En basit ses yükseltici. Transistörlü amplifikatör: türleri, devreleri, basit ve karmaşık

Bu yazımızda amplifikatörlerden bahsedeceğiz. Bunlar aynı zamanda ULF'dir (düşük frekanslı amplifikatörler), ayrıca UMZCH'dir (ses frekansı güç amplifikatörleri). Bu cihazlar hem transistörlerde hem de mikro devrelerde yapılabilir. Her ne kadar bazı radyo amatörleri, vintage modaya saygı duruşunda bulunarak, onları eski moda bir yöntem haline getiriyorlar - lambalar kullanarak. Buraya bakmanızı öneririz. Yeni başlayanların özellikle dikkatini 12 volt güç kaynağına sahip araba amplifikatör mikro devrelerine çekmek istiyorum. Bunları kullanarak oldukça yüksek kaliteli bir ses çıkışı elde edebilirsiniz ve montaj için bir okul fizik dersi bilgisi pratik olarak yeterlidir. Bazen gövde kitinden veya başka bir deyişle şemadaki mikro devrenin çalışmayacağı parçalardan, şemada tam anlamıyla 5 parça bulunur. Bunlardan biri, çip üzerindeki amplifikatör TDA1557Qşekilde gösterilmiştir:

Böyle bir amplifikatör bir zamanlar benim tarafımdan toplandı, birkaç yıldır Sovyet 8 Ohm 8 W akustiğiyle birlikte bir bilgisayarla kullanıyorum. Ses kalitesi Çin plastik hoparlörlerinden çok daha yüksektir. Doğru, önemli bir fark hissetmek için yaratıcı bir ses kartı satın almak zorunda kaldım, yerleşik sesteki fark önemsizdi.

Amplifikatör asılarak monte edilebilir

Amplifikatör, doğrudan parçaların terminallerine asılarak da monte edilebilir, ancak bu yöntemi kullanarak montajı tavsiye etmem. Biraz daha zaman harcamak, kablolu bir baskılı devre kartı bulmak (veya kendiniz kablolamak), tasarımı PCB'ye aktarmak, kazımak ve sonunda uzun yıllar çalışacak bir amplifikatöre sahip olmak daha iyidir. Tüm bu teknolojiler internette defalarca anlatıldı, bu yüzden onlar üzerinde daha detaylı durmayacağım.

Radyatöre bağlı amplifikatör

Amplifikatör çiplerinin çalışma sırasında çok ısındığını ve radyatöre termal macun sürülerek sabitlenmesi gerektiğini hemen söyleyeceğim. Sadece bir amplifikatör monte etmek isteyenler ve PCB düzeni, LUT teknolojileri ve gravür programlarını incelemek için zamanı veya isteği olmayanlar için, lehim delikleri olan özel devre tahtalarının kullanılmasını önerebilirim. Bunlardan biri aşağıdaki fotoğrafta gösterilmektedir:

Fotoğrafta da görülebileceği gibi bağlantılar, baskılı devre kartındaki raylar aracılığıyla değil, kart üzerindeki kontaklara lehimlenen esnek tellerle yapılıyor. Bu tür amplifikatörleri monte ederken tek sorun, amplifikatörün 5 ampere kadar akım tüketimi ile 12-16 volt voltaj üreten güç kaynağıdır. Tabii ki, böyle bir transformatör (5 amper) oldukça büyük boyutlara sahip olacaktır, bu nedenle bazı insanlar anahtarlamalı güç kaynaklarını kullanır.

Amplifikatör için transformatör - fotoğraf

Evdeki birçok insanın artık eskimiş ve sistem birimlerinin bir parçası olarak kullanılmayan bilgisayar güç kaynaklarına sahip olduğunu düşünüyorum, ancak bu tür güç kaynakları devreler aracılığıyla +12 volt, 4 amperden çok daha büyük akımlar sağlama kapasitesine sahiptir. Elbette, ses uzmanları arasında bu tür bir güç kaynağının standart bir transformatörden daha kötü olduğu düşünülüyor, ancak amplifikatörüme güç sağlamak için bir anahtarlamalı güç kaynağı bağladım, sonra onu bir transformatörle değiştirdim - sesteki farkın algılanamaz olduğu söylenebilir.

Transformatörden ayrıldıktan sonra elbette, amplifikatörün tükettiği büyük akımlarla çalışacak şekilde tasarlanması gereken akımı düzeltmek için bir diyot köprüsü kurmanız gerekir.

