ib = Ic / h = 9 mA / 150 = 60 µA.

Điện áp giảm trên điện trở 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 là cần thiết để tạo ra một mạch cho sự đi qua của thành phần biến đổi của dòng phát (thực tế là dòng thu). Nếu nó không có ở đó, thì điện trở R2 sẽ hạn chế nghiêm trọng thành phần biến đổi, do đó bộ khuếch đại bóng bán dẫn lưỡng cực được đề cập sẽ có mức tăng dòng điện thấp.

Trong tính toán của chúng tôi, chúng tôi giả định rằng Ic = Ib h, trong đó Ib là dòng điện cơ bản chạy vào nó từ bộ phát và phát sinh khi điện áp phân cực được đặt vào đế. Tuy nhiên, luôn luôn chạy qua đế (cả có và không có phân cực) dòng điện rò từ bộ thu Icb0 cũng chạy qua. Do đó, dòng điện thu thực là Ic = Ib h + Icb0 h, tức là dòng điện rò trong mạch có OE được khuếch đại 150 lần. Nếu chúng ta đang xem xét một bộ khuếch đại dựa trên bóng bán dẫn germani, thì trường hợp này sẽ phải được tính đến trong các tính toán. Thực tế là chúng có Icb0 đáng kể bậc vài μA. Trong silicon, nó nhỏ hơn ba bậc độ lớn (khoảng vài nA), vì vậy nó thường bị bỏ qua trong tính toán.

Bộ khuếch đại kết thúc đơn với bóng bán dẫn MIS

Giống như bất kỳ bộ khuếch đại bóng bán dẫn hiệu ứng trường nào, mạch đang được xem xét có tín hiệu tương tự giữa các bộ khuếch đại. Do đó, chúng ta sẽ xem xét một mạch tương tự của mạch trước với một bộ phát chung. Nó được thực hiện với một nguồn chung và các kết nối R-C cho tín hiệu đầu vào và đầu ra cho hoạt động trong lớp "A" và được hiển thị trong hình bên dưới.

Ở đây C1 là cùng một tụ điện tách, bằng cách nguồn của tín hiệu đầu vào xoay chiều được tách ra khỏi nguồn của điện áp không đổi Vdd. Như bạn đã biết, bất kỳ bộ khuếch đại bóng bán dẫn hiệu ứng trường nào đều phải có điện thế cổng của các bóng bán dẫn MIS của nó thấp hơn điện thế của các nguồn của chúng. Trong mạch này, cổng được nối đất bởi R1, thường có điện trở cao (100 kΩ đến 1 MΩ) để nó không ngắt tín hiệu đầu vào. Thực tế không có dòng điện qua R1, vì vậy điện thế cổng trong trường hợp không có tín hiệu đầu vào sẽ bằng điện thế mặt đất. Hiệu điện thế nguồn cao hơn điện thế mặt đất do điện áp trên biến trở R2 giảm. Do đó, tiềm năng cổng thấp hơn tiềm năng nguồn, cần thiết cho hoạt động bình thường của Q1. Tụ C2 và biến trở R3 có cùng mục đích như trong đoạn mạch trước. Vì đây là mạch nguồn chung nên tín hiệu đầu vào và đầu ra lệch pha nhau 180 °.

Bộ khuếch đại với đầu ra biến áp

Bộ khuếch đại bóng bán dẫn đơn tầng thứ ba, được hiển thị trong hình bên dưới, cũng được chế tạo theo mạch phát chung để hoạt động ở lớp "A", nhưng nó được kết nối với loa trở kháng thấp thông qua một biến áp phù hợp.

Cuộn sơ cấp của máy biến áp T1 là tải của mạch góp của tranzito Q1 và phát tín hiệu ra. T1 gửi tín hiệu đầu ra đến loa và đảm bảo rằng trở kháng đầu ra của bóng bán dẫn khớp với trở kháng loa thấp (theo thứ tự vài ohms).

Bộ chia điện áp của bộ nguồn thu Vcc, được lắp ráp trên điện trở R1 và R3, cung cấp sự lựa chọn điểm hoạt động của bóng bán dẫn Q1 (cung cấp điện áp phân cực cho cơ sở của nó). Mục đích của các phần tử còn lại của bộ khuếch đại giống như trong các mạch trước.

Bộ khuếch đại âm thanh Push-Pull

Một bộ khuếch đại tần số thấp đẩy kéo hai bóng bán dẫn chia tần số đầu vào thành hai nửa sóng chống pha, mỗi sóng được khuếch đại bởi tầng bán dẫn riêng của nó. Sau khi khuếch đại như vậy, các nửa sóng được kết hợp thành một tín hiệu hài hoàn chỉnh, được truyền đến hệ thống loa. Tất nhiên, việc chuyển đổi tín hiệu tần số thấp (tách và gộp) như vậy sẽ gây ra sự biến dạng không thể đảo ngược trong đó, do sự khác biệt về tần số và đặc tính động của hai bóng bán dẫn của mạch. Những biến dạng này làm giảm chất lượng âm thanh ở đầu ra của bộ khuếch đại.

