این کار را خودتان انجام دهید، ترانزیستورهای اثر میدانی را باز کنید. تقویت کننده های فرکانس پایین در ترانزیستورهای اثر میدانی نمودار شماتیک تقویت کننده در ترانزیستورهای اثر میدانی

شکل یک مدار تقویت کننده 50 واتی با ماسفت های خروجی را نشان می دهد.
مرحله اول تقویت کننده یک تقویت کننده دیفرانسیل مبتنی بر ترانزیستور VT1 VT2 است.
مرحله دوم تقویت کننده از ترانزیستورهای VT3 VT4 تشکیل شده است. مرحله نهایی تقویت کننده از ماسفت های IRF530 و IRF9530 تشکیل شده است. خروجی تقویت کننده از طریق سیم پیچ L1 به بار 8 اهم متصل می شود.
مدار متشکل از R15 و C5 برای کاهش نویز طراحی شده است. خازن فیلترهای قدرت C6 و C7. مقاومت R6 برای تنظیم جریان ساکن طراحی شده است.

توجه داشته باشید:
از منبع تغذیه +/-35 ولت دوقطبی استفاده کنید
L1 شامل 12 پیچ سیم مسی عایق شده با قطر 1 میلی متر است.
C6 و C7 باید در 50 ولت و بقیه خازن های الکترولیتی در 16 ولت رتبه بندی شوند.
برای ماسفت ها به هیت سینک نیاز دارد. اندازه 20x10x10 سانتی متر ساخته شده از آلومینیوم.
منبع - http://www.circuitstoday.com/mosfet-amplifier-circuits

• مقالات مشابه

وارد شوید با:

مقالات تصادفی

• 19.03.2019

  تثبیت کننده معمولی بر اساس طرحی از صفحه https://site/?p=57426 است، این طرح بسیار ساده است و حاوی حداقل مجموعه ای از عناصر است. ولتاژ خروجی تثبیت کننده قابل تنظیم را می توان از 0 تا 25 ولت در جریان حداکثر 3 آمپر تنظیم کرد. با استفاده از آردوینو می توانید عملکرد استابلایزر را به میزان قابل توجهی گسترش دهید، با افزودن ...

• 22.11.2014

  میکسر توضیح داده شده در مقاله برای 3 ورودی خط و 3 ورودی میکروفون طراحی شده است. میکسر از عناصر رادیویی در دسترس عموم ساخته شده است. میکسر می تواند با میکروفون های پویا با مقاومت 200-1000 اهم کار کند، همچنین می توان از میکروفون خازنی استفاده کرد، ورودی های خط دارای حساسیت 200 میلی ولت هستند. میکسر می تواند از آپ امپ های زیر استفاده کند: LM741، LF351، TL071 و NE5534. …

• تقویت کننده های ترانزیستور اثر میدانی (FET) امپدانس ورودی زیادی دارند. به طور معمول، چنین تقویت کننده هایی به عنوان اولین مراحل پیش تقویت کننده ها، تقویت کننده های DC برای اندازه گیری و سایر تجهیزات الکترونیکی استفاده می شوند.
  استفاده از تقویت‌کننده‌های با امپدانس ورودی بزرگ در مراحل اول، تطبیق منابع سیگنال با مقاومت داخلی بزرگ را با مراحل تقویت‌کننده قوی‌تر بعدی با امپدانس ورودی کوچک ممکن می‌سازد. مراحل تقویت در ترانزیستورهای اثر میدان اغلب بر اساس مدار منبع مشترک انجام می شود.