Diyot köprüsünden sonra, elektrolitik kapasitör üzerinde devremize göre gözle görülür derecede daha yüksek bir voltaj için tasarlanması gereken bir filtre vardır. Örneğin devrede 16 voltluk bir güç kaynağımız varsa kondansatörün 25 volt olması gerekir. Üstelik bu kapasitör mümkün olduğunca büyük olmalı, paralel bağlı 2200 μF'lik 2 kapasitörüm var ve bu sınır değil. Güç kaynağına (bypass) paralel olarak 100 nf kapasiteli bir seramik kapasitör bağlamanız gerekir. Amplifikatörün girişine 0,22 ila 1 µF kapasiteli film ayırma kapasitörleri monte edilmiştir.

Film kapasitörleri

İndüklenen parazit seviyesini azaltmak için sinyalin amplifikatöre bağlanması korumalı bir kablo ile yapılmalıdır; bu amaçlar için bir kablo kullanmak uygundur Kriko 3.5- 2 Lale, amplifikatörde ilgili soketlerle birlikte.

Kablo jakı 3,5 - 2 lale

Sinyal seviyesi (amplifikatördeki ses seviyesi), amplifikatör stereo ise, o zaman ikili ise bir potansiyometre kullanılarak ayarlanır. Değişken direncin bağlantı şeması aşağıdaki şekilde gösterilmektedir:

Elbette amplifikatörler transistörler kullanılarak da yapılabilirken, bunlarda da mikro devrelerdeki amplifikatörlerde olduğu gibi güç kaynağı, bağlantı ve ses kontrolü kullanılır. Örneğin, tek bir transistör kullanan bir amplifikatör devresini düşünün:

Burada ayrıca bir ayırma kapasitörü var ve sinyalin eksisi güç kaynağının eksisine bağlı. Aşağıda iki transistörlü bir itme-çekme güç amplifikatörünün şeması bulunmaktadır:

Aşağıdaki devre de iki transistör kullanıyor ancak iki aşamadan oluşuyor. Gerçekten de yakından bakıldığında neredeyse birbirinin aynı 2 parçadan oluştuğu görülüyor. İlk kadememiz şunları içerir: C1, R1, R2, V1. İkinci aşamada C2, R3, V2 ve yük kulaklıkları B1.

İki aşamalı transistörlü amplifikatör - devre şeması

Bir stereo amplifikatör yapmak istiyorsak iki özdeş kanalı birleştirmemiz gerekecek. Aynı şekilde herhangi bir mono amplifikatörün iki devresini birleştirerek onu stereoya çevirebiliriz. Aşağıda üç aşamalı bir transistörlü güç amplifikatörünün şeması bulunmaktadır:

Üç aşamalı transistörlü amplifikatör - devre şeması

Amplifikatör devreleri besleme voltajı açısından da farklılık gösterir; bazıları çalışmak için 3-5 volt gerektirir, bazıları ise 20 veya daha fazlasını gerektirir. Bazı amplifikatörlerin çalışması için iki kutuplu güce ihtiyaç vardır. Aşağıda bir çip üzerinde 2 amplifikatör devresi bulunmaktadır TDA2822, ilk stereo bağlantı:

Diyagramda hoparlör bağlantıları dirençler RL şeklinde gösterilmiştir. Amplifikatör normal olarak 4 voltta çalışır. Aşağıdaki şekilde bir hoparlör kullanan ancak stereo versiyondan daha fazla güç üreten köprülü bir devre gösterilmektedir:

Aşağıdaki şekil amplifikatör devrelerini göstermektedir, her iki devre de veri sayfasından alınmıştır. Güç kaynağı 18 volt, güç 14 watt:

Amplifikatöre bağlı akustik farklı empedanslara sahip olabilir, çoğunlukla 4-8 ohm'dur, bazen 16 ohm dirençli hoparlörler vardır. Hoparlörün direncini, arka tarafı size bakacak şekilde ters çevirerek öğrenebilirsiniz; hoparlörün nominal gücü ve direnci genellikle burada yazılır. Bizim durumumuzda 8 ohm, 15 watt'tır.

Hoparlör sütunun içindeyse ve üzerinde ne yazdığını görmenin bir yolu yoksa, o zaman hoparlör, 200 Ohm'luk bir ölçüm limiti seçilerek ohmmetre modunda bir test cihazı ile çaldırılabilir.

Hoparlörlerin polaritesi vardır. Hoparlörleri bağlayan kablolar, hoparlörün artı kutbuna bağlanan tel için genellikle kırmızı renkle işaretlenir.

Kablolar işaretlenmemişse, pili artı artı, eksi ile hoparlörün eksi (koşullu olarak) bağlayarak doğru bağlantıyı kontrol edebilirsiniz, eğer hoparlör konisi dışarı doğru hareket ederse, polariteyi tahmin ettik. Tüplü olanlar da dahil olmak üzere daha farklı ULF devreleri burada bulunabilir. İnternet'teki en geniş program seçimini içerdiğini düşünüyoruz.

giriiş

1. OOS olmadan “0-NFB” (sıfır negatif geri besleme) seçeneği
2. saf A sınıfı
3. tek çevrim

Nelson Pass, Zen amfisiyle bu alanda harika bir iş çıkardı ama ben daha da ileri gitmeye karar verdim! Bir Sıfır Bileşen Amplifikatörü (ZCA) oluşturacağım.

