เครื่องขยายเสียงทรานซิสเตอร์ ตัวอย่างการปฏิบัติงาน

ในโหมดการขยายเสียง เครื่องขยายเสียงทรานซิสเตอร์ทำงานในวงจรเครื่องรับและเครื่องขยายความถี่เสียง (USF และ ULF) ในระหว่างการทำงาน กระแสขนาดเล็กจะถูกใช้ในวงจรฐานซึ่งควบคุมกระแสขนาดใหญ่ในตัวสะสม นี่คือความแตกต่างระหว่างโหมดการขยายเสียงและโหมดสวิตชิ่งซึ่งจะเปิดหรือปิดทรานซิสเตอร์เท่านั้น ขึ้นอยู่กับ Ub บนฐาน

เพื่อเป็นประสบการณ์สำหรับนักวิทยุสมัครเล่นมือใหม่ เราจะประกอบเครื่องขยายเสียงทรานซิสเตอร์ที่ง่ายที่สุดตามวงจรและภาพวาดที่เสนอ

ถึงนักสะสม วีที1เชื่อมต่อโทรศัพท์ที่มีความต้านทานสูง บีเอฟ2ระหว่างฐานและลบของแหล่งจ่ายไฟเราเชื่อมต่อความต้านทาน รบีและความจุการแยกตัวของตัวเก็บประจุ ซี เซนต์.

แน่นอนว่าเราจะไม่ได้รับการขยายสัญญาณเสียงที่แรงจากวงจรดังกล่าว แต่เราสามารถได้ยินเสียงในโทรศัพท์ได้ BF1ยังคงเป็นไปได้ เพราะเราได้ประกอบเวทีเครื่องขยายเสียงแรกของคุณแล้ว

ขั้นตอนการขยายเสียงคือวงจรทรานซิสเตอร์ที่มีตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ และส่วนประกอบวิทยุอื่นๆ ที่ให้สภาวะการทำงานหลังเป็นเครื่องขยายเสียงทรานซิสเตอร์ นอกจากนี้เราจะบอกทันทีว่าขั้นตอนการขยายเสียงสามารถเชื่อมต่อถึงกันและรับอุปกรณ์ขยายสัญญาณแบบหลายขั้นตอนได้

เมื่อเชื่อมต่อแหล่งพลังงานเข้ากับวงจร แรงดันลบขนาดเล็กประมาณ 0.1 - 0.2 V เรียกว่าแรงดันไบแอส จะไปที่ฐานของทรานซิสเตอร์ผ่านความต้านทาน Rb มันเปิดทรานซิสเตอร์เล็กน้อยเช่น ลดความสูงของสิ่งกีดขวางที่อาจเกิดขึ้นและกระแสไฟฟ้าขนาดเล็กเริ่มไหลผ่านทางแยกของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ซึ่งทำให้แอมพลิฟายเออร์อยู่ในโหมดสแตนด์บายซึ่งสามารถออกได้ทันทีที่มีสัญญาณอินพุต ปรากฏขึ้นที่ทางเข้า

หากไม่มีแรงดันไบแอส ชุมทางอิมิตเตอร์จะถูกบล็อก และเช่นเดียวกับไดโอด จะไม่ผ่านครึ่งรอบบวกของแรงดันไฟฟ้าอินพุต และสัญญาณที่ขยายจะบิดเบี้ยว

หากคุณเชื่อมต่อโทรศัพท์เครื่องอื่นเข้ากับอินพุตของเครื่องขยายเสียงและใช้เป็นไมโครโฟน โทรศัพท์จะแปลงการสั่นสะเทือนของเสียงที่เกิดขึ้นบนเมมเบรนให้เป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับในช่วงเสียง ซึ่งจะไหลผ่าน CSV ความจุไฟฟ้าไปยังฐานของ ทรานซิสเตอร์.

CSV ตัวเก็บประจุเป็นส่วนประกอบเชื่อมต่อระหว่างโทรศัพท์และฐาน มันส่งผ่านแรงดัน AF ได้อย่างสมบูรณ์แบบ แต่สร้างอุปสรรคร้ายแรงต่อกระแสตรงที่ไหลจากวงจรฐานไปยังโทรศัพท์ นอกจากนี้ โทรศัพท์มีความต้านทานภายในประมาณ 1,600 โอห์ม ดังนั้นหากไม่มีความจุตัวเก็บประจุนี้ ฐานจะเชื่อมต่อกับตัวส่งสัญญาณผ่านความต้านทานภายใน และจะไม่มีการขยายเสียง

ทีนี้ ถ้าคุณเริ่มพูดใส่ไมโครโฟนของโทรศัพท์ การแกว่งของกระแสโทรศัพท์ Itlf จะปรากฏขึ้นในวงจรตัวปล่อย ซึ่งจะควบคุมกระแสขนาดใหญ่ที่เกิดขึ้นในตัวสะสม และเราจะได้ยินการสั่นแบบขยายเหล่านี้ ซึ่งแปลงโดยโทรศัพท์เครื่องที่สองเป็น เสียงธรรมดา

กระบวนการขยายสัญญาณสามารถแสดงได้ดังนี้ เมื่อไม่มีแรงดันไฟฟ้าสัญญาณอินพุต Uin กระแสที่ไม่มีนัยสำคัญจะไหลในฐานและวงจรสะสม (ส่วนตรงของแผนภาพ a, b, c) ระบุโดยแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ของแหล่งจ่ายไฟ แรงดันไบแอส และคุณลักษณะการขยายของ ทรานซิสเตอร์สองขั้ว

ทันทีที่สัญญาณอินพุตมาถึงที่ฐาน (ด้านขวาของแผนภาพ a) กระแสในวงจรของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์สามเทอร์มินัลจะเริ่มเปลี่ยนแปลง (ด้านขวาของแผนภาพ b, c) ขึ้นอยู่กับสัญญาณนั้น .

ในครึ่งคลื่นลบของสัญญาณ เมื่อ Uin และแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟถูกรวมไว้ที่ฐาน กระแสที่ไหลผ่านทรานซิสเตอร์จะเพิ่มขึ้น

เมื่อมีคลื่นบวก แรงดันลบที่ฐานจะลดลง เช่นเดียวกับกระแสน้ำที่ไหล นี่คือการทำงานของทรานซิสเตอร์แอมพลิฟายเออร์

หากคุณไม่ได้เชื่อมต่อโทรศัพท์ แต่เป็นตัวต้านทานเข้ากับเอาต์พุต แรงดันไฟฟ้าของส่วนประกอบกระแสสลับของสัญญาณขยายที่ปรากฏบนนั้นสามารถเชื่อมต่อกับวงจรอินพุตของระยะที่สองเพื่อการขยายเพิ่มเติมได้ อุปกรณ์หนึ่งเครื่องสามารถขยายสัญญาณได้ 30 - 50 เท่า

VT ของโครงสร้าง n-p-n ที่อยู่ตรงข้ามกันทำงานบนหลักการเดียวกัน แต่สำหรับพวกเขา ขั้วของแหล่งจ่ายไฟจะต้องกลับกัน

เพื่อให้ทรานซิสเตอร์แอมพลิฟายเออร์ทำงานได้ จะต้องจ่ายแรงดันไบแอสคงที่ให้กับฐานโดยสัมพันธ์กับตัวส่งสัญญาณ พร้อมกับแรงดันสัญญาณอินพุตซึ่งจะเปิดอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์