  از آنجایی که ولتاژ بایاس بین گیت و منبع صفر است، حالت استراحت ترانزیستور VT با موقعیت نقطه A بر روی مشخصه دروازه تخلیه در U GD = 0 مشخص می شود (شکل 15،b).
  در این حالت، هنگامی که یک ولتاژ هارمونیک متناوب (یعنی سینوسی) U GS با دامنه U mZI به ورودی تقویت کننده وارد می شود، نیم سیکل های مثبت و منفی این ولتاژ به طور متفاوت تقویت می شوند: با نیم منفی منفی. چرخه ولتاژ ورودی U GS، دامنه مولفه متغیر جریان تخلیه I "mc بیشتر از نیم چرخه مثبت (I "" mc) خواهد بود، زیرا شیب مشخصه دروازه تخلیه در بخش AB در مقایسه با شیب در بخش AC بیشتر است: در نتیجه، شکل مولفه متغیر جریان تخلیه و ولتاژ متناوب تولید شده توسط آن بر روی بار U OUT با ولتاژ ورودی شکل متفاوت خواهد بود، یعنی شکل ولتاژ ورودی وجود خواهد داشت. اعوجاج سیگنال تقویت شده باشد.
  برای کاهش اعوجاج سیگنال در طول تقویت آن، لازم است از عملکرد ترانزیستور اثر میدانی در شیب ثابت مشخصه دروازه تخلیه آن، یعنی در بخش خطی این مشخصه اطمینان حاصل شود.
  برای این منظور، یک مقاومت R و در مدار منبع گنجانده شده است (شکل 16، a).

  

  
  

  جریان تخلیه I C0 که از مقاومت عبور می کند ولتاژی روی آن ایجاد می کند
  U Ri = I C0 Ri، که بین منبع و دروازه، از جمله EAF تشکیل شده بین دروازه و مناطق منبع، در جهت مخالف اعمال می شود. این منجر به کاهش جریان تخلیه می شود و حالت کار در این مورد با نقطه A مشخص می شود (شکل 16، b).

  برای جلوگیری از کاهش بهره، یک خازن با ظرفیت بالا C به موازات مقاومت R متصل می شود که بازخورد منفی جریان متناوب ایجاد شده توسط ولتاژ متناوب در مقاومت R و را حذف می کند. در حالتی که با نقطه A مشخص می شود، شیب مشخصه دروازه تخلیه در هنگام تقویت ولتاژ متناوب با تقویت نیم چرخه های مثبت و منفی ولتاژ ورودی تقریباً یکسان می ماند، در نتیجه اعوجاج ولتاژ ورودی سیگنال های تقویت شده ناچیز خواهند بود
  (بخش A "B" و A "C" تقریباً برابر هستند).
  اگر در حالت استراحت، ولتاژ بین گیت و منبع با U ZIO نشان داده شود و جریان تخلیه که از FET می گذرد I C0 باشد، می توان مقاومت مقاومت R و (بر حسب اهم) را با فرمول محاسبه کرد. :
  Ri \u003d 1000 U ZIO / I C0،
  که در آن جریان تخلیه I C0 بر حسب میلی آمپر جایگزین می شود.
  مدار تقویت کننده نشان داده شده در شکل 15 از یک FET با یک اتصال p-n کنترل و یک کانال نوع p استفاده می کند. اگر یک ترانزیستور مشابه به عنوان FET استفاده شود، اما با یک کانال نوع n، مدار ثابت می ماند و فقط قطبیت اتصال منبع تغذیه تغییر می کند.
  آمپلی فایرهای ساخته شده بر روی ترانزیستورهای اثر میدانی MOS با کانال القایی یا داخلی، حتی مقاومت ورودی بیشتری دارند. در جریان مستقیم، امپدانس ورودی چنین تقویت کننده هایی می تواند از 100 مگا اهم تجاوز کند. از آنجایی که ولتاژ گیت و تخلیه آنها قطبیت یکسانی دارند، برای تامین ولتاژ بایاس لازم در مدار گیت، می توانید از ولتاژ منبع تغذیه G C با اتصال آن به یک تقسیم کننده ولتاژ متصل به ورودی ترانزیستور به روشی که در شکل نشان داده شده است استفاده کنید. 17.
  

  تقویت کننده های رایج تخلیه

  مدار تقویت کننده FET مشترک تخلیه مشابه مدار تقویت کننده مشترک جمع کننده است. شکل 18a نموداری از یک تقویت کننده با تخلیه مشترک روی یک FET با یک اتصال p-n کنترل و یک کانال نوع p را نشان می دهد.