Bozulma olmadan temiz amplifikasyon üreten düz bir gümüş tel parçası olan amplifikatör devresinin Kutsal Kasesini bulmaya çalıştığımı mı düşünüyorsunuz?

A Sınıfı 2SK1058 MOSFET Amplifikatör

Ses için uygun tek kanallı tek kutuplu MOSFET, birkaç direnç ve kapasitör ve elbette güçlü, iyi filtrelenmiş bir güç kaynağı. Böyle bir amplifikatörün devresi Şekil 2'de gösterilmektedir. 1.

Pirinç. Şekil 1: MOSFET kullanan tek uçlu A sınıfı amplifikatörün şeması

Hitachi'nin 2SK1058 sahra silahı kullanıldı. Bu bir N-kanallı MOSFET'tir. 2SK1058'in iç devresi ve pin çıkışı Şekil 1'de gösterilmektedir. 2.

Pirinç. 2: Hitachi 2SK1058 N-Kanal MOSFET

Giriş devrelerinde Sprague Semiconductor Group kapasitörlerini ve çıkış devrelerinde büyük elektrolitleri 10 mF polyester kapasitör "sandviç" ile kullandım. Aksi belirtilmediği sürece tüm dirençler 0,5 Watt'tır. Dört adet 10 watt'lık tel sargılı direnç yük görevi görür. Dikkatli olun, bu dirençler yaklaşık 30 watt enerji tüketir ve amplifikatör boştayken bile aşırı derecede ısınır. Evet, bu A sınıfıdır ve ödenecek bedel düşük verimliliktir. Yaklaşık üretmek için 60 watt tüketir. 5W! Etkili ısı dağıtımına sahip (0,784 °C/Watt) güçlü ve yüksek kaliteli bir radyatör kullanmam gerekiyordu.

Fotoğraf 1: Amplifikatör baskılı devre kartı aksamı

Amplifikatör güç kaynağı

Pirinç. 3: Güç kaynağı şeması

Fotoğraf 2: Amplifikatör montajı

Fotoğraf 3: Amplifikatör montajı, arkadan görünüm

Amplifikatör kurulumu

Ses

Amplifikatörü çalıştırmak için son derece hassas, verimli akustik gereklidir, çünkü yaklaşık olarak ses üretir. 5 Watt RMS (ve osiloskop ekranında açıkça gözlemlediğim zirvelerde 15 Watt'a kadar). Bas üretiminin böyle bir çözümden beklenilenden çok daha iyi olduğu ortaya çıktı. Amplifikatör, 12 inçlik üç yollu hoparlörlerimi kolayca çalıştırıyor.

Tda2822m çipinde oynatıcı veya telefon için taşınabilir hoparlör Amplifikatör test fotoğrafı:

Aşağıdaki şekilde gerekli parçaların listesi gösterilmektedir:

Devrede orta ve yüksek güçlü bipolar transistörlerin hemen hepsi kullanılabilir n - p - n yapılar, örneğin KT 817. Girişe 0,22 - 1 μF kapasiteli bir film kapasitörünün takılması tavsiye edilir. Aşağıdaki fotoğrafta film kapasitörlerine bir örnek:

İşte programdan baskılı devre kartının çizimi Sprint Düzeni:


Sinyal bir mp3 çalar veya telefonun çıkışından alınır, toprak ve kanallardan biri kullanılır. Aşağıdaki şekilde bir sinyal kaynağına bağlanmak için Jack 3.5 fişinin kablo bağlantı şemasını görebilirsiniz:


İstenirse, bu amplifikatör, diğerleri gibi, 1 kanal kullanarak standart devreye göre 50 KOhm'luk bir potansiyometre bağlayarak bir ses kontrolü ile donatılabilir:


Güç kaynağına paralel olarak, diyot köprüsünden sonra güç kaynağında yüksek kapasiteli elektrolitik kondansatör yoksa, çalışma voltajı devrenin besleme voltajından daha yüksek olan 1000 - 2200 μF'lik bir elektrolit takmanız gerekir.
Böyle bir kapasitörün bir örneği:

Sprint – düzen programı için bir transistördeki amplifikatörün baskılı devre kartını sitenin Dosyalarım bölümünden indirebilirsiniz.

Bu amplifikatörün ses kalitesini kanalımızdaki çalışma videosunu izleyerek değerlendirebilirsiniz.