สำหรับเจอร์เมเนียม VT แรงดันไฟฟ้าเปิดไม่ควรเกิน 0.2 โวลต์และสำหรับซิลิคอน 0.7 โวลต์ แรงดันไฟฟ้าไบแอสเพียงครั้งเดียวที่ไม่ได้ใช้กับฐานคือเมื่อใช้จุดเชื่อมต่อตัวส่งสัญญาณของทรานซิสเตอร์เพื่อตรวจจับสัญญาณ แต่เราจะพูดถึงเรื่องนี้ในภายหลัง

แอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์แม้จะมีประวัติอันยาวนาน แต่ยังคงเป็นหัวข้อวิจัยยอดนิยมสำหรับทั้งผู้เริ่มต้นและนักวิทยุสมัครเล่นผู้ช่ำชอง และนี่ก็เป็นที่เข้าใจได้ เขาเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ ส่วนสำคัญอุปกรณ์วิทยุสมัครเล่นยอดนิยม: วิทยุและเครื่องขยายสัญญาณความถี่ต่ำ (เสียง) เราจะดูว่าแอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์อย่างง่ายถูกสร้างขึ้นอย่างไร

การตอบสนองความถี่ของเครื่องขยายเสียง

ในเครื่องรับโทรทัศน์หรือวิทยุ ในศูนย์ดนตรีหรือเครื่องขยายเสียงทุกเครื่อง คุณจะพบเครื่องขยายเสียงแบบทรานซิสเตอร์ (ความถี่ต่ำ - LF) ความแตกต่างระหว่างแอมพลิฟายเออร์เสียงแบบทรานซิสเตอร์และประเภทอื่น ๆ อยู่ที่ลักษณะความถี่ของมัน

เครื่องขยายเสียงที่ใช้ทรานซิสเตอร์มีการตอบสนองความถี่สม่ำเสมอในย่านความถี่ตั้งแต่ 15 Hz ถึง 20 kHz ซึ่งหมายความว่าแอมพลิฟายเออร์จะแปลง (ขยาย) สัญญาณอินพุตทั้งหมดที่มีความถี่ภายในช่วงนี้โดยประมาณเท่าๆ กัน รูปด้านล่างแสดงกราฟการตอบสนองความถี่ในอุดมคติสำหรับเครื่องขยายเสียงในพิกัด “ความถี่สัญญาณเข้าของเครื่องขยายเสียง Ku - ความถี่สัญญาณเข้า”

เส้นโค้งนี้เกือบจะแบนจาก 15 Hz ถึง 20 kHz ซึ่งหมายความว่าควรใช้เครื่องขยายเสียงดังกล่าวสำหรับสัญญาณอินพุตที่มีความถี่ระหว่าง 15 Hz ถึง 20 kHz โดยเฉพาะ สำหรับสัญญาณอินพุตที่มีความถี่สูงกว่า 20 kHz หรือต่ำกว่า 15 Hz ประสิทธิภาพและประสิทธิภาพของสัญญาณจะลดลงอย่างรวดเร็ว

ประเภทของการตอบสนองความถี่ของแอมพลิฟายเออร์ถูกกำหนดโดยองค์ประกอบวิทยุไฟฟ้า (ERE) ของวงจรและโดยตัวทรานซิสเตอร์เป็นหลัก เครื่องขยายเสียงที่ใช้ทรานซิสเตอร์มักจะประกอบกันโดยใช้สิ่งที่เรียกว่าทรานซิสเตอร์ความถี่ต่ำและกลาง โดยมีแบนด์วิธสัญญาณอินพุตทั้งหมดตั้งแต่สิบถึงร้อย Hz ถึง 30 kHz

ระดับปฏิบัติการของเครื่องขยายเสียง

ดังที่ทราบกันดีว่าขึ้นอยู่กับระดับความต่อเนื่องของการไหลของกระแสตลอดระยะเวลาผ่านขั้นตอนการขยายทรานซิสเตอร์ (เครื่องขยายเสียง) การทำงานของคลาสต่อไปนี้มีความโดดเด่น: "A", "B", "AB", "C", “ด”.

ในระดับปฏิบัติการ กระแส “A” ไหลผ่านน้ำตกเป็นเวลา 100% ของช่วงสัญญาณอินพุต การทำงานของคาสเคดในชั้นเรียนนี้แสดงไว้ตามรูปต่อไปนี้

ในระดับการทำงานของแอมพลิฟายเออร์สเตจ "AB" กระแสจะไหลผ่านมากกว่า 50% แต่น้อยกว่า 100% ของระยะเวลาสัญญาณอินพุต (ดูรูปด้านล่าง)

ในคลาสการดำเนินการขั้น "B" กระแสจะไหลผ่านเป็นเวลา 50% ของระยะเวลาสัญญาณอินพุต ดังแสดงในรูป

ในที่สุดในการดำเนินการขั้น C คลาส C กระแสจะไหลผ่านน้อยกว่า 50% ของระยะเวลาสัญญาณอินพุต

แอมพลิฟายเออร์ความถี่ต่ำโดยใช้ทรานซิสเตอร์: การบิดเบือนในคลาสการทำงานหลัก

ในพื้นที่ทำงาน แอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์คลาส "A" มีการบิดเบือนแบบไม่เชิงเส้นในระดับต่ำ แต่ถ้าสัญญาณมีแรงดันไฟกระชากแบบพัลส์ ซึ่งนำไปสู่ความอิ่มตัวของทรานซิสเตอร์ ฮาร์โมนิคที่สูงขึ้น (จนถึงอันดับที่ 11) จะปรากฏขึ้นรอบๆ ฮาร์โมนิค "มาตรฐาน" แต่ละตัวของสัญญาณเอาท์พุต สิ่งนี้ทำให้เกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่าทรานซิสเตอร์หรือเสียงที่เป็นโลหะ

หากทรานซิสเตอร์มีแหล่งจ่ายไฟที่ไม่เสถียร สัญญาณเอาท์พุตของทรานซิสเตอร์จะถูกมอดูเลตแอมพลิจูดใกล้กับความถี่เครือข่าย สิ่งนี้ทำให้เกิดเสียงกระด้างที่ปลายด้านซ้ายของการตอบสนองความถี่ วิธีการต่างๆ ในการรักษาเสถียรภาพแรงดันไฟฟ้าทำให้การออกแบบแอมพลิฟายเออร์มีความซับซ้อนมากขึ้น

ประสิทธิภาพโดยทั่วไปของแอมพลิฟายเออร์คลาส A ปลายเดี่ยวจะต้องไม่เกิน 20% เนื่องจากค่าคงที่ ทรานซิสเตอร์เปิดและการไหลอย่างต่อเนื่องของส่วนประกอบกระแสตรง คุณสามารถสร้างพุชพูลของแอมพลิฟายเออร์คลาส A ได้ประสิทธิภาพจะเพิ่มขึ้นเล็กน้อย แต่สัญญาณครึ่งคลื่นจะไม่สมมาตรมากขึ้น การถ่ายโอนคาสเคดจากคลาสปฏิบัติการ "A" ไปยังคลาสปฏิบัติการ "AB" จะเพิ่มความบิดเบี้ยวแบบไม่เชิงเส้นถึงสี่เท่า แม้ว่าประสิทธิภาพของวงจรจะเพิ่มขึ้นก็ตาม

ในแอมพลิฟายเออร์คลาส “AB” และ “B” ความเพี้ยนจะเพิ่มขึ้นเมื่อระดับสัญญาณลดลง เราต้องการเปิดแอมพลิฟายเออร์ให้ดังขึ้นโดยไม่ได้ตั้งใจเพื่อสัมผัสพลังและไดนามิกของดนตรีอย่างเต็มที่ แต่บ่อยครั้งวิธีนี้ไม่ได้ช่วยอะไรมากนัก