  

  مقاومت Ri به مدار منبع متصل می شود و تخلیه مستقیماً به قطب منفی منبع تغذیه وصل می شود. بنابراین، جریان تخلیه که به ولتاژ ورودی بستگی دارد، تنها در مقاومت Ri یک افت ولتاژ ایجاد می کند. عملکرد آبشار با نمودارهای نشان داده شده در شکل 18b برای حالتی که ولتاژ ورودی شکل سینوسی دارد نشان داده شده است. در حالت اولیه، جریان تخلیه I C0 از ترانزیستور می گذرد که یک ولتاژ U I0 (U OUT0) روی مقاومت R ایجاد می کند. در طول نیم چرخه مثبت ولتاژ ورودی، بایاس معکوس بین گیت و منبع افزایش می یابد که منجر به کاهش جریان تخلیه و قدر مطلق ولتاژ در مقاومت R و می شود. در نیم چرخه منفی ولتاژ ورودی، برعکس، ولتاژ بایاس گیت کاهش می یابد، جریان تخلیه و مقدار مطلق ولتاژ در مقاومت R و افزایش می یابد. در نتیجه، ولتاژ خروجی گرفته شده از مقاومت Ri، یعنی از منبع FET (شکل 18، b)، همان شکل ولتاژ ورودی را دارد.
  در این راستا به تقویت کننده هایی با تخلیه مشترک سورس فالوور می گویند (ولتاژ منبع ولتاژ ورودی را از نظر شکل و مقدار تکرار می کند).

  تقویت کننده های فرکانس پایین در بین طرفداران الکترونیک رادیویی بسیار محبوب هستند. برخلاف طرح قبلی، این تقویت کننده قدرت FETعمدتاً از ترانزیستورها تشکیل شده است و از یک مرحله خروجی روشن استفاده می کند که با ولتاژ تغذیه دوقطبی 30 ولت می تواند توان خروجی تا 70 وات را در بلندگوهایی با مقاومت 4 اهم ارائه دهد.

  نمودار شماتیک تقویت کننده در ترانزیستورهای اثر میدانی

  تقویت کننده بر اساس تقویت کننده عملیاتی TL071 (IO1) یا هر مشابه دیگری مونتاژ می شود که تقویت کننده اصلی سیگنال دیفرانسیل را ایجاد می کند. سیگنال فرکانس پایین تقویت شده از خروجی op-amp، که بیشتر آن از طریق R3 به نقطه میانی می رود. بقیه سیگنال برای تقویت مستقیم در ماسفت های IRF9530 (T4) و IRF530 (T6) کافی است.

  ترانزیستورهای T2، T3 و اجزای اطراف آنها برای تثبیت نقطه عملکرد مقاومت متغیر عمل می کنند، زیرا باید به درستی در تقارن هر نیمه موج بر روی بار تقویت کننده تنظیم شود.

  

  تمام قطعات بر روی یک برد مدار چاپی یک طرفه مونتاژ می شوند. لطفا توجه داشته باشید که سه جامپر باید روی برد نصب شود.

  
  

  تنظیم آمپلی فایر

  بهترین راه برای تنظیم آمپلی فایر، اعمال سیگنال سینوسی به ورودی آن و اتصال یک مقاومت بار با مقدار 4 اهم است. پس از آن، مقاومت R12 به گونه ای تنظیم می شود که سیگنال در خروجی تقویت کننده متقارن باشد، یعنی. شکل و اندازه نیم موج مثبت و منفی در حداکثر حجم یکسان بود.

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

  ویژگی های فرکانس

  تقویت کننده های فرکانس پایین (صدا) تقریباً در تمام لوازم خانگی - مراکز موسیقی، تلویزیون ها، رادیوها، رادیوها و حتی رایانه های شخصی موجود است. اما تقویت کننده های فرکانس بالا نیز روی ترانزیستورها، لامپ ها و میکرو مدارها وجود دارد. تفاوت آنها در این است که ULF به شما امکان می دهد سیگنال فقط فرکانس صوتی را که توسط گوش انسان درک می شود تقویت کنید. تقویت کننده های صوتی ترانزیستوری به شما امکان می دهند سیگنال هایی را با فرکانس هایی در محدوده 20 هرتز تا 20000 هرتز تولید کنید.

  بنابراین، حتی ساده ترین دستگاه نیز قادر به تقویت سیگنال در این محدوده است. و این کار را تا حد امکان یکنواخت انجام می دهد. بهره مستقیماً به فرکانس سیگنال ورودی بستگی دارد. نمودار وابستگی این کمیت ها تقریباً یک خط مستقیم است. از طرف دیگر اگر سیگنالی با فرکانس خارج از محدوده به ورودی تقویت کننده اعمال شود، کیفیت کار و راندمان دستگاه به سرعت کاهش می یابد. آبشارهای ULF معمولاً روی ترانزیستورهایی که در محدوده فرکانس پایین و متوسط ​​کار می کنند مونتاژ می شوند.