Bộ khuếch đại đẩy kéo hoạt động ở lớp "A" không tái tạo đủ tốt các tín hiệu âm thanh phức tạp, vì một dòng điện không đổi có cường độ tăng liên tục chạy trong cánh tay của chúng. Điều này dẫn đến sự không đối xứng của nửa sóng của tín hiệu, làm sai lệch pha và cuối cùng là mất khả năng rõ ràng của âm thanh. Khi được làm nóng, hai bóng bán dẫn mạnh sẽ tăng gấp đôi độ méo tín hiệu ở tần số thấp và tần số thấp. Tuy nhiên, ưu điểm chính của mạch đẩy kéo là hiệu suất có thể chấp nhận được và công suất đầu ra tăng lên.

Một mạch khuếch đại công suất bóng bán dẫn đẩy kéo được thể hiện trong hình.

Đây là bộ khuếch đại cho lớp "A", nhưng lớp "AB" và thậm chí "B" cũng có thể được sử dụng.

Bộ khuếch đại công suất bóng bán dẫn không biến áp

Máy biến áp, mặc dù thành công trong việc thu nhỏ của chúng, vẫn là ERE cồng kềnh, nặng và đắt tiền nhất. Do đó, người ta đã tìm ra một cách để loại bỏ máy biến áp khỏi mạch đẩy kéo bằng cách chạy nó trên hai bóng bán dẫn bổ sung mạnh thuộc các loại khác nhau (n-p-n và p-n-p). Hầu hết các bộ khuếch đại công suất hiện đại sử dụng nguyên tắc này và được thiết kế để hoạt động ở lớp "B". Sơ đồ của một bộ khuếch đại công suất như vậy được hiển thị trong hình dưới đây.

Cả hai bóng bán dẫn của nó được kết nối theo một mạch thu chung (người theo emitter). Do đó, mạch chuyển điện áp đầu vào đến đầu ra mà không cần khuếch đại. Nếu không có tín hiệu đầu vào, thì cả hai bóng bán dẫn đều ở trên biên giới của trạng thái bật, nhưng chúng đã bị tắt.

Khi một tín hiệu hài được đưa vào, nửa sóng dương của nó sẽ mở TR1, nhưng đặt transistor p-n-p TR2 ở chế độ cắt hoàn toàn. Do đó, chỉ có nửa sóng dương của dòng điện khuếch đại chạy qua tải. Nửa sóng âm của tín hiệu đầu vào chỉ mở TR2 và tắt TR1, do đó nửa sóng âm của dòng điện khuếch đại được cung cấp cho tải. Kết quả là, một tín hiệu hình sin được khuếch đại đầy đủ (do khuếch đại dòng điện) được phát ra ở tải.

Bộ khuếch đại bóng bán dẫn đơn

Để đồng hóa những điều trên, chúng ta sẽ tự tay lắp ráp một bộ khuếch đại bóng bán dẫn đơn giản và tìm ra cách hoạt động của nó.

Khi tải một bóng bán dẫn công suất thấp T của loại BC107, chúng tôi bật tai nghe có điện trở 2-3 kOhm, chúng tôi đặt điện áp phân cực lên đế từ điện trở có điện trở cao R * là 1 MΩ, điện áp này tách một tụ điện C có dung lượng từ 10 μF đến 100 μF, ta mắc vào mạch cơ sở T. Cấp nguồn cho mạch chúng ta sẽ từ một pin 4,5 V / 0,3 A.

Nếu điện trở R * không được kết nối, thì không có dòng điện cơ bản Ib và dòng điện cực góp Ic. Nếu mắc điện trở đó thì điện áp ở chân đế tăng lên 0,7 V và dòng điện Ib = 4 μA chạy qua nó. Mức tăng hiện tại của bóng bán dẫn là 250, cho Ic = 250Ib = 1 mA.

Sau khi tự tay mình lắp ráp một bộ khuếch đại bóng bán dẫn đơn giản, chúng ta có thể kiểm tra nó. Kết nối tai nghe và đặt ngón tay của bạn vào điểm 1 của sơ đồ. Bạn sẽ nghe thấy một tiếng ồn. Cơ thể bạn nhận biết bức xạ của nguồn điện lưới ở tần số 50 Hz. Tiếng ồn bạn nghe thấy từ tai nghe là bức xạ này, chỉ được khuếch đại bởi bóng bán dẫn. Hãy để chúng tôi giải thích quá trình này chi tiết hơn. Một điện áp xoay chiều có tần số 50 Hz được nối với đế của bóng bán dẫn thông qua tụ điện C. Điện áp ở đế bây giờ bằng tổng của điện áp phân cực DC (xấp xỉ 0,7 V) đến từ điện trở R * và điện áp xoay chiều. Kết quả là dòng điện thu nhận thành phần xoay chiều có tần số 50 Hz. Dòng điện xoay chiều này được sử dụng để di chuyển màng loa qua lại ở cùng một tần số, có nghĩa là chúng ta có thể nghe thấy âm 50Hz ở đầu ra.

Nghe mức độ ồn 50 Hz không thú vị lắm, vì vậy bạn có thể kết nối các nguồn tín hiệu tần số thấp (đầu CD hoặc micrô) với điểm 1 và 2 và nghe giọng nói hoặc âm nhạc được khuếch đại.