ระดับกลางของงาน

คลาสงาน "A" มีรูปแบบ - คลาส "A+" ในกรณีนี้ทรานซิสเตอร์อินพุตแรงดันต่ำของแอมพลิฟายเออร์คลาสนี้ทำงานในคลาส "A" และทรานซิสเตอร์เอาต์พุตแรงดันสูงของแอมป์เมื่อสัญญาณอินพุตเกินระดับที่กำหนดให้เข้าสู่คลาส "B" หรือ “เอบี”. ประสิทธิภาพของน้ำตกดังกล่าวดีกว่าคลาส "A" ล้วนๆ และการบิดเบือนแบบไม่เชิงเส้นน้อยกว่า (มากถึง 0.003%) อย่างไรก็ตาม ยังมีเสียง "เมทัลลิก" เนื่องจากมีฮาร์โมนิคที่สูงกว่าในสัญญาณเอาท์พุต

ในแอมพลิฟายเออร์ของคลาสอื่น - "AA" ระดับความบิดเบี้ยวแบบไม่เชิงเส้นจะต่ำกว่า - ประมาณ 0.0005% แต่ก็มีฮาร์โมนิกที่สูงกว่าเช่นกัน

กลับไปที่เครื่องขยายสัญญาณทรานซิสเตอร์ Class A หรือไม่?

ในปัจจุบัน ผู้เชี่ยวชาญหลายคนในสาขาการสร้างเสียงคุณภาพสูงสนับสนุนให้กลับไปใช้แอมพลิฟายเออร์แบบหลอด เนื่องจากระดับของการบิดเบือนแบบไม่เชิงเส้นและฮาร์โมนิกที่สูงขึ้นที่พวกเขาแนะนำในสัญญาณเอาท์พุตนั้นต่ำกว่าระดับของทรานซิสเตอร์อย่างเห็นได้ชัด อย่างไรก็ตาม ข้อดีเหล่านี้ส่วนใหญ่ถูกชดเชยโดยความจำเป็นในการจับคู่หม้อแปลงระหว่างระยะเอาท์พุตของหลอดอิมพีแดนซ์สูงและอิมพีแดนซ์ต่ำ ลำโพงเสียง. อย่างไรก็ตาม แอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์แบบธรรมดาสามารถสร้างได้ด้วยเอาต์พุตของหม้อแปลง ดังที่แสดงด้านล่าง

นอกจากนี้ยังมีมุมมองที่ว่าคุณภาพเสียงขั้นสูงสุดสามารถทำได้โดยแอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์แบบหลอดไฮบริดเท่านั้น ซึ่งทุกขั้นตอนเป็นแบบปลายเดี่ยว ไม่ครอบคลุม และทำงานในคลาส "A" นั่นคือตัวขยายกำลังดังกล่าวเป็นแอมพลิฟายเออร์ที่มีทรานซิสเตอร์ตัวเดียว วงจรสามารถมีประสิทธิภาพสูงสุดที่ทำได้ (ในคลาส "A") ไม่เกิน 50% แต่ทั้งกำลังและประสิทธิภาพของแอมพลิฟายเออร์ไม่ได้เป็นตัวบ่งชี้คุณภาพของการสร้างเสียง ในกรณีนี้ คุณภาพและความเป็นเชิงเส้นของคุณลักษณะของ ERE ทั้งหมดในวงจรมีความสำคัญเป็นพิเศษ

เนื่องจากวงจรปลายเดี่ยวกำลังได้รับมุมมองนี้ เราจะดูรูปแบบที่เป็นไปได้ด้านล่าง

แอมพลิฟายเออร์ปลายเดี่ยวพร้อมทรานซิสเตอร์หนึ่งตัว

วงจรที่ทำด้วยตัวส่งสัญญาณทั่วไปและการเชื่อมต่อ R-C สำหรับสัญญาณอินพุตและเอาต์พุตสำหรับการทำงานในคลาส "A" แสดงในรูปด้านล่าง

มันแสดงทรานซิสเตอร์ Q1 ของโครงสร้าง n-p-n ตัวสะสมเชื่อมต่อกับขั้วบวก +Vcc ผ่านตัวต้านทานจำกัดกระแส R3 และตัวส่งสัญญาณเชื่อมต่อกับ -Vcc เครื่องขยายเสียงทรานซิสเตอร์ โครงสร้างพี-เอ็น-พีจะมีวงจรเหมือนกันแต่ขาจ่ายไฟจะเปลี่ยนตำแหน่ง

C1 เป็นตัวเก็บประจุแบบแยกส่วนโดยที่แหล่งสัญญาณอินพุต AC ถูกแยกออกจากแหล่งแรงดันไฟฟ้า DC Vcc ในกรณีนี้ C1 จะไม่ป้องกันการผ่านของกระแสอินพุตกระแสสลับผ่านจุดเชื่อมต่อตัวปล่อยฐานของทรานซิสเตอร์ Q1 ตัวต้านทาน R1 และ R2 พร้อมด้วยความต้านทานของจุดเชื่อมต่อ E - B จะสร้าง Vcc เพื่อเลือกจุดการทำงานของทรานซิสเตอร์ Q1 ในโหมดคงที่ ค่าทั่วไปสำหรับวงจรนี้คือ R2 = 1 kOhm และตำแหน่งของจุดปฏิบัติการคือ Vcc/2 R3 เป็นตัวต้านทานโหลดของวงจรคอลเลคเตอร์และทำหน้าที่สร้างสัญญาณเอาท์พุตแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับบนคอลเลคเตอร์

สมมติว่า Vcc = 20 V, R2 = 1 kOhm และกระแสเกน h = 150 เราเลือกแรงดันไฟฟ้าที่ตัวปล่อย Ve = 9 V และแรงดันตกคร่อมทางแยก "E - B" จะเท่ากับ Vbe = 0.7 V ค่านี้สอดคล้องกับสิ่งที่เรียกว่าทรานซิสเตอร์ซิลิคอน หากเรากำลังพิจารณาเครื่องขยายเสียงที่ใช้ทรานซิสเตอร์เจอร์เมเนียม แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมทางแยกเปิด "E - B" จะเท่ากับ Vbe = 0.3 V

กระแสของตัวปล่อยประมาณเท่ากับกระแสของตัวสะสม

นั่นคือ = 9 V/1 kOhm = 9 mA µ Ic

กระแสฐาน Ib = Ic/h = 9 mA/150 = 60 µA

แรงดันตกคร่อมตัวต้านทาน R1

V(R1) = Vcc - Vb = Vcc - (Vbe + Ve) = 20 V - 9.7 V = 10.3 V,

R1 = V(R1)/Ib = 10.3 V/60 µA = 172 กิโลโอห์ม

จำเป็นต้องใช้ C2 เพื่อสร้างวงจรสำหรับส่งผ่านส่วนประกอบกระแสสลับของกระแสอิมิตเตอร์ (จริงๆ แล้วคือกระแสคอลเลคเตอร์) หากไม่มีอยู่ ตัวต้านทาน R2 ก็จะจำกัดส่วนประกอบของตัวแปรอย่างมาก เพื่อที่ว่าแอมพลิฟายเออร์นั้นจะจำกัดอยู่ ทรานซิสเตอร์สองขั้วจะได้กระแสเกนต่ำ