  کلاس های عملکرد تقویت کننده های صوتی

  

  همه دستگاه های تقویت کننده بسته به درجه ای از جریان از طریق آبشار در طول دوره بهره برداری به چندین کلاس تقسیم می شوند:

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

  وجود اعوجاج در کلاس های مختلف تقویت کننده های فرکانس پایین

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

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

  

  برای افزایش راندمان (هر چند ناچیز) می توانید از مدارهای فشار کش استفاده کنید. یکی از معایب این است که نیم موج سیگنال خروجی نامتقارن می شود. اگر از کلاس "A" به "AB" منتقل شوید، اعوجاج غیر خطی 3-4 برابر افزایش می یابد. اما بازده کل مدار دستگاه همچنان افزایش می یابد. کلاس های ULF "AB" و "B" افزایش اعوجاج را با کاهش سطح سیگنال در ورودی مشخص می کند. اما حتی اگر صدا را زیاد کنید، کمکی به خلاص شدن کامل از کاستی ها نمی کند.

  در کلاس های متوسط ​​کار کنید

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

  اما هنوز تعداد زیادی هارمونیک بالاتر در سیگنال خروجی وجود دارد که باعث می شود صدا مشخصه فلزی باشد. مدارهای تقویت کننده ای نیز وجود دارند که در کلاس "AA" کار می کنند. در آنها، اعوجاج غیر خطی حتی کمتر است - تا 0.0005٪. اما اشکال اصلی تقویت کننده های ترانزیستوری هنوز وجود دارد - صدای فلزی مشخص.

  طرح های "جایگزین".

  

  نمی توان گفت که آنها جایگزین هستند، فقط برخی از متخصصان درگیر در طراحی و مونتاژ تقویت کننده ها برای تولید صدای با کیفیت بالا به طور فزاینده ای طرح های لوله را ترجیح می دهند. تقویت کننده های لوله دارای مزایای زیر هستند:

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

  اما یک منفی بزرگ وجود دارد که بر همه مزایا برتری دارد - حتماً باید یک دستگاه را برای هماهنگی نصب کنید. واقعیت این است که آبشار لوله دارای مقاومت بسیار بالایی است - چندین هزار اهم. اما مقاومت سیم پیچی بلندگو 8 یا 4 اهم است. برای مطابقت با آنها، باید یک ترانسفورماتور نصب کنید.

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

  

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

  طرح یک ULF تک سر روی یک ترانزیستور

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

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

  

  در این مورد، ولتاژ امیتر 9 ولت و افت در بخش مدار "E-B" 0.7 ولت است (که برای ترانزیستورهای مبتنی بر کریستال های سیلیکون معمول است). اگر تقویت کننده ای را بر اساس ترانزیستورهای ژرمانیوم در نظر بگیریم، در این حالت افت ولتاژ در بخش "EB" 0.3 ولت خواهد بود. جریان در مدار کلکتور برابر با جریانی است که در امیتر جریان می یابد. می توانید با تقسیم ولتاژ امیتر بر مقاومت R2 - 9V / 1 kOhm = 9 mA محاسبه کنید. برای محاسبه مقدار جریان پایه، لازم است 9 میلی آمپر را بر بهره h21 - 9mA / 150 \u003d 60 μA تقسیم کنید. در طرح های ULF معمولا از ترانزیستورهای دوقطبی استفاده می شود. اصل کارش با حوزه فرق داره.

  در مقاومت R1، اکنون می توانید مقدار افت را محاسبه کنید - این تفاوت بین ولتاژ پایه و منبع تغذیه است. در این مورد، ولتاژ پایه را می توان با فرمول یافت - مجموع ویژگی های امیتر و انتقال "E-B". وقتی از منبع 20 ولت تغذیه می شود: 20 - 9.7 \u003d 10.3. از اینجا می توانید مقدار مقاومت R1 = 10.3V / 60 μA = 172 kOhm را محاسبه کنید. مدار حاوی ظرفیت C2 است که برای اجرای مداری لازم است که جزء متناوب جریان امیتر می تواند از آن عبور کند.