Basit bir transistörlü amplifikatör, cihazların özelliklerini incelemek için iyi bir araç olabilir. Devreler ve tasarımlar oldukça basittir, cihazı kendiniz yapıp çalışmasını kontrol edebilir, tüm parametrelerin ölçümlerini alabilirsiniz. Modern alan etkili transistörler sayesinde, tam anlamıyla üç elementten minyatür bir mikrofon amplifikatörü yapmak mümkündür. Ve ses kayıt parametrelerini iyileştirmek için kişisel bir bilgisayara bağlayın. Konuşma sırasında muhataplarınız da konuşmanızı çok daha iyi ve net duyacak.

Frekans özellikleri

Düşük (ses) frekanslı amplifikatörler hemen hemen tüm ev aletlerinde bulunur - stereo sistemler, televizyonlar, radyolar, kayıt cihazları ve hatta kişisel bilgisayarlar. Ancak transistörlere, lambalara ve mikro devrelere dayalı RF amplifikatörleri de vardır. Aralarındaki fark, ULF'nin sinyali yalnızca insan kulağı tarafından algılanan ses frekansında yükseltmenize izin vermesidir. Transistörlü ses yükselticileri, 20 Hz ila 20.000 Hz aralığında frekanslara sahip sinyalleri yeniden üretmenizi sağlar.

Sonuç olarak, en basit cihaz bile sinyali bu aralıkta yükseltebilir. Ve bunu mümkün olduğu kadar eşit bir şekilde yapıyor. Kazanç doğrudan giriş sinyalinin frekansına bağlıdır. Bu miktarların grafiği neredeyse düz bir çizgidir. Amplifikatör girişine aralığın dışında frekansa sahip bir sinyal uygulanırsa, cihazın çalışma kalitesi ve verimliliği hızla düşecektir. ULF kaskadları, kural olarak düşük ve orta frekans aralıklarında çalışan transistörler kullanılarak monte edilir.

Ses amplifikatörlerinin çalışma sınıfları

Tüm yükseltici cihazlar, çalışma süresi boyunca kademeden geçen akımın derecesine bağlı olarak birkaç sınıfa ayrılır:

1. Sınıf “A” - amplifikatör aşamasının tüm çalışma süresi boyunca akım kesintisiz olarak akar.
2. "B" çalışma sınıfında akım yarım dönem boyunca akar.
3. “AB” sınıfı, akımın amplifikatör aşamasından periyodun %50-100'üne eşit bir süre boyunca aktığını gösterir.
4. “C” modunda, elektrik akımı çalışma süresinin yarısından daha az bir süre boyunca akar.
5. ULF modu “D” amatör radyo uygulamalarında oldukça yakın zamanda - 50 yıldan biraz fazla bir süredir kullanılmaktadır. Çoğu durumda, bu cihazlar dijital unsurlar temelinde uygulanır ve% 90'ın üzerinde çok yüksek bir verime sahiptir.

Çeşitli düşük frekanslı amplifikatör sınıflarında bozulmanın varlığı

"A" sınıfı bir transistörlü amplifikatörün çalışma alanı, oldukça küçük doğrusal olmayan bozulmalarla karakterize edilir. Gelen sinyal daha yüksek voltaj darbeleri yayıyorsa, bu durum transistörlerin doymasına neden olur. Çıkış sinyalinde, her harmoniğin yanında daha yüksek olanlar (10 veya 11'e kadar) görünmeye başlar. Bu nedenle, yalnızca transistörlü amplifikatörlerin karakteristik özelliği olan metalik bir ses ortaya çıkar.

Güç kaynağı kararsızsa, çıkış sinyali ağ frekansına yakın bir genlikte modellenecektir. Frekans tepkisinin sol tarafında ses daha sert hale gelecektir. Ancak amplifikatörün güç kaynağının stabilizasyonu ne kadar iyi olursa, tüm cihazın tasarımı da o kadar karmaşık hale gelir. “A” sınıfında çalışan ULF'ler nispeten düşük bir verime sahiptir -% 20'den az. Bunun nedeni transistörün sürekli açık olması ve üzerinden sürekli akım geçmesidir.

Verimliliği (biraz da olsa) artırmak için itme-çekme devrelerini kullanabilirsiniz. Bir dezavantajı, çıkış sinyalinin yarım dalgalarının asimetrik hale gelmesidir. “A” sınıfından “AB” sınıfına geçerseniz doğrusal olmayan distorsiyonlar 3-4 kat artacaktır. Ancak tüm cihaz devresinin verimliliği yine de artacaktır. ULF sınıfları “AB” ve “B”, girişteki sinyal seviyesi azaldıkça distorsiyondaki artışı karakterize eder. Ancak sesi açsanız bile bu, eksikliklerden tamamen kurtulmanıza yardımcı olmayacaktır.

Orta sınıflarda çalışın

Her sınıfın birkaç çeşidi vardır. Örneğin, “A+” amplifikatör sınıfı vardır. İçinde giriş transistörleri (düşük voltaj) “A” modunda çalışır. Ancak çıkış aşamalarına kurulan yüksek voltajlı olanlar ya “B” ya da “AB” olarak çalışır. Bu tür amplifikatörler “A” sınıfında çalışan amplifikatörlerden çok daha ekonomiktir. Doğrusal olmayan distorsiyonların sayısı gözle görülür derecede daha düşüktür; %0,003'ten yüksek değildir. Bipolar transistörler kullanılarak daha iyi sonuçlar elde edilebilir. Bu elemanlara dayalı amplifikatörlerin çalışma prensibi aşağıda tartışılacaktır.

Ancak çıkış sinyalinde hala çok sayıda yüksek harmonik vardır ve bu da sesin karakteristik olarak metalik olmasına neden olur. Ayrıca “AA” sınıfında çalışan yükselteç devreleri de bulunmaktadır. İçlerinde doğrusal olmayan bozulmalar daha da azdır -% 0,0005'e kadar. Ancak transistörlü amplifikatörlerin ana dezavantajı hala mevcuttur - karakteristik metalik ses.

"Alternatif" tasarımlar

Bu onların alternatif olduğu anlamına gelmiyor ancak yüksek kaliteli ses üretimi için amplifikatörlerin tasarımı ve montajıyla ilgilenen bazı uzmanlar giderek tüp tasarımlarını tercih ediyor. Tüp amplifikatörleri aşağıdaki avantajlara sahiptir:

1. Çıkış sinyalinde çok düşük düzeyde doğrusal olmayan bozulma.
2. Transistör tasarımlarına göre daha az yüksek harmonik vardır.

Ancak tüm avantajlardan daha ağır basan çok büyük bir dezavantaj var - koordinasyon için kesinlikle bir cihaz kurmanız gerekiyor. Gerçek şu ki, tüp aşamasının çok yüksek bir direnci var - birkaç bin Ohm. Ancak hoparlör sargı direnci 8 veya 4 Ohm'dur. Bunları koordine etmek için bir transformatör kurmanız gerekir.

Elbette bu çok büyük bir dezavantaj değil - çıkış aşamasını ve hoparlör sistemini eşleştirmek için transformatörleri kullanan transistörlü cihazlar da var. Bazı uzmanlar, en etkili devrenin, negatif geri beslemeden etkilenmeyen tek uçlu amplifikatörlerin kullanıldığı hibrit devre olduğunu savunuyor. Üstelik tüm bu kaskadlar ULF sınıfı “A” modunda çalışır. Başka bir deyişle, tekrarlayıcı olarak transistör üzerindeki güç amplifikatörü kullanılır.

Üstelik bu tür cihazların verimliliği oldukça yüksektir - yaklaşık% 50. Ancak yalnızca verimlilik ve güç göstergelerine odaklanmamalısınız - bunlar amplifikatörün ses üretiminin yüksek kalitesini göstermez. Karakteristiklerin doğrusallığı ve kalitesi çok daha önemlidir. Bu nedenle güce değil, öncelikle onlara dikkat etmeniz gerekiyor.

Bir transistörde tek uçlu ULF devresi

Ortak bir yayıcı devresine göre inşa edilen en basit amplifikatör “A” sınıfında çalışır. Devre, n-p-n yapısına sahip bir yarı iletken eleman kullanır. Kollektör devresine akım akışını sınırlayan bir direnç R3 takılmıştır. Kollektör devresi pozitif güç kablosuna, yayıcı devre ise negatif kabloya bağlanır. P-n-p yapısına sahip yarı iletken transistörler kullanırsanız devre tamamen aynı olacaktır, sadece polariteyi değiştirmeniz yeterlidir.

Bir dekuplaj kapasitörü C1 kullanarak, alternatif giriş sinyalini doğru akım kaynağından ayırmak mümkündür. Bu durumda kapasitör, baz-yayıcı yolu boyunca alternatif akımın akışına engel teşkil etmez. Verici-taban bağlantısının iç direnci, R1 ve R2 dirençleriyle birlikte en basit besleme voltajı bölücüsünü temsil eder. Tipik olarak, R2 direnci 1-1,5 kOhm'luk bir dirence sahiptir - bu tür devreler için en tipik değerler. Bu durumda besleme voltajı tam olarak ikiye bölünür. Devreye 20 Volt voltajla güç verirseniz, h21 akım kazancının değerinin 150 olacağını görebilirsiniz. Transistörlerdeki HF amplifikatörlerinin benzer devrelere göre yapıldığına dikkat edilmelidir, sadece çalışırlar biraz farklı.

Bu durumda yayıcı voltajı 9 V'tur ve devrenin "E-B" bölümündeki düşüş 0,7 V'tur (bu, silikon kristallerdeki transistörler için tipiktir). Germanyum transistörlerine dayalı bir amplifikatör düşünürsek, bu durumda "E-B" bölümündeki voltaj düşüşü 0,3 V olacaktır. Kollektör devresindeki akım, yayıcıda akan akıma eşit olacaktır. Verici voltajını R2 - 9V/1 kOhm = 9 mA direncine bölerek hesaplayabilirsiniz. Temel akımın değerini hesaplamak için 9 mA'yı h21 - 9 mA/150 = 60 μA kazancına bölmeniz gerekir. ULF tasarımları genellikle bipolar transistörler kullanır. Çalışma prensibi sahadakilerden farklıdır.

Direnç R1'de artık düşme değerini hesaplayabilirsiniz - bu, taban ve besleme voltajları arasındaki farktır. Bu durumda, baz voltajı, yayıcının özelliklerinin ve “E-B” geçişinin toplamı olan formül kullanılarak bulunabilir. 20 Voltluk bir kaynaktan beslendiğinde: 20 - 9,7 = 10,3. Buradan R1 = 10,3 V/60 μA = 172 kOhm direnç değerini hesaplayabilirsiniz. Devre, yayıcı akımın alternatif bileşeninin geçebileceği bir devreyi uygulamak için gerekli olan C2 kapasitansını içerir.

C2 kondansatörünü takmazsanız değişken bileşen çok sınırlı olacaktır. Bu nedenle, böyle bir transistör bazlı ses yükselticisinin akım kazancı h21 çok düşük olacaktır. Yukarıdaki hesaplamalarda beyz ve kolektör akımlarının eşit kabul edildiğine dikkat etmek gerekir. Ayrıca baz akımı, emitörden devreye akan akım olarak alındı. Yalnızca transistörün taban çıkışına bir ön gerilim uygulandığında meydana gelir.

Ancak, kolektör kaçak akımının, önyargının varlığına bakılmaksızın kesinlikle her zaman temel devre üzerinden aktığı dikkate alınmalıdır. Ortak emitör devrelerinde kaçak akım en az 150 kat artırılır. Ancak genellikle bu değer yalnızca germanyum transistörlerine dayalı amplifikatörler hesaplanırken dikkate alınır. “K-B” devresinin akımının çok küçük olduğu silikon kullanılması durumunda bu değer basitçe ihmal edilir.

MOS transistörlerine dayalı amplifikatörler

Diyagramda gösterilen alan etkili transistör amplifikatörünün birçok analogu vardır. Bipolar transistörlerin kullanılması dahil. Bu nedenle benzer bir örnek olarak ortak yayıcıya sahip bir devreye göre monte edilmiş bir ses yükselticisinin tasarımını düşünebiliriz. Fotoğraf, ortak bir kaynak devresine göre yapılmış bir devreyi göstermektedir. Cihazın “A” sınıfı amplifikatör modunda çalışması için giriş ve çıkış devrelerine R-C bağlantıları monte edilmiştir.

Sinyal kaynağından gelen alternatif akım, C1 kondansatörü ile doğrudan besleme voltajından ayrılır. Alan etkili transistör amplifikatörünün mutlaka aynı kaynak karakteristiğinden daha düşük bir kapı potansiyeline sahip olması gerekir. Gösterilen şemada kapı, R1 direnci aracılığıyla ortak kabloya bağlanmıştır. Direnci çok yüksektir - tasarımlarda genellikle 100-1000 kOhm'luk dirençler kullanılır. Bu kadar büyük bir direnç, giriş sinyalinin şöntlenmemesi için seçilmiştir.

Bu direnç, elektrik akımının geçmesine neredeyse izin vermez, bunun sonucunda kapı potansiyeli (girişte sinyal olmadığında) toprakla aynı olur. Kaynakta potansiyel, yalnızca R2 direncindeki voltaj düşüşü nedeniyle toprağınkinden daha yüksek çıkıyor. Bundan, geçidin kaynaktan daha düşük bir potansiyele sahip olduğu açıktır. Ve bu tam olarak transistörün normal çalışması için gerekli olan şeydir. Bu amplifikatör devresindeki C2 ve R3'ün yukarıda ele alınan tasarımdaki ile aynı amaca sahip olmasına dikkat etmek gerekir. Ve giriş sinyali çıkış sinyaline göre 180 derece kaydırılır.

Çıkışta transformatör bulunan ULF

Ev kullanımı için böyle bir amplifikatörü kendi ellerinizle yapabilirsiniz. “A” sınıfında çalışan şemaya göre gerçekleştirilir. Tasarım, ortak bir yayıcıyla yukarıda tartışılanlarla aynıdır. Bir özelliği, eşleştirme için bir transformatör kullanmanız gerekmesidir. Bu, böyle bir transistör bazlı ses amplifikatörünün bir dezavantajıdır.

Transistörün kolektör devresi, ikincilden hoparlörlere iletilen bir çıkış sinyali geliştiren birincil sargı tarafından yüklenir. Transistörün çalışma noktasını seçmenizi sağlayan R1 ve R3 dirençleri üzerine bir voltaj bölücü monte edilmiştir. Bu devre tabana öngerilim voltajı sağlar. Diğer tüm bileşenler yukarıda tartışılan devrelerle aynı amaca sahiptir.

İtme-çekme ses amplifikatörü

Bunun basit bir transistörlü amplifikatör olduğu söylenemez çünkü çalışması daha önce tartışılanlardan biraz daha karmaşıktır. İtme-çekme ULF'lerinde giriş sinyali, fazları farklı olan iki yarım dalgaya bölünür. Ve bu yarım dalgaların her biri, bir transistör üzerinde oluşturulan kendi kademesi tarafından güçlendirilir. Her yarım dalga güçlendirildikten sonra her iki sinyal birleştirilir ve hoparlörlere gönderilir. Bu tür karmaşık dönüşümler, aynı tipte olsa bile iki transistörün dinamik ve frekans özellikleri farklı olacağından sinyal bozulmasına neden olabilir.

Sonuç olarak amplifikatör çıkışındaki ses kalitesi önemli ölçüde azalır. “A” sınıfında bir itme-çekme amplifikatörü çalıştığında, karmaşık bir sinyali yüksek kalitede yeniden üretmek mümkün değildir. Bunun nedeni, artan akımın amplifikatörün omuzlarından sürekli olarak akması, yarım dalgaların asimetrik olması ve faz bozulmalarının meydana gelmesidir. Ses daha az anlaşılır hale gelir ve ısıtıldığında sinyal bozulması özellikle düşük ve ultra düşük frekanslarda daha da artar.

Trafosuz ULF

Tasarımın küçük boyutlara sahip olmasına rağmen, bir transformatör kullanılarak yapılan transistör bazlı bas amplifikatörü hala kusurludur. Transformatörler hala ağır ve hacimlidir, bu yüzden onlardan kurtulmak daha iyidir. Farklı iletkenliğe sahip tamamlayıcı yarı iletken elemanlardan yapılan devrenin çok daha verimli olduğu ortaya çıkıyor. Modern ULF'lerin çoğu tam olarak bu şemalara göre yapılır ve "B" sınıfında çalışır.

Tasarımda kullanılan iki güçlü transistör, emitör takipçi devresine (ortak kollektör) göre çalışmaktadır. Bu durumda giriş voltajı kayıp veya kazanç olmadan çıkışa iletilir. Girişte sinyal yoksa, transistörler açılmanın eşiğindedir ancak yine de kapalıdır. Girişe harmonik sinyal uygulandığında birinci transistör pozitif yarım dalga ile açılır, ikincisi ise bu anda kesme modundadır.

Sonuç olarak yükten yalnızca pozitif yarım dalgalar geçebilir. Ancak negatif olanlar ikinci transistörü açar ve birinciyi tamamen kapatır. Bu durumda yükte yalnızca negatif yarım dalgalar görünür. Sonuç olarak, güçte yükseltilen sinyal cihazın çıkışında görünür. Transistörleri kullanan böyle bir amplifikatör devresi oldukça etkilidir ve kararlı çalışma ve yüksek kaliteli ses üretimi sağlayabilir.

Bir transistörde ULF devresi

Yukarıda açıklanan tüm özellikleri inceledikten sonra, basit bir eleman tabanı kullanarak amplifikatörü kendi ellerinizle monte edebilirsiniz. Transistör yerli KT315 veya yabancı analoglarından herhangi birini (örneğin BC107) kullanabilir. Yük olarak 2000-3000 Ohm dirençli kulaklık kullanmanız gerekiyor. Transistörün tabanına 1 MΩ'luk bir direnç ve 10 μF'lik bir dekuplaj kapasitörü aracılığıyla bir öngerilim voltajı uygulanmalıdır. Devre, 4,5-9 Volt voltajlı, 0,3-0,5 A akımlı bir kaynaktan beslenebilir.

R1 direnci bağlı değilse, tabanda ve toplayıcıda akım olmayacaktır. Ancak bağlandığında voltaj 0,7 V seviyesine ulaşır ve yaklaşık 4 μA'lık bir akımın akmasına izin verir. Bu durumda akım kazancı yaklaşık 250 olacaktır. Buradan transistörleri kullanarak amplifikatörün basit bir hesaplamasını yapabilir ve kollektör akımını öğrenebilirsiniz - 1 mA'ya eşit olduğu ortaya çıkar. Bu transistörlü amplifikatör devresini monte ettikten sonra test edebilirsiniz. Çıkışa bir yük bağlayın - kulaklıklar.

Amplifikatör girişine parmağınızla dokunun; karakteristik bir ses görünmelidir. Orada değilse, büyük olasılıkla yapı yanlış monte edilmiştir. Tüm bağlantıları ve eleman derecelendirmelerini bir kez daha kontrol edin. Gösterimi daha net hale getirmek için ULF girişine, oynatıcıdan veya telefondan gelen çıkışa bir ses kaynağı bağlayın. Müzik dinleyin ve ses kalitesini değerlendirin.

Batı Avrupa'daki radyo amatörlerinin çeşitli tasarımlarında, nispeten basit bir üç aşamalı düşük frekanslı amplifikatör yaygın olarak kullanılmaktadır. Böyle bir amplifikatörün varyantlarından birinin şematik diyagramı, Şekil 2'de gösterilmektedir. 3.

Amplifikatör dört transistör ve az sayıda kapasitör ve direnç içerir. Transformatörsüz bir devreye göre yapılır. 9 V'luk bir besleme voltajıyla, 1 kHz'deki bu amplifikatör, %10'luk bir harmonik bozulma ile maksimum 1,2 W çıkış gücü üretir. Bu durumda, kenarlarında 3 dB'ye kadar zayıflama ile iletilen frekans bandı 70 Hz ila 8 kHz arasında değişmektedir. 1 W çıkış gücüne sahip amplifikatörün harmonik distorsiyonu 100 Hz'de %6,5, 1 kHz'de %4 ve 8 kHz'de %4,6'dır. 1 W çıkış gücü elde etmek için giriş voltajı 22 mV, 50 mW ise yalnızca 4 mV olmalıdır. Dinamik kafanın ses bobininin optimum yük direnci 8 Ohm'dur. Amplifikatör maksimum 45° C ortam sıcaklığında çalışır.

Amplifikatörün nispeten yüksek elektriksel ve operasyonel özellikleri, modern transistörlerin kullanılması ve aralarındaki doğrudan iletişimin bir sonucu olarak elde edilir. Amplifikatörü kapsayan ve T1 transistörünün vericisinin T3 ve T4 transistörlerinin vericilerine R5C4R6 zinciri aracılığıyla bağlanmasıyla gerçekleştirilen negatif voltaj geri beslemesi, yalnızca tüm transistörlerin DC çalışma modunu stabilize etmekle kalmaz, aynı zamanda sinyal bozulmasını azaltmaya da yardımcı olur.

Yazarın böyle bir amplifikatörle yaptığı çok sayıda deney, en iyi sonuçların GT402B (T2 ve T3) ve GT404B (T1 ve T4) tiplerinin yerli transistörleri kullanıldığında elde edildiğini göstermiştir. Bu durumda T3 ve T4 transistörlerinin Vst değerleri birbirinden ±%10'dan fazla farklılık göstermediğinde yukarıdaki harmonik bozulma değerleri elde edilecektir. Çeşitli tipteki transistörlerin parametrelerinin yayılımı belirtilen değerden daha fazla olabileceğinden, en yakın Vst değerlerine sahip transistörler sonda olacak şekilde kademeli olarak yerleştirilmelidirler.

Amplifikatörün ayarlanması, T3 ve T4 transistörlerinin yayıcıları üzerinde besleme voltajının yarısına eşit (bunun için direnç R2'nin değerini seçmeniz gerekir) ve amplifikatörün hareketsiz akımının aralığına eşit sabit bir voltaj ayarlamaktan ibarettir. R10 direnciyle 8-12 mA. Geçiş bandının alt sınırını 40–50 Hz'ye genişletmek, C6 kapasitörünün kapasitansını 1000 μF'ye yükseltmek ve C4 kapasitörünün kapasitansını 3300–5100 pF'ye düşürmek suretiyle yüksek sınırı 10–14 kHz'e çıkarmak mümkündür. Amplifikatörü galvanik elemanlardan (seri bağlanmış altı 373 eleman) beslerken, güç kaynağını 500-1000 μF kapasiteli bir kapasitörle atlamak gerekir.

Bu amplifikatörün uzun süreli çalışması, en iyi sonuçların 1GD-4A, 1GD-4B, 1GD-40, 4GD-8E tipi yerli dinamik kafalar kullanıldığında elde edildiğini göstermiştir. İkinci tipteki kafaları takarken, amplifikatörün yük direncinin 8 Ohm'a eşit olması için ikisini seri olarak bağlamak gerekir.

Vasiliev V. A. Yabancı amatör radyo tasarımları. M., "Enerji", 1977.