ในการคำนวณของเรา เราสันนิษฐานว่า Ic = Ib h โดยที่ Ib คือกระแสฐานที่ไหลเข้าไปจากตัวปล่อยและเกิดขึ้นเมื่อแรงดันไบแอสถูกจ่ายไปที่ฐาน อย่างไรก็ตาม กระแสไฟรั่วจากตัวสะสม Icb0 จะไหลผ่านฐานเสมอ (ทั้งแบบมีและไม่มีไบแอส) ดังนั้นกระแสสะสมจริงจะเท่ากับ Ic = Ib h + Icb0 h เช่น กระแสไฟรั่วในวงจรที่มี OE จะถูกขยาย 150 เท่า หากเรากำลังพิจารณาแอมพลิฟายเออร์ที่ใช้ทรานซิสเตอร์เจอร์เมเนียม จะต้องคำนึงถึงสถานการณ์นี้ในการคำนวณด้วย ความจริงก็คือทรานซิสเตอร์เจอร์เมเนียมมี Icb0 ที่สำคัญของลำดับหลาย μA สำหรับซิลิคอน จะมีขนาดน้อยกว่าสามลำดับ (ประมาณหลาย nA) ดังนั้นจึงมักถูกละเลยในการคำนวณ

แอมพลิฟายเออร์ปลายเดี่ยวพร้อมทรานซิสเตอร์ MOS

เช่นเดียวกับเครื่องขยายเสียงใดๆ ทรานซิสเตอร์สนามผลวงจรที่พิจารณามีความคล้ายคลึงกันระหว่างแอมพลิฟายเออร์ ดังนั้นให้เราพิจารณาอะนาล็อกของวงจรก่อนหน้าด้วยตัวปล่อยร่วม สร้างขึ้นด้วยแหล่งสัญญาณทั่วไปและการเชื่อมต่อ R-C สำหรับสัญญาณอินพุตและเอาต์พุตสำหรับการทำงานในคลาส "A" และแสดงในรูปด้านล่าง

ในที่นี้ C1 เป็นตัวเก็บประจุแบบแยกตัวเดียวกัน โดยที่แหล่งสัญญาณอินพุต AC ถูกแยกออกจากแหล่งแรงดันไฟฟ้า DC Vdd ดังที่คุณทราบ แอมพลิฟายเออร์ใด ๆ ที่ใช้ทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามจะต้องมีศักย์เกตของทรานซิสเตอร์ MOS ต่ำกว่าศักยภาพของแหล่งกำเนิด ในวงจรนี้ เกตจะต่อสายดินด้วยตัวต้านทาน R1 ซึ่งโดยปกติจะมีความต้านทานสูง (ตั้งแต่ 100 kOhm ถึง 1 Mohm) เพื่อไม่ให้แยกสัญญาณอินพุต ในทางปฏิบัติไม่มีกระแสไหลผ่าน R1 ดังนั้นศักย์เกตในกรณีที่ไม่มีสัญญาณอินพุตจะเท่ากับศักย์กราวด์ ศักยภาพของแหล่งกำเนิดสูงกว่าศักย์กราวด์เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวต้านทาน R2 ดังนั้นศักยภาพของเกตจึงต่ำกว่าศักยภาพของแหล่งกำเนิด ซึ่งจำเป็นสำหรับการทำงานปกติของ Q1 ตัวเก็บประจุ C2 และตัวต้านทาน R3 มีจุดประสงค์เดียวกันกับในวงจรก่อนหน้า เนื่องจากนี่คือวงจรต้นทางทั่วไป สัญญาณอินพุตและเอาต์พุตจึงอยู่นอกเฟส 180°

เครื่องขยายเสียงพร้อมเอาต์พุตหม้อแปลง

แอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์แบบธรรมดาขั้นตอนเดียวตัวที่สามดังแสดงในรูปด้านล่างนั้นถูกสร้างขึ้นตามวงจรตัวส่งสัญญาณทั่วไปสำหรับการทำงานในคลาส "A" แต่จะเชื่อมต่อกับลำโพงที่มีความต้านทานต่ำผ่านหม้อแปลงที่ตรงกัน

ขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลง T1 จะโหลดวงจรสะสมของทรานซิสเตอร์ Q1 และพัฒนาสัญญาณเอาท์พุต T1 ส่งสัญญาณเอาท์พุตไปยังลำโพงและจับคู่อิมพีแดนซ์เอาท์พุตของทรานซิสเตอร์กับอิมพีแดนซ์ต่ำ (ตามลำดับสองสามโอห์ม) ของลำโพง

ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟตัวสะสม Vcc ซึ่งประกอบบนตัวต้านทาน R1 และ R3 ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการเลือกจุดการทำงานของทรานซิสเตอร์ Q1 (จ่ายแรงดันไบแอสไปที่ฐาน) วัตถุประสงค์ขององค์ประกอบที่เหลือของแอมพลิฟายเออร์จะเหมือนกับในวงจรก่อนหน้า

เครื่องขยายเสียงแบบกดดึง

แอมพลิฟายเออร์ LF แบบพุชพูลที่มีทรานซิสเตอร์สองตัวจะแบ่งความถี่อินพุตออกเป็นครึ่งคลื่นแอนติเฟสสองตัว ซึ่งแต่ละอันจะถูกขยายโดยสเตจของทรานซิสเตอร์ของตัวเอง หลังจากดำเนินการขยายเสียงดังกล่าวแล้ว ครึ่งคลื่นจะรวมกันเป็นสัญญาณฮาร์มอนิกที่สมบูรณ์ ซึ่งถูกส่งไปยังระบบลำโพง การเปลี่ยนแปลงของสัญญาณความถี่ต่ำ (การแยกและการรวมใหม่) ตามธรรมชาติทำให้เกิดการบิดเบือนที่ไม่สามารถย้อนกลับได้เนื่องจากความแตกต่างในความถี่และคุณสมบัติไดนามิกของทรานซิสเตอร์สองตัวของวงจร ความบิดเบี้ยวเหล่านี้จะลดคุณภาพเสียงที่เอาต์พุตของเครื่องขยายเสียง

แอมพลิฟายเออร์แบบพุชพูลที่ทำงานในคลาส "A" ไม่สามารถสร้างสัญญาณเสียงที่ซับซ้อนได้ดีเพียงพอ เนื่องจากกระแสตรงที่มีขนาดเพิ่มขึ้นจะไหลอย่างต่อเนื่องในแขนของพวกมัน สิ่งนี้นำไปสู่ความไม่สมดุลของสัญญาณครึ่งคลื่น การบิดเบือนเฟส และการสูญเสียความชัดเจนของเสียงในที่สุด เมื่อถูกความร้อน ทรานซิสเตอร์กำลังสูงสองตัวจะบิดเบือนสัญญาณเป็นสองเท่าในช่วงความถี่ต่ำและความถี่อินฟาเรด แต่ถึงกระนั้นข้อได้เปรียบหลักของวงจรพุชพูลก็คือประสิทธิภาพที่ยอมรับได้และกำลังขับที่เพิ่มขึ้น

วงจรพุชพูลของเพาเวอร์แอมป์ที่ใช้ทรานซิสเตอร์แสดงในรูป

นี่คือแอมพลิฟายเออร์สำหรับการทำงานในคลาส "A" แต่สามารถใช้คลาส "AB" และแม้แต่ "B" ได้

เพาเวอร์แอมป์ทรานซิสเตอร์แบบไม่มีหม้อแปลง

Transformers แม้จะประสบความสำเร็จในการย่อขนาด แต่ยังคงเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เทอะทะ หนักที่สุด และมีราคาแพงที่สุด ดังนั้นจึงพบวิธีที่จะกำจัดหม้อแปลงออกจากวงจรพุชพูลโดยนำไปใช้กับทรานซิสเตอร์เสริมกำลังแรงสองตัว ประเภทต่างๆ(n-p-n และ p-n-p) เพาเวอร์แอมป์สมัยใหม่ส่วนใหญ่ใช้หลักการนี้อย่างแม่นยำ และได้รับการออกแบบมาให้ทำงานในคลาส "B" วงจรของเพาเวอร์แอมป์ดังกล่าวแสดงในรูปด้านล่าง