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

  

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

  تقویت کننده های ترانزیستوری MIS

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

  جریان متناوب از منبع سیگنال توسط خازن C1 از ولتاژ تغذیه DC جدا می شود. مطمئن شوید که تقویت کننده ترانزیستور اثر میدانی باید پتانسیل گیتی داشته باشد که کمتر از منبع باشد. در نمودار ارائه شده، گیت از طریق یک مقاومت R1 به یک سیم مشترک متصل می شود. مقاومت آن بسیار بزرگ است - معمولاً از مقاومت های 100-1000 کیلو اهم در طراحی ها استفاده می شود. چنین مقاومت بزرگی انتخاب می شود تا سیگنال در ورودی شنت نشود.

  

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

  ULF با ترانسفورماتور خروجی

  

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

  

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

  تقویت کننده صوتی فشاری

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

  

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

  ULF بدون ترانسفورماتور

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

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

  

  بنابراین، تنها نیمه موج های مثبت می توانند از بار عبور کنند. اما منفی ها ترانزیستور دوم را باز می کنند و اولی را کاملا مسدود می کنند. در این حالت فقط نیم موج های منفی در بار هستند. در نتیجه سیگنال تقویت شده در قدرت در خروجی دستگاه قرار می گیرد. چنین مدار تقویت کننده ترانزیستوری کاملاً مؤثر است و قادر به ارائه عملکرد پایدار و بازتولید صدای با کیفیت بالا است.

  مدار ULF روی یک ترانزیستور

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

  

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

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

  مشخصات فنی
  حداکثر توان RMS:
  در RH = 4 اهم، W 60
  در RH = 8 اهم، W 32
  محدوده فرکانس کاری هرتز 15...100000
  THD:
  در f = 1 کیلوهرتز، خروجی = 60 وات، RH = 4 اهم، % 0.15
  در f = 1 کیلوهرتز، خروجی = 32 وات، RH = 8 اهم، % 0.08
  افزایش، دسی بل 25...40
  امپدانس ورودی، کیلو اهم 47

  تنظیمات
  

  بعید است که هر آزمایشگر باتجربه ای در هنگام ساختن یک تقویت کننده طبق این طرح، در دستیابی به نتایج رضایت بخش مشکل داشته باشد. عمده ترین مشکلاتی که باید در نظر گرفته شود، نصب نامناسب المنت ها و آسیب به ترانزیستورهای MOS به دلیل جابجایی نامناسب یا زمانی که مدار برق دارد، می باشد. چک لیست زیر برای عیب یابی به عنوان راهنمایی برای آزمایشگر پیشنهاد می شود:
  1. هنگام مونتاژ PCB ابتدا عناصر غیر فعال را نصب کنید و مطمئن شوید که قطبیت خازن های الکترولیتی به درستی روشن شده است. سپس ترانزیستورهای VT1 ... VT4 را نصب کنید. در نهایت، ماسفت ها را برای جلوگیری از شارژ ساکن با اتصال همزمان سیم ها به زمین و با استفاده از یک آهن لحیم کاری متصل به زمین نصب کنید. برد مونتاژ شده را برای نصب صحیح عناصر بررسی کنید. برای انجام این کار، استفاده از آرایش عناصر نشان داده شده در شکل 1 مفید خواهد بود. 2 بردهای مدار چاپی را از نظر ردیابی اتصالات لحیم کاری بررسی کنید و در صورت وجود، آنها را بردارید. اتصالات لحیم کاری را به صورت بصری و الکتریکی با یک مولتی متر بررسی کنید و در صورت لزوم دوباره انجام دهید.
  2. اکنون منبع تغذیه را می توان به تقویت کننده اعمال کرد و جریان خاموش مرحله خروجی (50...100 میلی آمپر) را می توان تنظیم کرد. پتانسیومتر R12 ابتدا روی حداقل جریان ساکن تنظیم می شود (در خلاف جهت عقربه های ساعت تا خرابی توپولوژی برد در شکل 2). شاخه برق مثبت آمپرمتر با حد اندازه گیری 1 A را روشن می کند. با چرخاندن نوار لغزنده مقاومت R12، قرائت آمپرمتر 50 ... 100 میلی آمپر به دست می آید. تنظیم جریان ساکن را می توان بدون اتصال بار انجام داد. با این حال، اگر یک بلندگوی بار در مدار گنجانده شود، باید توسط فیوز اضافه بار DC محافظت شود. با تنظیم جریان ساکن، یک مقدار قابل قبول برای ولتاژ آفست خروجی باید کمتر از 100 میلی ولت باشد.