ทรานซิสเตอร์ทั้งสองตัวเชื่อมต่อกันตามวงจรที่มีตัวสะสมทั่วไป (ตัวติดตามตัวปล่อย) ดังนั้นวงจรจะถ่ายโอนแรงดันไฟฟ้าอินพุตไปยังเอาต์พุตโดยไม่มีการขยายสัญญาณ หากไม่มีสัญญาณอินพุต แสดงว่าทรานซิสเตอร์ทั้งสองตัวอยู่ที่ขอบของสถานะเปิด แต่จะปิดอยู่

เมื่อใช้สัญญาณฮาร์มอนิกกับอินพุต ครึ่งคลื่นบวกของคลื่นจะเปิด TR1 แต่จะทำให้ทรานซิสเตอร์ pnp TR2 อยู่ในโหมดคัตออฟโดยสมบูรณ์ ดังนั้นเฉพาะครึ่งคลื่นบวกของกระแสขยายเท่านั้นที่ไหลผ่านโหลด ครึ่งคลื่นลบของสัญญาณอินพุตจะเปิดเฉพาะ TR2 และปิด TR1 เพื่อให้โหลดครึ่งคลื่นลบของกระแสขยายถูกจ่ายให้กับโหลด เป็นผลให้สัญญาณไซน์ซอยด์ที่ขยายกำลังเต็มที่ (เนื่องจากการขยายกระแสไฟในปัจจุบัน) จะถูกปล่อยออกมาที่โหลด

เครื่องขยายเสียงทรานซิสเตอร์เดี่ยว

เพื่อให้เข้าใจถึงสิ่งที่กล่าวมาข้างต้น เรามาประกอบแอมพลิฟายเออร์อย่างง่ายโดยใช้ทรานซิสเตอร์ด้วยมือของเราเอง แล้วดูว่ามันทำงานอย่างไร

สำหรับโหลดสำหรับทรานซิสเตอร์พลังงานต่ำ T ประเภท BC107 เราจะเปิดหูฟังที่มีความต้านทาน 2-3 kOhm เราจะใช้แรงดันไบแอสกับฐานจากตัวต้านทานความต้านทานสูง R* 1 MOhm และ เราจะรวมตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าแบบแยกส่วน C ที่มีความจุ 10 μF ถึง 100 μF ในวงจรฐาน T. จ่ายไฟให้วงจร เราจะใช้ 4.5 V/0.3 A จากแบตเตอรี่

หากไม่ได้เชื่อมต่อตัวต้านทาน R* แสดงว่าไม่มีทั้งกระแสฐาน Ib และ Ic กระแสสะสม หากเชื่อมต่อตัวต้านทาน แรงดันไฟฟ้าที่ฐานจะเพิ่มขึ้นเป็น 0.7 V และกระแส Ib = 4 μA จะไหลผ่าน อัตราขยายปัจจุบันของทรานซิสเตอร์คือ 250 ซึ่งให้ Ic = 250Ib = 1 mA

เมื่อประกอบแอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์แบบง่าย ๆ ด้วยมือของเราเองแล้วตอนนี้เราสามารถทดสอบได้แล้ว เชื่อมต่อหูฟังและวางนิ้วของคุณบนจุดที่ 1 ของแผนภาพ คุณจะได้ยินเสียงดัง ร่างกายของคุณรับรู้การแผ่รังสีของแหล่งจ่ายไฟที่ความถี่ 50 Hz เสียงที่คุณได้ยินจากหูฟังของคุณคือการแผ่รังสีนี้ ซึ่งขยายโดยทรานซิสเตอร์เท่านั้น ให้เราอธิบายกระบวนการนี้โดยละเอียด แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ 50 เฮิร์ตซ์เชื่อมต่อกับฐานของทรานซิสเตอร์ผ่านตัวเก็บประจุ C แรงดันไฟฟ้าฐานขณะนี้เท่ากับผลรวมของแรงดันไฟฟ้าออฟเซ็ต DC (ประมาณ 0.7 V) ที่มาจากตัวต้านทาน R* และแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับนิ้ว เป็นผลให้กระแสสะสมได้รับส่วนประกอบสลับที่มีความถี่ 50 Hz กระแสสลับนี้ใช้เพื่อเลื่อนเมมเบรนของลำโพงไปมาด้วยความถี่เดียวกัน ซึ่งหมายความว่าเราจะสามารถได้ยินโทนเสียง 50Hz ที่เอาต์พุต

การฟังระดับเสียงรบกวนที่ 50 เฮิรตซ์นั้นไม่น่าสนใจมากนัก ดังนั้นคุณจึงสามารถเชื่อมต่อแหล่งสัญญาณความถี่ต่ำ (เครื่องเล่นซีดีหรือไมโครโฟน) ไปที่จุดที่ 1 และ 2 และฟังเสียงพูดหรือเพลงที่ขยายเสียงได้

ความถี่เสียงไม่มีชิ้นส่วนที่หายาก

จะสร้างแอมป์โดยใช้ทรานซิสเตอร์ได้อย่างไร?

ใครบ้างไม่อยากสร้างเพาเวอร์แอมป์ความถี่ต่ำที่ดีเพื่อให้ทำงาน “สะอาด” เชื่อถือได้ และไม่ต้องใช้เวลาในการตั้งค่ามากนัก เมื่อประกอบโดยไม่มีข้อผิดพลาดจะเริ่มทำงานทันทีหลังจากจ่ายแรงดันไฟฟ้าเข้าไป

จำเป็นต้องใช้ตัวต้านทาน R7 เท่านั้นเพื่อตั้งค่าแรงดันเอาต์พุตให้เป็นศูนย์ในกรณีที่ไม่มีสัญญาณที่อินพุตและตั้งค่ากระแสเริ่มต้นของทรานซิสเตอร์เอาต์พุต VT11, VT12 ภายใน 100-150 mA ด้วยแหล่งจ่ายไฟแบบไบโพลาร์ที่ ±36 V เครื่องขยายสัญญาณเสียงแบบทรานซิสเตอร์จะส่งกำลัง 50 W ไปยังโหลดที่มีความต้านทาน 8 โอห์ม และ 90 W ที่โหลด 4 โอห์ม

เมื่อ UMZCH ทำงานบนโหลด 4 โอห์ม ความจุของตัวเก็บประจุแบบเรียบในแหล่งจ่ายไฟต้องมีอย่างน้อย 20,000 µF สำหรับเวอร์ชันสเตอริโอ หรือ 10,000 µF สำหรับเวอร์ชันโมโน คุณไม่ควรลดความจุของตัวเก็บประจุเหล่านี้เนื่องจากที่กระแสโหลดสูงการทำสำเนาอาจลดลง

ผลลัพธ์ที่ดีจะได้มาจากการใช้แหล่งจ่ายไฟที่มีความเสถียร ในกรณีนี้อนุญาตให้ลดความจุของตัวเก็บประจุตัวกรองลงได้ 1.5 เท่า นอกจากนี้การแนะนำการป้องกันกระแสไฟในแหล่งจ่ายไฟที่มีความเสถียรนั้นไม่ใช่เรื่องยาก

ในกรณีนี้ไม่ได้ให้การป้องกันดังกล่าวเนื่องจากการป้องกันการหยุดทำงานจะทำให้คุณภาพของการสร้างเสียงแย่ลงอย่างเห็นได้ชัด แต่การป้องกันที่ซับซ้อนจะเพิ่มจำนวนส่วนประกอบวิทยุอย่างมาก

วงจรป้องกันรีเลย์มีความไวต่อการรบกวนและไฟกระชากทุกประเภท ดังนั้นจึงจำเป็นต้องละทิ้งวงจรเหล่านี้ไป แอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์ที่นำเสนอไม่ได้ออกแบบมาสำหรับระบบเสียงที่อยู่กับที่ ประกอบอย่างระมัดระวัง ทำงานบนระบบลำโพงที่ใช้งานได้โดยมีการสำรองพลังงานที่ดี เวลาว่างจะคงอยู่นานหลายปี

ดังที่เห็นได้จากรูปที่ 1 UMZCH ประกอบด้วยดิฟเฟอเรนเชียลสเตจ VT1, VT2 พร้อมเครื่องกำเนิดกระแสบนทรานซิสเตอร์ VI3, เครื่องขยายแรงดันไฟฟ้าบนทรานซิสเตอร์ VT4 และบัฟเฟอร์สเตจ - แอมพลิฟายเออร์กระแสบนทรานซิสเตอร์ VT5 หลังถูกโหลดบนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าปัจจุบันที่ประกอบบนทรานซิสเตอร์ VF6 และบนวงจรสมมาตรของตัวติดตามแรงดันไฟฟ้าแบบกดดึงบนทรานซิสเตอร์ VT7-VT12

แม้จะมี "ประเพณี" ของโครงการนี้ แต่ก็มี "รายละเอียดปลีกย่อย" บางอย่างก็ถูกนำมาใช้ แอมพลิฟายเออร์ปัจจุบัน VT7-VT12 ได้รับการดัดแปลงเล็กน้อยเมื่อเทียบกับวงจรทั่วไป ทำให้สามารถลดการบิดเบือนที่เกิดจากระยะเอาท์พุตของ UMZCH ได้หลายครั้ง

ในวงจรทั่วไป เนื่องจากมีความจุทางแยกระหว่างตัวปล่อยฐานและตัวปล่อย (ความจุสำหรับทรานซิสเตอร์กำลังสูงนี้สามารถเข้าถึงหนึ่งในร้อยของไมโครฟารัด) ประจุไฟฟ้าจะสะสมที่ฐานของทรานซิสเตอร์เอาต์พุตและพรีเอาท์พุต ซึ่งนำไปสู่ความล่าช้าในสภาวะชั่วคราว กระบวนการ

ในวงจรที่เสนอ อิทธิพลของความจุตัวปล่อยฐานจะลดลงหลายครั้ง ซึ่งท้ายที่สุดจะส่งผลดีต่อความแม่นยำของการสร้างเสียง UMZCH มีวงจรป้องกันสิ่งแวดล้อมทั่วไปปิดอยู่ ความลึกของการปกป้องสิ่งแวดล้อม กระแสสลับขึ้นอยู่กับตัวต้านทาน R17 และ R16 เพื่อลดการบิดเบือนที่เกิดจากตัวเก็บประจุ C6 ตัวเก็บประจุ C7 ที่ไม่ใช่อิเล็กโทรไลติคจะถูกแบ่งโดยความจุ 4.7 μF

แม้แต่ผู้ฟังที่ไม่มีประสบการณ์ก็สามารถสังเกตเห็นความแตกต่างของเสียงได้ ความถี่สูงมีและไม่มีตัวเก็บประจุ C7 ในการตั้งค่าศักย์ไฟฟ้าเป็นศูนย์ที่เอาต์พุตของ UMZCH ในกรณีที่ไม่มีสัญญาณอินพุตให้ใช้วงจรที่ประกอบด้วยองค์ประกอบ R3, R6, R7, R14, C3 ผ่านสายโซ่นี้ แรงดันไบแอสลบเล็กน้อยจะถูกส่งไปยังทรานซิสเตอร์ VT1 และ VT2

ควรสังเกตว่าการมีแอมพลิฟายเออร์กระแสบัฟเฟอร์ VT5 ทำให้สามารถลดการบิดเบือนได้ 10-15 ดอกกุหลาบ ดังนั้นคุณไม่ควรทำให้วงจรง่ายขึ้นโดยกำจัดน้ำตกนี้ กระแสนิ่งของทรานซิสเตอร์เอาท์พุตขึ้นอยู่กับกระแสของทรานซิสเตอร์ VT6 ดังนั้นหากจำเป็นให้เปลี่ยนความต้านทานของตัวต้านทาน R18 เมื่อตั้งค่า การเพิ่มความต้านทานของตัวต้านทาน R18 สอดคล้องกับการลดลงของกระแสทรานซิสเตอร์
VT6 และในทางกลับกัน การลดลงของ R18 จะทำให้ VT6 ปัจจุบันเพิ่มขึ้น

การเพิ่มขึ้นของกระแสผ่าน VT6 ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมไดโอด VD1 - VD4 เพิ่มขึ้นที่สอดคล้องกันซึ่งจะนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของแรงดันไบแอสของทรานซิสเตอร์ VT7-VT12 ในขณะที่กระแสเริ่มต้นของทรานซิสเตอร์เอาต์พุต VT11 และ VT12 เพิ่มขึ้น แรงดันไฟฟ้าที่อินพุตของเครื่องขยายเสียงที่กำลังสูงสุดที่จ่ายให้กับโหลดคือประมาณ 1 V

ค่าสัมประสิทธิ์ฮาร์มอนิกไม่เกิน 0.04% ตลอดช่วงความถี่เสียงทั้งหมด หากคุณเลือกคู่เสริม VT9,VT10 และ VT11,VT12 ที่มี L21e เดียวกัน คุณสามารถลด Kr ลงเหลือ 0.02% ในช่วงความถี่สูงสุด 16 kHz

เพื่อบันทึก อย่างดีสำหรับการสร้างเสียง พรีแอมพลิฟายเออร์ที่มีบล็อคโทนต้องมีอิมพีแดนซ์เอาต์พุตต่ำ (หลายกิโลโอห์ม) และค่าสัมประสิทธิ์ความผิดเพี้ยนแบบไม่เชิงเส้นไม่เกิน UMZCH นี้

แผงวงจรพิมพ์ UMZCH แสดงในรูปที่ 2 สะดวกมากในการตรวจสอบความเสถียรของแอมพลิฟายเออร์โดยใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้า พัลส์สี่เหลี่ยมโดยสังเกตรูปทรงของสัญญาณเอาท์พุตบนหน้าจอออสซิลโลสโคป ในเวลาเดียวกัน จะเลือกความจุของตัวเก็บประจุ C5 เพื่อให้ได้สัญญาณเอาท์พุตที่บิดเบี้ยวน้อยที่สุดเมื่อเทียบกับรูปแบบดั้งเดิม

หากเป็นไปได้ ความจุ C5 จะลดลง เนื่องจากการตอบสนองความถี่ของแอมพลิฟายเออร์ที่ความถี่สูงดีขึ้น ในความเป็นจริง ความจุของตัวเก็บประจุลดลงเหลือ 20 pF เมื่อ UMZCH ทำงาน แต่ลำโพงที่ไม่มีตัวกรอง LC เช่น ไปจนถึงลำโพงฟูลเรนจ์ เมื่อทำงานกับโหลดปฏิกิริยาขนาดใหญ่ จะต้องเพิ่มความจุ C5

นอกจากนี้จำเป็นต้องใส่ตัวเหนี่ยวนำของ microhenries หลายตัวเข้าไปในช่องว่างในสายเอาต์พุตของ UMZCH บน แผงวงจรพิมพ์คอยล์นี้ควรตั้งอยู่ใกล้จุดเชื่อมต่อของตัวต้านทาน R26 และ R27 เมื่อทำงานกับโหลดปฏิกิริยาขนาดใหญ่คุณควรแนะนำไดโอดป้องกัน (สำหรับทรานซิสเตอร์เอาต์พุต) VD7 และ VD8 เข้าไปในวงจร UMZCH

ข้อดีของแอมพลิฟายเออร์แบบกลับด้านเหนือแอมพลิฟายเออร์แบบไม่กลับด้านเป็นที่รู้จักกันดี เนื่องจากในระหว่างการสลับกลับสัญญาณอินพุตจะถูกส่งไปยังฐานของทรานซิสเตอร์ VT2 ดังนั้น ความต้านทานอินพุต UMZCH ถูกสับเปลี่ยนด้วยตัวต้านทาน R16 ในกรณีนี้ เพื่อให้ตรงกับความต้านทานต่ำของแอมพลิฟายเออร์ เช่น กับตัวควบคุมระดับเสียง จำเป็นต้องเปิดผู้ติดตามแหล่งที่มาที่อินพุต UMZCH

วงจรของทวนสัญญาณดังกล่าวแสดงในรูปที่ 3 และมีสถานที่พิเศษเหลืออยู่บนแผงวงจรพิมพ์ หากต้องการแปลง UMZCH เป็นเวอร์ชันกลับด้าน คุณต้องดำเนินการดังต่อไปนี้

1. ถอดตัวเก็บประจุ C6, C7 ออกจากสายทั่วไปและเชื่อมต่อลีดที่ปล่อยเข้ากับเอาต์พุตของผู้ติดตามต้นทาง ในกรณีนี้อินพุตของ UMZCH จะเป็นอินพุตของรีพีตเตอร์
2. เชื่อมต่อหน้าสัมผัสด้านซ้าย C1 (รูปที่ 1) เข้ากับสายทั่วไปและเชื่อมต่อตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าแบบขนานในลักษณะเดียวกับ Sb
3. เพื่อหลีกเลี่ยงการคลิกและแรงดันไฟกระชากที่เอาต์พุตของ UMZCH เมื่อเปิดเครื่อง โดยการเลือกตัวต้านทาน R3 (รูปที่ 3) ให้ตั้งค่าศักย์ไฟฟ้าเป็นศูนย์ที่แหล่งกำเนิดของทรานซิสเตอร์ VT1
4. ความต้านทานของตัวต้านทาน R4 และ R5 ถูกเลือกในลักษณะที่ซีเนอร์ไดโอด VD1 และ VD2 จะไม่ออกจากโหมดรักษาแรงดันไฟฟ้า เมื่อเปิดสวิตช์แบบกลับด้าน เมื่อเทียบกับแบบไม่กลับด้าน แอมพลิฟายเออร์จะทำงานค่อนข้างสะอาดกว่ากับหู

วงจรจ่ายไฟ (PSU) แสดงในรูปที่ 4 เพื่อลดการบิดเบือนลวดทั่วไปจะถูกแบ่งออกเป็นสองส่วนในผิวหนัง UMZCH มิฉะนั้นความผิดเพี้ยนจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วกระแส "หลงทาง" จะปรากฏขึ้นซึ่งจะเพิ่มระดับพื้นหลังอย่างมากใน ระบบลำโพง. เพื่อจุดประสงค์เดียวกันในแหล่งจ่ายไฟเพื่อลดการรบกวนจากหม้อแปลงไฟฟ้าจะใช้การเชื่อมต่อแอนติเฟสของขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลง T1 และ T2

แหล่งจ่ายไฟแยกของช่อง UMZCH สามารถลดการบิดเบือนชั่วคราวในช่องได้อย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ความถี่ต่ำ เส้นผ่านศูนย์กลางสายไฟของขดลวดทุติยภูมิและขดลวดปฐมภูมิสามารถลดลงได้ 1.4 เท่าเมื่อเปรียบเทียบกับหม้อแปลงหนึ่งตัวในชุดจ่ายไฟ UMZCH เมื่อใช้ฟิวส์ FU2-FU5 (รูปที่ 4) ไม่จำเป็นต้องมีฟิวส์ FU1 และ FU2 (รูปที่ 1) แต่พื้นที่ที่จัดไว้ให้บนกระดานนั้นสะดวกมากในกรณีซ่อมแซม

ในกรณีนี้ FU1 และ FU2 จะถูกแทนที่ด้วยตัวต้านทานเพื่อควบคุมกระแสและป้องกันความล้มเหลวของทรานซิสเตอร์ VT7-VT12 หม้อแปลง T1 และ T2 ถูกพันบนแกนแม่เหล็กวงแหวนซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 110 มม. เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 65 มม. และความสูง 23 มม. ขดลวดปฐมภูมิประกอบด้วยลวด PEV 1,320 รอบ - 0.64 มม. ขดลวดทุติยภูมิมีแผล สายคู่ PEV - 1.2 มม. 162 รอบ หน้าจอประกอบด้วยลวด PELSHO หนึ่งชั้น - 0.41 มม.

ทรานซิสเตอร์ KT604, KT611 เหมาะสำหรับ VT5 และ VT6 KT618A, KG630. เคที940. แทนที่จะเป็นทรานซิสเตอร์ KT817 และ KT816 KT850 และ KT851 ที่ทันสมัยกว่านั้นสมบูรณ์แบบ คุณเปลี่ยนทรานซิสเตอร์ VT1 -VT3 ด้วย KT611A ที่ทันสมัย KT632, 2T638A. “ สิ่งกีดขวาง” ของ UMZCH คือทรานซิสเตอร์ VT4 ขอแนะนำให้แทนที่ด้วย KT3157A ที่ทันสมัย

ทรานซิสเตอร์นี้มีแรงดันไฟฟ้าสูงกว่า KT209M ยิ่งไปกว่านั้นยังได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับเครื่องขยายสัญญาณวิดีโอของทีวีทรานซิสเตอร์และมีพารามิเตอร์ความถี่ที่สูงกว่า
UMZCH ทำงานได้ดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัดด้วยการทดแทนนี้ เครื่องขยายเสียงทำงานได้ดีเมื่อกำลังลดลงเหลือ ±25 V จำเป็นต้องลดระดับ R11, R18 (รูปที่ 1) เท่านั้นเพื่อตั้งค่ากระแสเริ่มต้น VT7-VT12 และแรงดันไฟฟ้าเป็นศูนย์ที่เอาต์พุตของ UMZCH .

ในกรณีนี้ สามารถใช้ KT3102A(B) และ KT209M ในเฟืองท้ายได้ (สามารถแทนที่ VT4I ด้วย KT3107I ได้) แทน KT818. KT8I9 ทำงานได้ดีกว่า KT864, KT865 หรือ KT8101, KT8102 เสนอให้เปลี่ยนวงจรสำหรับปรับกระแสเริ่มต้นของทรานซิสเตอร์เอาท์พุตโดยแทนที่ VDI - VD4 และ R19 ด้วยวงจรที่แตกต่างกันเล็กน้อย (รูปที่ 5)

มีการติดตั้งทรานซิสเตอร์ประเภท KT626 บนแผงระบายความร้อนให้ใกล้กับ VT12 มากที่สุด ทรานซิสเตอร์ VT11 และ VT12 ไม่ได้ติดตั้งอยู่บนแผงระบายความร้อนแยกกัน

มีความปรารถนาที่จะประกอบเครื่องขยายเสียง Class A ที่ทรงพลังยิ่งขึ้น หลังจากอ่านวรรณกรรมที่เกี่ยวข้องในจำนวนที่เพียงพอแล้ว และเลือกวรรณกรรมที่นำเสนอให้ได้มากที่สุด รุ่นล่าสุด. มันเป็นแอมพลิฟายเออร์ 30 W ที่สอดคล้องกับพารามิเตอร์ของแอมพลิฟายเออร์ระดับสูง

ฉันไม่ได้ตั้งใจที่จะทำการเปลี่ยนแปลงใด ๆ กับเส้นทางที่มีอยู่ของแผงวงจรพิมพ์ดั้งเดิมอย่างไรก็ตามเนื่องจากไม่มีทรานซิสเตอร์กำลังดั้งเดิมจึงเลือกขั้นตอนเอาต์พุตที่เชื่อถือได้มากขึ้นโดยใช้ทรานซิสเตอร์ 2SA1943 และ 2SC5200 ในที่สุดการใช้ทรานซิสเตอร์เหล่านี้ทำให้สามารถจ่ายกำลังเอาต์พุตให้กับแอมพลิฟายเออร์ได้มากขึ้น แผนภาพแอมพลิฟายเออร์เวอร์ชันของฉันด้านล่าง

นี่คือภาพของบอร์ดที่ประกอบตามวงจรนี้ด้วยทรานซิสเตอร์ของโตชิบา 2SA1943 และ 2SC5200

หากมองใกล้ ๆ คุณจะเห็นบนแผงวงจรพิมพ์พร้อมกับส่วนประกอบทั้งหมดที่มีตัวต้านทานไบแอส ซึ่งเป็นชนิดคาร์บอน 1 W ปรากฎว่าพวกมันทนความร้อนได้มากกว่า เมื่อแอมพลิฟายเออร์กำลังสูงทำงาน จะทำให้เกิดความร้อนจำนวนมาก ดังนั้นการรักษาระดับคงที่ของส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์เมื่อให้ความร้อนจึงเป็นเงื่อนไขสำคัญสำหรับการทำงานคุณภาพสูงของอุปกรณ์

แอมพลิฟายเออร์เวอร์ชันประกอบทำงานที่กระแสประมาณ 1.6 A และแรงดันไฟฟ้า 35 V เป็นผลให้พลังงานต่อเนื่อง 60 W กระจายไปที่ทรานซิสเตอร์ในระยะเอาท์พุต ฉันควรสังเกตว่านี่เป็นเพียงหนึ่งในสามของพลังที่พวกเขาสามารถจัดการได้ ลองจินตนาการว่าหม้อน้ำถูกสร้างขึ้นเท่าใดเมื่อได้รับความร้อนถึง 40 องศา

กล่องเครื่องขยายเสียงทำด้วยมือจากอะลูมิเนียม แผ่นท็อปและแผ่นยึด หนา 3 มม. หม้อน้ำประกอบด้วยสองส่วนนั้น ขนาดขนาด 420 x 180 x 35 มม. ตัวยึด - สกรู ซึ่งส่วนใหญ่มีหัวเทเปอร์ทำจาก ของสแตนเลสและเกลียว M5 หรือ M3 จำนวนตัวเก็บประจุเพิ่มขึ้นเป็นหกตัว ความจุรวม 220000 ยูเอฟ ถูกนำมาใช้เป็นอาหาร หม้อแปลงทอรอยด์กำลังไฟฟ้า 500 วัตต์

แหล่งจ่ายไฟของเครื่องขยายเสียง

อุปกรณ์เครื่องขยายเสียงซึ่งมีบัสบาร์ทองแดงที่มีการออกแบบที่เหมาะสมจะมองเห็นได้ชัดเจน เพิ่ม toroid ขนาดเล็กสำหรับ ฟีดที่ปรับได้ควบคุมโดยวงจรป้องกันกระแสตรง นอกจากนี้ยังมีตัวกรองความถี่สูงผ่านในวงจรจ่ายไฟ ฉันต้องบอกว่าเพื่อความเรียบง่ายทั้งหมด ความเรียบง่ายที่หลอกลวงโครงสร้างบอร์ดของแอมพลิฟายเออร์นี้และเสียงถูกสร้างขึ้นโดยไม่ต้องใช้ความพยายามใดๆ ซึ่งหมายความว่ามีความเป็นไปได้ของการขยายแบบไม่มีที่สิ้นสุด

ออสซิลโลแกรมของการทำงานของเครื่องขยายเสียง

การหมุนออก 3 dB ที่ 208 kHz

คลื่นไซน์ 10 Hz และ 100 Hz

คลื่นไซน์ 1 kHz และ 10 kHz

สัญญาณ 100 kHz และ 1 MHz

คลื่นสี่เหลี่ยม 10 Hz และ 100 Hz

คลื่นสี่เหลี่ยม 1 kHz และ 10 kHz

กำลังรวม 60 W, คัตออฟสมมาตร 1 kHz

ดังนั้นจึงชัดเจนว่าการออกแบบ UMZCH ที่เรียบง่ายและมีคุณภาพสูงนั้นไม่จำเป็นต้องใช้ วงจรรวม- ทรานซิสเตอร์เพียง 8 ตัวเท่านั้นที่ช่วยให้คุณได้เสียงที่เหมาะสมด้วยวงจรที่สามารถประกอบได้ภายในครึ่งวัน

เครื่องขยายสัญญาณความถี่ต่ำ (LF) เป็นส่วนสำคัญของอุปกรณ์วิทยุส่วนใหญ่ เช่น ทีวี เครื่องเล่น วิทยุ และ อุปกรณ์ต่างๆ ของใช้ในครัวเรือน. ลองพิจารณาสองข้อ วงจรง่ายๆสองขั้นตอน ULF เปิดอยู่.

ULF เวอร์ชันแรกบนทรานซิสเตอร์

ในเวอร์ชันแรก แอมพลิฟายเออร์ถูกสร้างขึ้นจากซิลิคอน ทรานซิสเตอร์ npnการนำไฟฟ้า สัญญาณอินพุตเข้ามา ตัวต้านทานแบบแปรผัน R1 ซึ่งก็คือความต้านทานโหลดของวงจรแหล่งสัญญาณ เชื่อมต่อกับวงจรสะสมของทรานซิสเตอร์ VT2 ของเครื่องขยายเสียง

การตั้งค่าแอมพลิฟายเออร์ของตัวเลือกแรกลงมาเพื่อเลือกความต้านทาน R2 และ R4 ต้องเลือกค่าความต้านทานเพื่อให้มิลลิแอมมิเตอร์ที่เชื่อมต่อกับวงจรสะสมของทรานซิสเตอร์แต่ละตัวแสดงกระแสในช่วง 0.5...0.8 mA ตามรูปแบบที่สองจำเป็นต้องตั้งค่ากระแสสะสมของทรานซิสเตอร์ตัวที่สองด้วยการเลือกความต้านทานของตัวต้านทาน R3

ในตัวเลือกแรกคุณสามารถใช้ทรานซิสเตอร์ยี่ห้อ KT312 หรือของพวกเขาได้ อะนาล็อกต่างประเทศอย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องตั้งค่าไบแอสแรงดันไฟฟ้าของทรานซิสเตอร์ให้ถูกต้องโดยเลือกความต้านทาน R2, R4 ในตัวเลือกที่สองคุณสามารถใช้ทรานซิสเตอร์ซิลิคอนของแบรนด์ KT209, KT361 หรืออะนาล็อกต่างประเทศได้ ในกรณีนี้คุณสามารถตั้งค่าโหมดการทำงานของทรานซิสเตอร์ได้โดยการเปลี่ยนความต้านทาน R3

แทนที่จะใช้หูฟัง คุณสามารถเชื่อมต่อลำโพงความต้านทานสูงเข้ากับวงจรสะสมของทรานซิสเตอร์ VT2 (แอมพลิฟายเออร์ทั้งสองตัว) ได้ หากคุณต้องการขยายเสียงที่ทรงพลังยิ่งขึ้น คุณสามารถประกอบเครื่องขยายเสียงที่ให้กำลังขยายสูงสุด 15 W