  تغییرات بیش از حد یا نامنظم در جریان ساکن هنگام تنظیم R12 نشان دهنده وقوع تولید در مدار یا اتصال نادرست عناصر است. توصیه هایی که قبلا توضیح داده شد باید رعایت شود (اتصال سری مقاومت ها در مدار دروازه، به حداقل رساندن طول هادی های اتصال، زمین مشترک). علاوه بر این، خازن های جداکننده منبع تغذیه باید در مجاورت مرحله خروجی تقویت کننده و نقطه زمین بار نصب شوند. برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد ترانزیستورهای قدرت، تنظیم جریان ساکن باید با ترانزیستورهای MOS نصب شده روی هیت سینک انجام شود.
  3. پس از برقراری جریان ساکن، آمپرمتر باید حذف شود
  از مدار تغذیه مثبت و به ورودی تقویت کننده می توان
  سیگنال کار سطح سیگنال ورودی برای بدست آوردن توان نامی کامل باید به صورت زیر باشد:
  UBX = 150 میلی ولت (RH = 4 اهم، Ki = 100)؛
  UBX= 160 میلی ولت (RH=8 اهم، Ki=100)؛
  UBX = 770 میلی ولت (RH = 4 اهم، Ki = 20)؛
  UBX = 800 میلی ولت (RH = 8 اهم، Ki = 20).
  "برش" در قله های سیگنال خروجی هنگام کار با توان نامی نشان دهنده تثبیت ضعیف ولتاژ تغذیه است و می تواند با کاهش دامنه سیگنال ورودی و کاهش رتبه تقویت کننده اصلاح شود.
  پاسخ فرکانسی تقویت کننده را می توان در محدوده فرکانسی 15 هرتز ... 100 کیلوهرتز با استفاده از کیت تست صوتی یا یک نوسان ساز و یک اسیلوسکوپ آزمایش کرد. اعوجاج سیگنال خروجی در فرکانس های بالا نشان دهنده ماهیت واکنشی بار است و برای بازیابی شکل سیگنال، لازم است مقدار اندوکتانس چوک خروجی L1 انتخاب شود. پاسخ فرکانس در فرکانس های بالا را می توان با استفاده از یک خازن جبرانی متصل به موازات R6 برابر کرد. قسمت فرکانس پایین پاسخ فرکانسی توسط عناصر R7، C2 تصحیح می شود.
  4. وجود پس زمینه (وزوز) به احتمال زیاد در مدار رخ می دهد
  زمانی که سود خیلی بالا تنظیم شود. وانت ورودی با بالا
  امپدانس با استفاده از محافظ به حداقل می رسد
  کابل مستقیماً به منبع سیگنال متصل می شود. امواج منبع تغذیه فرکانس پایین به مرحله ورودی وارد می شود
  تقویت کننده، می تواند توسط خازن C3 حذف شود. اضافی
  پس زمینه توسط یک آبشار دیفرانسیل ضعیف می شود
  در ترانزیستورهای VT1، پیش تقویت کننده VT2. با این حال، اگر منبع پس‌زمینه ولتاژ منبع تغذیه باشد، می‌توانید مقدار SZ، R5 را برای سرکوب دامنه موج‌ها انتخاب کنید.
  5. اگر ترانزیستورهای مرحله خروجی به دلیل اتصال کوتاه در بار یا به دلیل تولید فرکانس بالا از کار بیفتند، هر دو ماسفت باید تعویض شوند و بعید است که سایر المان ها از کار بیفتند. هنگام نصب طرح دستگاه های جدید، مراحل راه اندازی باید تکرار شود.

  نمودار منبع تغذیه

  

  بهترین طرح های «رادیو آماتور» شماره 2

  مدار تقویت کننده با تغییرات: