Jak funguje audio zesilovač? Tranzistorové nízkofrekvenční zesilovače. výkonové zesilovače

Pro zvýšení síly signálu, zejména v oblasti zvuku, se používají nízkofrekvenční zesilovače (LF). Transformace prováděná pomocí takových zařízení usnadňuje zachycení a vnímání zvuku vycházejícího z emitoru.

Zesilovače, které poskytují změny frekvence až do 10-100 MHz, jsou vybaveny podle podobného principu a hlavním rozdílem mezi jejich obvody je úroveň kapacity použitého kondenzátoru, která se vypočítává na základě poměru signálů dodávaných nízkých kmitočtů. a produkoval vysoké frekvence. To znamená, že čím silnější je signál, tím menší by měla být kapacita kondenzátoru.

Použití tranzistorových zesilovačů je odůvodněno tím, že nevyžadují předehřívání před zahájením práce (ve srovnání např. s elektronkovými zesilovači pro kutily) a jsou odolné, bezpečné a cenově dostupné.

Pro zajištění dostatečné hlasitosti reprodukce zvuku budete potřebovat zesilovač se dvěma nebo třemi stupni. V tomto případě je jeden z nich výstupní (konečný) a druhý (ostatní) jsou předzesilovací stupně. Koncový stupeň vytváří konečný výsledek zesílení signálu. Ekonomicky to může být docela jednoduché (vhodné zejména pro nestacionární konstrukce). Ve schématech jsou tranzistory v zesilovacích stupních označeny jako V1 (V2, V3...) podle pořadí kaskády. U dvoustupňového provedení je umístění oddělovacího kondenzátoru umístěno mezi tranzistory. Jednostupňový a dvoustupňový zesilovač fungují téměř identicky, až na to, že zátěž na předstupně pochází z rezistoru a zátěž na koncovém stupni z reproduktoru Oba stupně jsou napájeny z jednoho zdroje (. jeho roli mohou hrát jak baterie, tak usměrňovače).

V závislosti na struktuře použitých tranzistorů (n-p-n nebo p-n-p) se v jednom případě budete muset připojit ke kladné polaritě baterie a ve druhém k ​​záporné polaritě. Polarita spínání se bude také měnit.

Při montáži zesilovače byste měli nejprve namontovat pouze jeden stupeň a připojit jej ke kondenzátoru. Poté připojte reproduktor ke svorce kondenzátoru a uzemněnému zdroji napájení. Poté zkuste na vstup zesilovače přivést slabý signál. Nastavte odpor (volbou odporu) tak, aby byla hlasitost největší. Pokud vám signál, který šel do reproduktoru, vyhovuje, můžete pokračovat v montáži. Nejvhodnější úroveň napájecího napětí pro tento obvod je 4,5 V.

Když je výstupní stupeň připraven, musíte připojit reproduktor ke kolektorovému obvodu.

Sestavení tranzistorového basového zesilovače pro sluchátka

Provoz takového obvodu není složitý, ale velmi závisí na kvalitě a vlastnostech prvků v něm obsažených. Navíc se nemusí zdát dostatečně kompaktní.

Obvykle je zesilovač pro sluchátka sestaven pomocí nejjednoduššího dvoustupňového obvodu se dvěma tranzistory (vhodné jsou KT315 nebo jeho analogy). Nejslabším místem tohoto zařízení je přesnost volby napětí napájejícího emitor, bázi a kolektor. Navíc základna přijímá napětí dvou typů: kladné a záporné. Pokud rezistory zvolené pro návrh poskytují nejnižší napětí požadované pro základnu, pak bude zesilovač fungovat normálně.

Pro nepřetržitý provoz takového zařízení bude zapotřebí napětí vyšší než 5 voltů. Při přidání mikroobvodu do návrhu (například TDA 2822) bude výstup:

• Úroveň napájecího napětí: 1,8 – 15 Voltů;
• Hodnota výkonu: nepřekročí 1,5 Watt;
• Velikost struktury bude odpovídat ploše malého plošného spoje;
• Velikost pouzdra: o něco větší než napájecí jednotka dvou AA baterií.

K sestavení zesilovače bude stačit:

• Mikroobvody (TDA 2822 nebo podobné);
• Variabilní odpor 10 000 ohmů;
• Dva pevné odpory 4 700 Ohmů a jeden 10 000 Ohmů;
• Dva 10 mikrofaradové elektrolytické kondenzátory;
• Tři nepolární filmové kondenzátory 100 nanofaradů;
• Dva 3,5 mm jacky;
• Dvě baterie AA;
• kus fólie;
• Vhodná velikost těla.

Když jsou všechny materiály připraveny, měli byste nastínit, jak budou části umístěny vzhledem k povrchu desky, a označit stopy (měli byste na ně nanést lak nebo použít laserovou tiskárnu k aplikaci obvodu).

Hlavním úkolem při montáži zesilovače bude výroba desky plošných spojů. To není vůbec těžké, pokud máte speciální program pro navrhování desek. Pokud žádný nemáte, můžete použít běžný grafický editor, sledující všechna měření a označující umístění spojů a kolíků. Výsledek se pomocí tiskárny přenese na lesklý papír. Tloušťka tisku je maximální. Obvod je pevně připevněn k fólii. Poté je potřeba desku několikrát přejet horkou žehličkou, dokud se barvicí složka nepřenese z papíru na fólii (nezapomeňte desku nejprve odmastit). Papír se opatrně navlhčí teplou vodou a odstraní se. Schéma zůstává na fólii. Dále budete muset desku plošných spojů vyleptat v roztoku chloridu železitého, dokud nebude měď úplně zničena. Poté zbývá pouze nainstalovat všechny komponenty podle schématu. Napájení lze připojit až po ověření správné instalace všech prvků.

Pro ty, kteří chtějí sestavit zesilovač zvuku pomocí tranzistorů vlastníma rukama, existuje řada jednoduchých doporučení:

• Tranzistory by měly být použity pro HF rozsah;
• Zatížení tranzistorů koncového stupně by nemělo překročit polovinu jejich jmenovitého výkonu;
• Výběr výstupních tranzistorů je určen koeficientem přenosu proudu;
• Pro radiátor by nemělo být ušetřeno žádné místo;
• Činnost přípravných fází musí nutně odpovídat třídě A;
• Rádiové prvky musí mít co nejkratší vedení;
• Nezapomeňte si zakoupit vysoce kvalitní blokovací kondenzátory;
• Instalace se provádí pomocí krátkých pevných vodičů.

Pište komentáře, doplnění článku, možná mi něco uniklo. Mrkněte na to, budu rád, když se vám na tom mém ještě něco hodí.

Použití vysoce kvalitního zesilovače zvýší detaily a realističnost vašich oblíbených hudebních reprodukcí.

DIY zesilovač 100W/200W

Na vstupu prvního tranzistoru je umístěn proměnný rezistor 47 kOhm, který také snižuje hladinu šumu zesilovače.

Při minimální hlasitosti není šum slyšet, ale při maximální je maskován užitečným signálem.

Parametry produktu: 150W na zátěž 4 Ohm a 100W na zátěž 8 Ohm.

Druhý nemá nevýhody prvního ohledně hluku. Zesilovač pracuje ve třídě B, diody D2-D3-D4 nastavují tento provozní režim pro výstupní tranzistory VT4-VT5.

Tranzistory VT3-VT5 jsou instalovány na chladiči pomocí tepelné pasty přes izolační těsnění.

Vlastní ULF lze použít v aktivním reproduktoru reprodukce nízkých frekvencí v subwooferu je vynikající.

V tomto článku na našem webu www.site vám řekneme, jak si sami sestavit zesilovače zvuku, což vám umožní ušetřit na nákupu hotových modelů.

Který výkonový zesilovač bude nejlepší?

Neexistuje jednotný názor na to, který typ zesilovače je nejlepší. V současné době je možné nezávisle sestavit dva typy zesilovačů zvuku:

V nedávné minulosti byly populární modely trubek. Jsou větších rozměrů a mají vyšší spotřebu energie. Ale zároveň jsou lepší než jejich konkurenti v kvalitě zvuku.
Tranzistorové zesilovače mají kompaktní velikost a nízkou spotřebu energie. Zároveň poskytují vynikající kvalitu zvuku.

kde začít?

Nejprve se musíte rozhodnout o výkonu budoucího zesilovače. Standardní nastavení výkonu pro použití zesilovače v domácnosti je úroveň 30 - 50 W. Pokud potřebujete vyrobit takový, který se bude používat pro akce velkého rozsahu, výkon může být 200-300 wattů.

K práci budeme potřebovat následující nástroje:

• Sada šroubováků.
• Multimetr.
• Páječka.
• Materiál na výrobu pouzdra.
• Elektrické díly.
• Textolit pro desky plošných spojů.

Desky plošných spojů jsou v podstatě základem pro budoucí zesilovač. Sestavit si ho doma nebude těžké.

K výrobě vlastní desky plošných spojů budete potřebovat:

• Textolit s měděnou fólií.
• Čisticí prostředek.
• Žehlička pro domácnost.
• Samolepící čínský film.
• Laserová tiskárna.
• Vrták pro práci s deskou.

Kousek bavlněné látky nebo gázového tamponu. Z DPS jsme vyřízli polotovar pro budoucí desku. Na každé straně ponechte centimetrový okraj. Pomocí saponátu je nutné ošetřit kousek DPS, aby měděná fólie zrůžověla. Umyjeme obrobek, který jsme vyrobili, a pozorně jej posloucháme.

Samolepicí fólii nalepte na list A4. Na tiskárně vytiskneme polotovar budoucí desky. Doporučuje se nastavit zásobu toneru tiskárny na maximum. Překližku, starou knihu a desku položte na pracovní plochu fólií nahoru. Vše zakryjeme kancelářským papírem a důkladně prohřejeme horkou žehličkou. Zahřátí trvá asi 1 minutu.

Na nahřátou desku naneseme plošný spoj z listu papíru. Přikryjte desku nahoře listem papíru a zahřívejte ji žehličkou po dobu 30 sekund. Vyhlazuje vzor pomocí tamponu s příčnými a podélnými pohyby. Počkejte, až obrobek vychladne, a poté z něj můžete odstranit podložku.

Jak správně leptat desku?

Pro výrobu je nutné na desku nanést všechny použité dráhy pro rádiové součástky. Tuto práci můžete provést pomocí CD markeru a poté desku naleptat chloridem železitým. Chlorid železitý je bohužel drahý, takže jej mnoho lidí nahrazuje samostatně připraveným roztokem kuchyňské soli a síranu měďnatého.

Poměry připravené směsi:

1. Kuchyňská sůl - 200 gramů.
2. Síran měďnatý - 100 gramů.
3. 1 litr teplé vody.

Po smíchání všech složek vložte do nádoby odmaštěné a čisté hřebíky nebo kovové výrobky.

Firma Metalist se specializuje na výrobu různých typů kovových konstrukcí. Klientům společnosti nabízí jak standardní kovové konstrukce, tak i možnost jejich výroby dle individuálních zakázek. Zakázkové díly a kovové výrobky jsou nabízeny za přijatelné ceny a jejich výroba probíhá v co nejkratším čase.

Sestavení zesilovače

V počáteční fázi jsou použité rádiové komponenty instalovány na desce plošných spojů. Zvažte polaritu a výkon všech použitých součástí. Tyto práce provádějte plně v souladu se stávajícím obvodem, čímž se vyhnete riziku zkratu. Po dokončení montáže desky můžete přistoupit k výrobě pouzdra.

Rozměry budoucího zesilovače závisí na rozměrech desky a použitém zdroji. Použít můžete i hotové tovární skříně ze starých zesilovačů. Pouzdro můžeme doporučit vyrobit ručně z dřevotřísky. Následně vyrobený korpus snadno dozdobíte dýhou nebo samolepicí fólií.

Před konečnou montáží je nutné zesilovač vyzkoušet. Napájecí zdroj, deska a všechny použité komponenty jsou nainstalovány. V tomto okamžiku je práce na výrobě zesilovače vlastníma rukama zcela dokončena a můžete si vychutnat vysoce kvalitní zvuk.

Redakce webu “Two Schemes” představuje jednoduchý, ale kvalitní nízkofrekvenční zesilovač na bázi MOSFET tranzistorů. Jeho obvod by měl být dobře znám radioamatérům a audiofilům, protože je již asi 20 let starý. Obvod vyvinul slavný Anthony Holton, proto se mu někdy říká ULF Holton. Systém zesílení zvuku má nízké harmonické zkreslení, nepřesahující 0,1 %, se zátěžovým výkonem asi 100 wattů.

Tento zesilovač je alternativou k oblíbeným zesilovačům řady TDA a podobným popovým, protože za trochu vyšší cenu seženete zesilovač s jednoznačně lepšími vlastnostmi.

Velkou výhodou systému je jeho jednoduchá konstrukce a koncový stupeň sestávající ze 2 levných MOS tranzistorů. Zesilovač umí pracovat s reproduktory s impedancí 4 i 8 ohmů. Jedinou úpravou, kterou je třeba provést během spouštění, je nastavení klidové hodnoty proudu výstupních tranzistorů.

Schematický diagram UMZCH Holton

Holtonův zesilovač na MOSFET - schéma zapojení

Obvod je klasický dvoustupňový zesilovač, skládá se z diferenciálního vstupního zesilovače a symetrického výkonového zesilovače, ve kterém pracuje jeden pár výkonových tranzistorů. Schéma systému je uvedeno výše.

PCB

Plošný spoj ULF - hotový pohled

Zde je archiv s PDF soubory plošného spoje - .

Princip činnosti zesilovače

Tranzistory T4 (BC546) a T5 (BC546) pracují v konfiguraci diferenciálního zesilovače a jsou navrženy pro napájení proudovým zdrojem postaveným na bázi tranzistorů T7 (BC546), T10 (BC546) a rezistorů R18 (22 kohm), R20 (680 Ohm) a R12 (22 pokojů). Vstupní signál je přiváděn do dvou filtrů: dolní propusti, sestavené z prvků R6 (470 Ohm) a C6 (1 nf) - omezuje vysokofrekvenční složky signálu a pásmové propusti, skládající se z C5 (1 μF), R6 a R10 (47 kohm), omezující složky signálu na infra-nízkých frekvencích.

Zátěž diferenciálního zesilovače jsou rezistory R2 (4,7 kΩ) a R3 (4,7 kΩ). Tranzistory T1 (MJE350) a T2 (MJE350) představují další zesilovací stupeň a jeho zátěží jsou tranzistory T8 (MJE340), T9 (MJE340) a T6 (BD139).

Kondenzátory C3 (33 pf) a C4 (33 pf) působí proti buzení zesilovače. Kondenzátor C8 (10 nf) zapojený paralelně s R13 (10 kom/1 V) zlepšuje přechodovou odezvu ULF, což je důležité pro rychle rostoucí vstupní signály.

Tranzistor T6 spolu s prvky R9 (4,7 ohmů), R15 (680 ohmů), R16 (82 ohmů) a PR1 (5 ohmů) umožňuje nastavit správnou polaritu koncových stupňů zesilovače v klidu. Pomocí potenciometru je nutné nastavit klidový proud výstupních tranzistorů v rozmezí 90-110 mA, což odpovídá úbytku napětí na R8 (0,22 Ohm/5 W) a R17 (0,22 Ohm/5 W) v rozmezí 20-25 mV. Celkový proudový odběr v klidovém režimu zesilovače by se měl pohybovat kolem 130 mA.

Výstupními prvky zesilovače jsou MOSFETy T3 (IRFP240) a T11 (IRFP9240). Tyto tranzistory jsou instalovány jako napěťový sledovač s velkým maximálním výstupním proudem, takže první 2 stupně musí řídit dostatečně velkou amplitudu výstupního signálu.

Rezistory R8 a R17 sloužily především k rychlému měření klidového proudu tranzistorů výkonového zesilovače bez zásahu do obvodu. Mohou být také užitečné v případě rozšíření systému o další pár výkonových tranzistorů, kvůli rozdílům v odporu otevřených kanálů tranzistorů.

Rezistory R5 (470 Ohm) a R19 (470 Ohm) omezují rychlost nabíjení kapacity propustného tranzistoru, a proto omezují frekvenční rozsah zesilovače. Diody D1-D2 (BZX85-C12V) chrání výkonné tranzistory. U nich by napětí při spuštění vzhledem k napájecím zdrojům tranzistorů nemělo být větší než 12 V.

Deska zesilovače poskytuje prostor pro výkonové filtrační kondenzátory C2 (4700 µF/50 V) a C13 (4700 µF/50 V).

Domácí tranzistor ULF na MOSFET

Ovládání je napájeno přes přídavný RC filtr postavený na prvcích R1 (100 Ω/1 V), C1 (220 μF/50 V) a R23 (100 Ω/1 V) a C12 (220 μF/50 V).

Napájecí zdroj pro UMZCH

Obvod zesilovače poskytuje výkon, který dosahuje skutečných 100 W (efektivní sinusovka), se vstupním napětím kolem 600 mV a zatěžovacím odporem 4 ohmy.

Holtonův zesilovač na desce s detaily

Doporučený transformátor je 200W toroid s napětím 2x24 V. Po usměrnění a vyhlazení byste měli dostat bipolární napájení koncových zesilovačů v oblasti +/-33 Voltů. Zde prezentovaná konstrukce je mono modul zesilovače s velmi dobrými parametry, postavený na MOSFET tranzistorech, který lze použít jako samostatnou jednotku nebo jako součást.

Nízkofrekvenční zesilovače (LF) se používají k převodu slabých signálů, převážně v oblasti zvuku, na silnější signály přijatelné pro přímé vnímání prostřednictvím elektrodynamických nebo jiných zvukových zářičů.

Všimněte si, že vysokofrekvenční zesilovače do frekvencí 10...100 MHz jsou postaveny podle podobných obvodů, rozdíl nejčastěji spočívá v tom, že hodnoty kapacity kondenzátorů takových zesilovačů klesají tolikrát, kolikrát je; frekvence vysokofrekvenčního signálu převyšuje frekvenci nízkofrekvenčního signálu.

Jednoduchý zesilovač s jedním tranzistorem

Nejjednodušší ULF, vyrobený podle obvodu se společným emitorem, je na Obr. 1. Jako zátěž se používá telefonní kapsle. Přípustné napájecí napětí pro tento zesilovač je 3...12 V.

Hodnotu předpětí R1 (desítky kOhmů) je vhodné určit experimentálně, protože jeho optimální hodnota závisí na napájecím napětí zesilovače, odporu telefonní kapsle a koeficientu přenosu konkrétního tranzistoru.

Rýže. 1. Obvod jednoduchého ULF na jednom tranzistoru + kondenzátor a rezistor.

Pro výběr počáteční hodnoty odporu R1 je třeba vzít v úvahu, že jeho hodnota by měla být přibližně stokrát nebo vícekrát větší než odpor zahrnutý v zatěžovacím obvodu. Pro výběr předpětí se doporučuje zapojit do série konstantní rezistor s odporem 20...30 kOhm a proměnný rezistor s odporem 100...1000 kOhm, poté přiložením malé amplitudy zvuku signál na vstup zesilovače, například z magnetofonu nebo přehrávače, otáčejte knoflíkem s proměnným odporem, abyste dosáhli nejlepší kvality signálu při jeho nejvyšší hlasitosti.

Hodnota kapacity přechodového kondenzátoru C1 (obr. 1) se může pohybovat od 1 do 100 μF: čím větší je hodnota této kapacity, tím nižší frekvence může ULF zesílit. Pro zvládnutí techniky zesilování nízkých frekvencí se doporučuje experimentovat s výběrem hodnot prvků a provozních režimů zesilovačů (obr. 1 - 4).

Vylepšené možnosti jednotranzistorového zesilovače

Složitější a vylepšené ve srovnání s diagramem na obr. 1 obvody zesilovače jsou na Obr. 2 a 3. Ve schématu na Obr. 2, zesilovací stupeň navíc obsahuje řetězec frekvenčně závislé negativní zpětné vazby (rezistor R2 a kondenzátor C2), který zlepšuje kvalitu signálu.

Rýže. 2. Schéma jednotranzistorového ULF s řetězcem frekvenčně závislé negativní zpětné vazby.

Rýže. 3. Jednotranzistorový zesilovač s děličem pro přivedení předpětí na bázi tranzistoru.

Rýže. 4. Jednotranzistorový zesilovač s automatickým nastavením předpětí pro bázi tranzistoru.

Ve schématu na Obr. 3 je předpětí k bázi tranzistoru nastaveno „tuhěji“ pomocí děliče, což zlepšuje kvalitu provozu zesilovače při změně jeho provozních podmínek. V zapojení na Obr. 4.

Dvoustupňový tranzistorový zesilovač

Zapojením dvou jednoduchých zesilovacích stupňů do série (obr. 1) získáte dvoustupňový ULF (obr. 5). Zisk takového zesilovače se rovná součinu činitelů zesílení jednotlivých stupňů. Není však snadné dosáhnout velkého stabilního zesílení s následným zvýšením počtu stupňů: zesilovač se s největší pravděpodobností samobudí.

Rýže. 5. Obvod jednoduchého dvoustupňového nízkofrekvenčního zesilovače.

Nový vývoj nízkofrekvenčních zesilovačů, jejichž schémata zapojení jsou v posledních letech často prezentována na stránkách časopisů, jsou zaměřeny na dosažení minimálního koeficientu nelineárního zkreslení, zvýšení výstupního výkonu, rozšíření šířky pásma zesílených frekvencí atd.

Přitom při nastavování různých zařízení a provádění experimentů je často potřeba jednoduchý ULF, který lze sestavit za pár minut. Takový zesilovač musí obsahovat minimální počet vzácných prvků a pracovat v širokém rozsahu změn napájecího napětí a odporu zátěže.

ULF obvod založený na polním efektu a křemíkových tranzistorech

Zapojení jednoduchého nízkofrekvenčního výkonového zesilovače s přímou vazbou mezi stupni je na Obr. 6 [Rl 3/00-14]. Vstupní impedance zesilovače je určena jmenovitým výkonem potenciometru R1 a může se pohybovat od stovek ohmů do desítek megaohmů. Na výstup zesilovače můžete připojit zátěž s odporem od 2...4 do 64 Ohmů a výše.

Pro vysokoodporové zátěže lze tranzistor KT315 použít jako VT2. Zesilovač pracuje v rozsahu napájecího napětí od 3 do 15 V, i když jeho přijatelný výkon je zachován i při snížení napájecího napětí na 0,6 V.

Kapacitu kondenzátoru C1 lze volit v rozsahu od 1 do 100 μF. V druhém případě (C1 = 100 μF) může ULF pracovat ve frekvenčním pásmu od 50 Hz do 200 kHz a vyšším.

Rýže. 6. Obvod jednoduchého nízkofrekvenčního zesilovače pomocí dvou tranzistorů.

Amplituda vstupního signálu ULF by neměla překročit 0,5...0,7 V. Výstupní výkon zesilovače se může pohybovat od desítek mW do jednotek W v závislosti na odporu zátěže a velikosti napájecího napětí.

Nastavení zesilovače se skládá z výběru rezistorů R2 a R3. S jejich pomocí je napětí na odtoku tranzistoru VT1 nastaveno na 50...60% napětí napájecího zdroje. Tranzistor VT2 musí být instalován na desku chladiče (radiátor).

Trať-kaskáda ULF s přímou spojkou

Na Obr. Obrázek 7 ukazuje schéma dalšího zdánlivě jednoduchého ULF s přímými propojeními mezi kaskádami. Tento druh zapojení zlepšuje frekvenční charakteristiky zesilovače v nízkofrekvenční oblasti a obvod jako celek je zjednodušen.

Rýže. 7. Schéma třístupňového ULF s přímou vazbou mezi stupni.

Ladění zesilovače je zároveň komplikováno tím, že odpor každého zesilovače je třeba volit individuálně. Přibližně poměr rezistorů R2 a R3, R3 a R4, R4 a R BF by měl být v rozsahu (30...50) ku 1. Rezistor R1 by měl být 0,1...2 kOhm. Výpočet zesilovače znázorněný na Obr. 7 lze nalézt v literatuře, například [R 9/70-60].

Kaskádové obvody ULF využívající bipolární tranzistory

Na Obr. 8 a 9 znázorňují obvody kaskádových ULF využívajících bipolární tranzistory. Takové zesilovače mají poměrně vysoký zisk Ku. Zesilovač na Obr. 8 má Ku=5 ve frekvenčním pásmu od 30 Hz do 120 kHz [MK 2/86-15]. ULF podle schématu na Obr. 9 s harmonickým koeficientem menším než 1 % má zesílení 100 [RL 3/99-10].

Rýže. 8. Kaskádové ULF na dvou tranzistorech se ziskem = 5.

Rýže. 9. Kaskádové ULF na dvou tranzistorech se ziskem = 100.

Ekonomický ULF se třemi tranzistory

U přenosných elektronických zařízení je důležitým parametrem účinnost ULF. Schéma takového ULF je na Obr. 10 [RL 3/00-14]. Zde je použito kaskádové zapojení tranzistoru VT1 s efektem pole a bipolárního tranzistoru VT3 a tranzistor VT2 je zapojen tak, že stabilizuje pracovní bod VT1 a VT3.

Jak se vstupní napětí zvyšuje, tento tranzistor posunuje přechod emitor-báze VT3 a snižuje hodnotu proudu procházejícího tranzistory VT1 a VT3.

Rýže. 10. Obvod jednoduchého ekonomického nízkofrekvenčního zesilovače se třemi tranzistory.

Stejně jako ve výše uvedeném zapojení (viz obr. 6) lze vstupní odpor tohoto ULF nastavit v rozsahu od desítek ohmů do desítek megaohmů. Jako náklad byla použita telefonní kapsle, například TK-67 nebo TM-2V. Telefonní kapsle, připojená pomocí zástrčky, může současně sloužit jako vypínač napájení obvodu.

Napájecí napětí ULF se pohybuje od 1,5 do 15 V, i když funkčnost zařízení je zachována i při snížení napájecího napětí na 0,6 V. V rozsahu napájecího napětí 2... 15 V je proud odebíraný zesilovačem popsaný výrazem:

1(μA) = 52 + 13*(nahoru)*(nahoru),

kde Upit je napájecí napětí ve voltech (V).

Pokud vypnete tranzistor VT2, proud spotřebovaný zařízením se zvýší o řád.

Dvoustupňová ULF s přímou vazbou mezi stupni

Příklady ULF s přímým zapojením a minimálním výběrem provozních režimů jsou obvody znázorněné na Obr. 11 - 14. Mají vysoký zisk a dobrou stabilitu.

Rýže. 11. Jednoduchý dvoustupňový ULF pro mikrofon (nízká hladina hluku, vysoký zisk).

Rýže. 12. Dvoustupňový nízkofrekvenční zesilovač využívající tranzistory KT315.

Rýže. 13. Dvoustupňový nízkofrekvenční zesilovač využívající tranzistory KT315 - možnost 2.

Mikrofonní zesilovač (obr. 11) se vyznačuje nízkou úrovní vlastního šumu a vysokým ziskem [MK 5/83-XIV]. Jako mikrofon VM1 byl použit mikrofon elektrodynamického typu.

Telefonní kapsle může také fungovat jako mikrofon. Stabilizace pracovního bodu (počáteční předpětí na bázi vstupního tranzistoru) zesilovačů na Obr. 11 až 13 se provádí v důsledku poklesu napětí na odporu emitoru druhého zesilovacího stupně.

Rýže. 14. Dvoustupňový ULF s tranzistorem řízeným polem.

Zesilovač (obr. 14), který má vysoký vstupní odpor (asi 1 MOhm), je vyroben na polním tranzistoru VT1 (sledovač zdroje) a bipolárním tranzistoru - VT2 (se společným).

Kaskádový nízkofrekvenční zesilovač využívající tranzistory s efektem pole, který má rovněž vysokou vstupní impedanci, je na Obr. 15.

Rýže. 15. obvod jednoduchého dvoustupňového ULF pomocí dvou tranzistorů s efektem pole.

ULF obvody pro práci s nízkoohmovou zátěží

Typické ULF, navržené pro provoz s nízkoimpedanční zátěží a mající výstupní výkon desítky mW a vyšší, jsou znázorněny na Obr. 16, 17.

Rýže. 16. Jednoduchý ULF pro práci s nízkoodporovou zátěží.

Elektrodynamickou hlavu BA1 lze připojit k výstupu zesilovače, jak je znázorněno na Obr. 16, nebo diagonálně k mostu (obr. 17). Pokud je zdroj tvořen dvěma sériově zapojenými bateriemi (akumulátory), lze pravý výstup hlavice BA1 dle schématu připojit k jejich středovému bodu přímo, bez kondenzátorů SZ, C4.

Rýže. 17. Obvod nízkofrekvenčního zesilovače se zařazením nízkoodporové zátěže v úhlopříčce můstku.

Pokud potřebujete obvod pro jednoduchou elektronku ULF, pak lze takový zesilovač sestavit i pomocí jedné elektronky, podívejte se na náš web o elektronice v odpovídající sekci.

Literatura: Shustov M.A. Praktický návrh obvodů (Kniha 1), 2003.

Opravy v publikaci: na Obr. 16 a 17 je místo diody D9 instalován řetězec diod.

V poslední době se konstruktéři nízkofrekvenčních koncových zesilovačů stále častěji obracejí k elektronkovým obvodům, které umožňují dosáhnout dobrého zvuku při relativně jednoduché konstrukci. Ale neměli byste tranzistory úplně „odepisovat“, protože za určitých okolností je tranzistor UMZCH stále schopen pracovat docela dobře a často lépe než lampy... Autor tohoto článku měl možnost vyzkoušet velké množství UMZCH . Jedna z těchto nejúspěšnějších „bipolárních“ možností se nabízí čtenářům. Myšlenka dobrého provozu je založena na podmínce, že obě ramena UMZCH jsou symetrická. Když obě půlvlny zesíleného signálu projdou podobnými konverzními procesy, lze očekávat uspokojivý provoz UMZCH v kvalitativním smyslu.
Zavedení hloubkové ochrany životního prostředí bylo ještě v nedávné minulosti považováno za nepostradatelnou a postačující podmínku dobrého fungování jakéhokoli UMZCH. Panoval názor, že není možné vytvořit vysoce kvalitní UMZCH bez hluboké obecné ochrany životního prostředí. Autoři návrhů navíc přesvědčivě ujistili, že prý není potřeba vybírat tranzistory pro práci v párech (ramena), OOS vše vynahradí a rozložení tranzistorů v parametrech neovlivňuje kvalitu zvuku reprodukce!
Éra UMZCH sestavených na tranzistorech se stejnou vodivostí, například populární KT808. předpokládalo, že výstupní tranzistory UMZCH byly sepnuty nerovnoměrně, když jeden tranzistor koncového stupně byl zapnut podle obvodu s OE a druhý - s OK. Taková asymetrická inkluze nepřispěla k vysoce kvalitnímu zesílení signálu. S příchodem KT818, KT819, KT816. KT817 a dalších, zdá se, že problém linearity UMZCH je vyřešen. Ale uvedené komplementární páry tranzistorů „v životě“ jsou příliš daleko od skutečné komplementarity.
Nebudeme se pouštět do problémů nekomplementarity výše uvedených tranzistorů, které jsou velmi široce používány v různých UMZCH. Tuto skutečnost je třeba jen zdůraznit. že za stejných podmínek (režimů) těchto tranzistorů je dosti obtížné zajistit jejich doplňkový provoz v push-pull zesilovacích stupních. To je dobře řečeno v knize N. E.
Vůbec nepopírám možnost dosažení dobrých výsledků při tvorbě UMZCH pomocí komplementárních tranzistorů. To vyžaduje moderní přístup k návrhu obvodů takových UMZCH s povinným pečlivým výběrem tranzistorů pro provoz ve dvojicích (spínačích). Měl jsem možnost navrhnout i takové UMZCH, které jsou jakýmsi pokračováním kvalitních UMZCH N.E., ale o nich - někdy jindy. Pokud jde o symetrii UMZCH, jako hlavní podmínku jeho dobrého fungování, je třeba říci následující. Ukázalo se, že UMZCH, sestavený podle skutečně symetrického obvodu a jistě využívající tranzistory stejného typu (s povinným výběrem kopií), má vyšší kvalitativní parametry. Je mnohem jednodušší vybrat tranzistory, pokud jsou ze stejné šarže. Kopie tranzistorů ze stejné šarže mají obvykle poměrně blízké parametry ve srovnání s „náhodně“ zakoupenými kopiemi. Ze zkušenosti můžeme říci, že z 20 ks. tranzistorů (standardní množství jednoho balení), lze téměř vždy vybrat dva páry tranzistorů pro stereokomplex UMZCH. Byly případy více „úspěšných úlovků“ – čtyři páry z 20 kusů. O výběru tranzistorů vám řeknu o něco později.
Schematický diagram UMZCH je na obr. 1. Jak můžete vidět z diagramu, je to docela jednoduché. Symetrie obou ramen zesilovače je zajištěna symetrií tranzistorů.

Je známo, že diferenciální stupeň má mnoho výhod oproti konvenčním push-pull obvodům. Aniž bychom se pouštěli do teorie, je třeba zdůraznit, že tento obvod obsahuje správné „proudové“ řízení bipolárních tranzistorů. Tranzistory diferenciální kaskády mají zvýšený výstupní odpor (mnohem vyšší než tradiční „swing“ podle obvodu OK), takže je lze považovat za generátory proudu (zdroje proudu). Tímto způsobem je realizován současný princip řízení výstupních tranzistorů UMZCH. O vlivu odporového přizpůsobení mezi tranzistorovými stupni na úroveň nelineárního zkreslení se velmi přesně říká: „Je známo, že nelinearita vstupní charakteristiky tranzistoru Ib = f (Ube) se nejvíce projevuje při činnosti zesilovacího stupně. z generátoru napětí, tzn. výstupní impedance předchozího stupně je menší než vstupní impedance následujícího stupně. V tomto případě je výstupní signál tranzistoru - proud kolektoru nebo emitoru - aproximován exponenciální funkcí napětí báze-emitor Ube a harmonického koeficientu v řádu 1 % je dosaženo při hodnotě tohoto napětí rovné na pouze 1 mV (!). To vysvětluje důvody pro výskyt zkreslení v mnoha tranzistorových UMZCH. Je to škoda. že této skutečnosti prakticky nikdo nevěnuje náležitou pozornost. Inu, tranzistory v UMZCH „umírají“ (jako dinosauři?!), jako by ze současných okolností nebylo jiné východisko než použití elektronkových obvodů...
Ale než začnete navíjet pracně náročný výstupní transformátor, měli byste si ještě pohrát se symetrickým tranzistorovým obvodem UMZCH. Při pohledu do budoucna také řeknu, že UMZCH využívající tranzistory s efektem pole byly také sestaveny pomocí podobného návrhu obvodu, o tom budeme mluvit někdy jindy;
Další vlastností obvodu na obr. 1 je zvýšený (oproti tradičnímu UMZCH) počet napájecích zdrojů. Neměli byste se toho bát, protože kapacity filtračních kondenzátorů jsou jednoduše rozděleny do dvou kanálů stejně. A oddělení napájecích zdrojů v kanálech UMZCH pouze zlepšuje parametry stereo komplexu jako celku. Napětí zdrojů E1 a E2 nejsou stabilizovaná a jako E3 je třeba použít stabilizátor napětí (40 voltů).
Když už mluvíme o teoretických problémech push-pull obvodů a tranzistoru UMZCH obecně, je nutné analyzovat ještě jednu kaskádu (nebo několik takových kaskád) - bassreflex. Dlouhodobé experimenty potvrzují skutečnost výrazného zhoršení kvality reprodukce zvuku vlivem těchto kaskád. Po sestavení zcela symetrického obvodu ai s pečlivě vybranými součástmi musíte čelit problému bassreflexových obvodů. Bylo zjištěno, že tyto kaskády jsou schopny zavést velmi velká zkreslení (rozdíl ve tvaru sinusovky pro půlvlny bylo možné pozorovat na obrazovce osciloskopu i bez použití jakýchkoliv přídavných obvodů). Výše uvedené plně platí pro jednoduché obvody elektronkových verzí fázových invertorových zesilovačů. Hodnoty v obvodu volíte tak, abyste dosáhli rovnosti amplitud obou půlvln (sinusovek) protifázového signálu pomocí kvalitního digitálního voltmetru a subjektivní vyšetření vyžaduje (uchem!) otáčení trimru posuvníky odporu od této „instrumentální“ metody úpravy úrovní.
Při pohledu na tvar sinusoidy na obrazovce osciloskopu můžete vidět „zajímavá“ zkreslení – na jednom výstupu bassreflexu jsou širší (podél frekvenční osy), na druhém jsou „tenčí“, tzn. Oblast sinusového obrazce je odlišná pro přímé a fázově invertované signály. Ucho to jasně detekuje a vy musíte nastavení „zrušit“. Je krajně nežádoucí vyrovnávat sinusoidu ve fázově obrácených kaskádách s hlubokým OOS. Příčiny asymetrie v těchto kaskádách je nutné odstranit jinými obvodovými způsoby, jinak může fázově invertovaná kaskáda vnášet velmi znatelné „tranzistorové“ zkreslení, jejichž úroveň bude srovnatelná se zkresleními koncového stupně UMZCH ( !). Tak se stává, že fázový měnič je hlavní asymetrickou jednotkou pro jakékoli push-pull obvody UMZCH (ať už se jedná o tranzistorové, elektronkové nebo kombinované UMZCH obvody), pokud jsou samozřejmě zesilovací prvky v ramenech předvoleny s podobnými parametry. , jinak od tak dobrých zvukových obvodů nemá smysl nic čekat.
Nejsnáze implementovatelné obvody s inverzí fází, které fungují dobře, jsou elektronkové možnosti. Jejich jednodušší „analogy“ jsou tranzistory s efektem pole, které (pouze!) s kompetentním přístupem k návrhu obvodu jsou docela schopné konkurovat elektronkovým zesilovačům. A pokud se audiofilové nebojí použití odpovídajících transformátorů ve výstupních stupních, kde tento „hardware“ stále „zní“, pak můžete s čistým svědomím použít transformátory v předchozích stupních. Mám na mysli kaskády s invertovanou fází, kde je amplituda proudu (a právě tato součástka má neblahý vliv na hardware) malá a amplituda napětí dosahuje hodnoty jen pár voltů.
Není pochyb o tom, že jakýkoli transformátor je jakýmsi krokem zpět v návrhu obvodů v době gigahertzových Pentií. Existuje však několik „ale“, která je velmi vhodné si čas od času připomenout. Za prvé, dobře vyrobený přechodový nebo přizpůsobovací transformátor nikdy nezavede tolik nelineárního zkreslení, jako několik „špatných“ zesilovacích stupňů může způsobit širokou škálu zkreslení. Za druhé, fázový měnič transformátoru skutečně umožňuje dosáhnout skutečné symetrie protifázových signálů, signály z jeho vinutí jsou skutečně blízko sebe, a to jak tvarem, tak amplitudou. Navíc je pasivní a jeho vlastnosti nezávisí na napájecím napětí. A pokud je váš UMZCH skutečně symetrický (v tomto případě máme na mysli jeho vstupní impedance), pak bude asymetrie UMZCH určována spíše rozložením parametrů rádiových součástek v ramenech UMZCH než kaskádou fázových inverzí. Proto se v takovém UMZCH nedoporučuje používat rádiové prvky s tolerancemi většími než 5 % (výjimkou jsou pouze obvody generátoru proudu napájející diferenciální kaskádu). Měli byste si uvědomit, že pokud se parametry tranzistorů v ramenech UMZCH liší o více než 20%, přesnost rezistorů již ztrácí svůj význam. Naopak při použití dobře vybraných tranzistorů má smysl používat odpory s tolerancí 1 %. Samozřejmě je lze vybrat pomocí dobrého digitálního ohmmetru.

Jeden z nejúspěšnějších obvodových návrhů fázového měniče je na obr. 2. Obr.

Zdánlivě příliš jednoduchý, přesto vyžaduje velkou pozornost, protože má několik „tajemství“. Prvním z nich je správný výběr tranzistorů podle parametrů. Tranzistory VT1 a VT2 by neměly mít výrazné úniky mezi elektrodami (myšleno přechody hradlo-zdroj). Tranzistory navíc musí mít podobné parametry, zejména s ohledem na počáteční odběrový proud - zde jsou nejvhodnější vzorky s Is.initial. 30-70 mA. Napájecí napětí je nutné stabilizovat, i když stabilizační koeficient zdroje nehraje podstatnou roli, navíc záporné napětí lze odebírat ze stabilizátoru UMZCH. Aby bylo zajištěno, že elektrolytické kondenzátory způsobí menší zkreslení, jsou propojeny s neelektrolytickými kondenzátory - typ K73-17.
Podívejme se trochu blíže na výrobní vlastnosti hlavní jednotky v tomto obvodu - fázově děleného (fázově invertovaného) transformátoru. Na přesnosti jeho výroby závisí jak svodová indukčnost, tak rozsah efektivně reprodukovaných frekvencí, nemluvě o úrovni různých zkreslení. Dvě hlavní tajemství technologického procesu výroby tohoto transformátoru jsou tedy následující. První je potřeba opustit jednoduché navíjení vinutí. Uvádím dvě možnosti vinutí tohoto transformátoru, který jsem použil. První je na obr. 3, druhý je na obr. 4. Podstata této metody navíjení je následující. Každé z vinutí (I, II nebo III) se skládá z několika vinutí obsahujících přesně stejný počet závitů. Je třeba se vyvarovat jakékoli chyby v počtu otáček, tzn. rozdíly v závitech mezi vinutími. Proto bylo rozhodnuto navinout transformátor dlouhodobě osvědčenou metodou. Podle obr. 3 je použito šest vodičů (například PELSHO-0,25). Potřebná délka drátu vinutí se předem spočítá (ne vždy a ne každý radioamatér bude mít po ruce šest cívek drátu stejného průměru), šest drátů přiložte k sobě a všechna vinutí naviňte současně. Dále stačí najít odbočky požadovaných vinutí a zapojit je do párů a do série.

Podle obr. 4 bylo pro tuto možnost použito devět vodičů. A přesto je nutné navíjet tak, aby se dráty jednoho závitu nerozcházely v různých směrech daleko od sebe, ale držely se ve společné roli. Vinutí samostatnými vodiči je nepřijatelné, transformátor doslova „zazvoní“ v celém rozsahu zvukových frekvencí, zvýší se svodová indukčnost a také se zvýší zkreslení UMZCH kvůli asymetrii signálů na výstupech transformátoru.
Ano, a je velmi snadné udělat chybu s určitými metodami navíjení symetrických vinutí. A chyba několika závitů se projevuje asymetrií protifázových signálů. Pokud budeme otevřeně pokračovat, byl vyroben bassreflexový transformátor (v jediném typu, kopie) s ... 15 jádry. Došlo k experimentu, který byl zařazen do kolekce skvěle znějících návrhů UMZCH. Ještě jednou bych rád řekl, že za špatný výkon některých obvodů nemohou transformátory, ale jejich konstruktéři. Po celém světě se výroba elektronkových UMZCH velmi rozšířila, naprostá většina z nich obsahuje oddělovací transformátory (nebo spíše přizpůsobovací), bez kterých elektronkový stupeň (typický push-pull obvod koncového stupně obsahuje 2-4 elektronky) je prostě nemožné sladit s nízkoimpedančními reproduktorovými systémy. Existují samozřejmě také případy „superelektronových“ UMZCH, kde nejsou žádné výstupní transformátory. Jejich místo zaujaly buď výkonné komplementární páry tranzistorů s efektem pole nebo... baterie výkonných elektronkových triod zapojených paralelně. Ale toto téma je nad rámec tohoto článku. V našem případě je vše mnohem jednodušší. Tranzistor VT1 (obr. 2) typu MOS, zapojený do obvodu se společným kolektorem (sledovač zdroje) pracuje na generátoru proudu (zdroji proudu) vytvořeném na tranzistoru VT2. Neměli byste používat výkonné tranzistory s efektem pole, jako je KP904, mají zvýšené vstupní a průchozí kapacity, což nemůže ovlivnit činnost této kaskády.
Další kámen úrazu, vážný problém při vytváření širokopásmového transformátoru, čeká konstruktéra při výběru magnetického jádra. Zde je na místě dodat něco k tomu, co lze nalézt v literatuře dostupné radioamatérům. Různé konstrukční možnosti pro radioamatéry i profesionály naznačují použití různých materiálů pro magnetická jádra transformátorů, což by nezpůsobovalo potíže jak při jejich nákupu, tak při jejich použití. Podstatou metod je toto.
Pokud váš UMZCH bude pracovat na frekvencích nad 1 kHz, můžete bezpečně používat feritová jádra. Ale přednost by měla být dána vzorkům magnetických jader s nejvyšší magnetickou permeabilitou jádra z horizontálních TV transformátorů fungují velmi dobře. Návrháři by měli být varováni před používáním jader, která jsou již delší dobu používána. Je známo, že feritové výrobky „stářím“ ztrácejí své parametry, včetně počáteční magnetické permeability je zabíjí stáří o nic méně než například magnety dlouhodobých reproduktorů, o kterých téměř každý z nějakého důvodu mlčí; o.
Dále o jádrech - pokud je UMZCH použit jako basová volba, můžete bezpečně použít tradiční deskové verze magnetických jader ve tvaru W. Nutno zdůraznit, že stínění všech takových transformátorů bylo téměř všude nutností a požadavkem. Co se dá dělat, za všechno se musí platit. Obvykle stačilo vyrobit „kokon“ z běžné střešní krytiny o tloušťce 0,5 mm.
Toroidní jádra fungují dobře i na nízkých frekvencích. Mimochodem, jejich použití zjednodušuje zničení všech druhů rušení ze síťových transformátorů. Zde je zachována „reverzibilita“ výhody toroidního jádra - v síťové verzi se vyznačuje malým vnějším radiačním polem, ale ve vstupních (signálových) obvodech je necitlivé na vnější pole. Pokud jde o širokopásmovou variantu (20 - 20 000 Hz), nejsprávnější by bylo použití dvou různých typů žil umístěných vedle sebe v jednom okně rámu pro vinutí vinutí transformátoru. To eliminuje zablokování jak při vysokých frekvencích (zde pracuje feritové jádro), tak při nízkých frekvencích (zde pracuje transformátorová ocel). Dalšího zlepšení reprodukce zvuku v oblasti 1-15 kHz je dosaženo potažením plechů ocelového jádra lakem, jako je tomu u elektronkových UMZCH. Navíc každá deska „pracuje samostatně“ jako součást jádra, což snižuje všechny možné ztráty způsobené vířivými proudy. Nitrovarnish rychle schne; tenká vrstva se nanáší pouhým ponořením destičky do nádoby s lakem.
Tato technologie výroby transformátoru v bassreflexu se může mnohým zdát příliš pečlivá, ale vezměte na vědomí - „hra stojí za svíčku“, protože „co se děje, přichází kolem“. A pokud jde o složitost, „low-tech“, můžeme říci následující - za jeden den volna bylo možné vyrobit dva takové transformátory beze spěchu a dokonce připájet jejich vinutí v požadovaném pořadí, což nelze říci o výstupních transformátorech pro UMZCH na bázi lamp.
Nyní pár slov o počtu otáček. Teorie vyžaduje zvýšení indukčnosti primárního vinutí (I), s jeho nárůstem se rozsah reprodukovaných frekvencí rozšiřuje směrem k nižším frekvencím. U všech provedení bylo navíjení vinutí před naplněním rámu zcela dostačující, průměr drátu byl použit 0,1 pro 15 žil, 0,15 pro 9 žil a 0,2 pro verzi 6 žil. V druhém případě byl použit i stávající PELSHO 0,25.

Za totéž. kdo nesnese trafa :-), existuje i beztransformátorová varianta - obr. 5.

Toto je nejjednodušší. ale zcela zvuková verze bassreflexového kaskádového obvodu, který se používal nejen v symetrických obvodech UMZCH, ale i ve výkonných kobylkových UMZCH. Jednoduchost často klame, takže se v kritice takových obvodů omezím, ale troufám si tvrdit, že symetrie oblastí sinusoid je poměrně náročná, často je nutné zavést další předpětí a vyvažovací obvody a kvalita reprodukce zvuku opustí hodně žádoucí. Přes fázové, amplitudové a frekvenční zkreslení zaváděné transformátory umožňují dosáhnout téměř lineární frekvenční odezvy v audiofrekvenčním rozsahu, tzn. v celém rozsahu 20 Hz – 20 000 Hz. Od 16 kHz a výše může být ovlivněna kapacita vinutí, ale dodatečně zvětšená plocha průřezu magnetického jádra nám umožňuje částečně se tomuto problému vyhnout. Pravidlo je jednoduché, podobně jako u síťových transformátorů: zvětšením plochy průřezu magnetického obvodu jádra transformátoru, například dvakrát. klidně snižte počet závitů vinutí na polovinu atp.
Rozšiřte rozsah efektivně reprodukovaných frekvencí směrem dolů, tzn. pod 20 Hz, můžete to udělat následujícím způsobem. Tranzistory s efektem pole (VT1, VT2 - obr. 2) se používají s velkými hodnotami Is.init. a zvýšit kapacitu kondenzátoru C4 na 4700 uF. Elektrolytické kondenzátory fungují mnohem čistěji, pokud je na ně aplikováno přímé polarizační napětí několika voltů. V tomto případě je velmi výhodné provést následující. Nainstalujte do horního (podle schématu) tranzistoru VT1 instanci s počátečním odběrovým proudem větším, než má tranzistor VT2. Můžete to udělat ještě „efektivněji“ použitím balančního rezistoru pro tranzistor VT2 fragment obvodu s takovým rezistorem je znázorněn na obr. 6.

Zpočátku je jezdec trimovacího rezistoru R2′ ve spodní (podle obvodu) poloze, posunutí jeho jezdce nahoru způsobí zvýšení odběrového proudu tranzistoru VT2, potenciál na kladné desce kondenzátoru C4 se zvětší negativní. Opačný proces nastává, když se odpor R2 pohybuje v opačném směru. Tímto způsobem můžete upravit kaskádu podle nejvhodnějších režimů, zvláště když nejsou k dispozici žádné tranzistory (VT1 a VT2) s blízkými hodnotami Is.initial a musíte nainstalovat, co je po ruce...
U tohoto zdánlivě velmi jednoduchého schématu jsem se podrobně pozastavil. Je to jednoduché, ale ne primitivní. Má také nepopiratelné výhody ve srovnání s „všeprocházejícími“ galvanicky propojenými obvody střídače fáze zesilovače. První takovou výhodou je potlačení infra-nízkofrekvenčního rušení (například v elektronických řídicích jednotkách), druhou je „odříznutí“ ultrazvukového rušení, jako jsou výkonné radiostanice, různé ultrazvukové instalace atd. měla by být zvláště zdůrazněna pozitivnější vlastnost takového schématu. Při zapojení výborných symetrických obvodů s asymetrickým vstupem mluvíme o absenci jakýchkoliv problémů. Stojí za to podívat se na obr. 5 a okamžitě je jasné (pokud se s tím člověk zabýval!), že problém potenciálů zde prostě nebyl nijak vyřešen. Částečně se to řeší výměnou elektrolytického kondenzátoru za baterii paralelně zapojených neelektrolytických, jako by vše vyřešila dočasná prodleva v zapojení reproduktorů. Časová prodleva připojení akustických systémů k UMZCH skutečně eliminuje cvakání a rázy při zapnutí, ale nemůže vyřešit otázku dodatečného zkreslení v důsledku různých potenciálů a různých výstupních impedancí fázového měniče. Tento obvod zesilovače fázového invertoru (obr. 2) byl úspěšně použit s různými UMZCH, včetně symetrických elektronkových.
V poslední době lze v periodikách najít obvody UMZCH založené na výkonných KP901 a KP904. Ale autoři nezmiňují, že tranzistory s efektem pole by měly být odmítnuty pro svodové proudy. Pokud je např. u VT1 a VT2 (v obvodu na obr. 2) jednoznačně nutné použít kvalitní kopie, pak v kaskádách s velkými amplitudami napětí a proudů a hlavně tam, kde vstupní odpor MOS tranzistor (jeho redukce) nehraje roli, můžete použít i horší příklady. Po dosažení maximálních hodnot svodu jsou MOS tranzistory do budoucna zpravidla stabilní a další zhoršování jejich parametrů již není v čase (ve většině případů) pozorováno.
Počet tranzistorů se zvýšenými úniky v obvodu hradla, například v jednom balení (standard - 50 ks) se může pohybovat od 10 do 20 ks. (nebo i více). Odmítnout výkonné tranzistory není nic složitého – stačí sestavit jakýsi stojánek např. podle obr. 6 a zařadit do obvodu hradla digitální ampérmetr (ručičkové přístroje jsou v tomto případě příliš citlivé na přetížení a jsou nepohodlné z důvodu nutnosti opakované přepínání z rozsahu do rozsahu).
Příklady MOS tranzistorů (hovoříme o obvodu na obr. 2 - VT1, VT2), které mají hradlový proud menší než 10 µA, by měly být považovány za vynikající, nejlepší vzorky tento proud vůbec nedetekují (na hranici 100 uA).
A když už je bassreflex vyrobený, můžete přistoupit k zapojení na obr. 1, tzn. vrátit se přímo do UMZCH. Hojně používané konektory (zásuvky) SSh-3, SSh-5 a podobně nelze použít vůbec, jak to dělá řada konstruktérů a výrobců. Přechodový odpor takového spojení je značný (0,01 - 0,1 Ohm!) a také kolísá v závislosti na protékajícím proudu (s rostoucím proudem odpor roste!). Proto byste měli používat výkonné konektory (například ze starých vojenských rádiových zařízení) s nízkým přechodovým odporem. Totéž platí pro kontakty relé v AC ochranné jednotce proti možnému výskytu konstantního napětí na výstupu UMZCH. A není potřeba je (kontaktní skupiny) pokrývat žádnou zpětnou vazbou, aby se omezilo zkreslení. Vemte si, že sluchem (subjektivní vyšetření) jsou prakticky neslyšitelné (při dostatečně nízkých přechodových odporech), což se nedá říci o „elektronických“ zkresleních vnášených všemi zesilovacími stupni, kondenzátory a dalšími součástkami UMZCH, které jistě vnést jasné barvy do celkového obrazu reprodukce zvuku. Všechny druhy zkreslení lze minimalizovat racionálním použitím zesilovacích stupňů (to platí zejména pro napěťové zesilovače - čím méně jich je, tím lepší je kvalita zesíleného signálu). V tomto UMZCH je pouze jeden stupeň zesílení napětí - tranzistor VT3 (levé rameno) a VT4 (pravé rameno). Kaskáda na tranzistorech VT6 a VT5 jsou pouze odpovídající (proudové) emitorové sledovače. Tranzistory VT3 a VT4 jsou vybrány s h21e více než 50, VT6 a VT5 - více než 150. V tomto případě nevzniknou žádné problémy při provozu UMZCH při vysokých výkonech. Záporné zpětnovazební napětí pro stejnosměrný a střídavý proud je přiváděno na báze tranzistorů VT6 a VT5 přes odpory R24 a R23. Hloubka této zpětné vazby je jen asi 20 dB, takže v UMZCH nedochází k dynamickému zkreslení, ale taková zpětná vazba zcela postačuje k udržení režimů výstupních tranzistorů VT7 a VT8 v požadovaných mezích. UMZCH je poměrně odolný proti samobuzení HF. Jednoduchost obvodu umožňuje jeho rychlou demontáž, protože napájení (-40 V) budiče a koncových tranzistorů (2 x 38 V) lze nezávisle vypnout. Plná symetrie zesilovače pomáhá snižovat nelineární zkreslení a snižovat citlivost na zvlnění napájecího napětí, stejně jako dodatečné potlačení běžného rušení přicházejícího na oba vstupy UMZCH. Nevýhodou zesilovače je značná závislost nelineárních zkreslení na h21e použitých tranzistorů, ale pokud mají tranzistory h21 out = 70 W) je roven 1,7 V (efektivní hodnota).
Tranzistory VT1 a VT2 jsou použity jako zdroj (generátor proudu), který napájí diferenciální stupeň (budič). Hodnota tohoto proudu 20...25 mA se nastavuje trimovacím rezistorem R3 (470 Ohm). Protože na tomto proudu závisí také klidový proud, pro jeho tepelnou stabilizaci je tranzistor VT1 umístěn na chladiči jednoho z tranzistorů koncového stupně (VT7 nebo VT8). Zvýšení teploty chladiče výstupního tranzistoru se odpovídajícím způsobem přenese na tranzistor VT1 umístěný na tomto chladiči, a když se zahřeje, záporný potenciál na bázi tranzistoru VT2 se sníží. Tím se uzavře tranzistor VT2, proud jím klesá, což odpovídá poklesu klidového proudu výstupních tranzistorů VT7 a VT8. Tímto způsobem se stabilizuje klidový proud výstupních tranzistorů při výrazném zahřátí jejich chladičů. Navzdory zjevné jednoduchosti implementace takové tepelné stabilizace je poměrně účinná a nebyly žádné problémy se spolehlivostí UMZCH. Je velmi vhodné sledovat proudy diferenciálních tranzistorů (VT3 a VT4) úbytkem napětí na rezistorech R7 a R15 nebo R21 a R26. Trimrový rezistor R11 je vyvažovací rezistor, sloužící k nastavení nulového potenciálu na reproduktoru (na výstupu UMZCH).

Schéma ochranné jednotky reproduktoru (obr. 7) je provedeno podle tradičního schématu.

Vzhledem k tomu, že byl zvolen návrh umístění UMZCH v samostatných pouzdrech, měl každý UMZCH své vlastní ochranné jednotky akustického systému. Obvod ochrany reproduktorů je jednoduchý a spolehlivý, tato možnost prošla dlouhodobým testováním v mnoha provedeních a osvědčila se jako dobrá a spolehlivá, nejednou „zachraňuje“ životy drahých reproduktorů. Uspokojivý provoz obvodu lze považovat při aktivaci relé K1 při přivedení konstantního napětí 5 V mezi body A a B. Je velmi snadné to zkontrolovat pomocí nastavitelného napájecího zdroje (s proměnným výstupním napětím). Byly použity různé typy relé v různých provedeních a napětí napájení této jednotky se také pohybovalo v rozmezí 30-50 V (pro vyšší hodnoty tohoto napětí by měly být tranzistory VT1 a VT2 nahrazeny jednotkami s vyšším napětím, např. například KT503E atd.)
Přednost pro použití v ochranné jednotce by měla být dána relé s nejvyššími proudovými skupinami kontaktů, s velkou plochou kontaktních ploch. Relé RES-9 nebo RES-10 by se však neměly používat vůbec - při vysokých výstupních výkonech UMZCH začnou do zesíleného signálu vnášet své „jedinečné“ barvy. AC ochranná jednotka je napájena ze samostatného usměrňovače a je nutné vyloučit jakékoliv galvanické propojení této jednotky s UMZCH, s výjimkou pouze snímačů výstupního napětí - body A a B jsou připojeny k výstupům UMZCH.
Budiče obou kanálů lze napájet z jednoho společného regulátoru napětí. V tomto případě jsou oba kanály UMZCH sloučeny do jednoho pouzdra a napájecí zdroje jsou sestaveny v jiném pouzdru. Samozřejmostí je široké pole výběru pro každý konkrétní případ, pro koho je co v designu vhodnější. Schéma jedné z možností stabilizátoru pro napájení driverů je na obr. 8. Obr.


Na tranzistoru VT1 je namontován proudový generátor, napájející tranzistor VT2 se nastavuje požadované napětí na výstupu stabilizátoru pomocí trimovacího rezistoru R6. Je třeba zdůraznit, že maximální výstupní výkon UMZCH závisí především na napětí tohoto stabilizátoru. Zvyšování napětí nad 50 V se však nedoporučuje kvůli možné poruše tranzistorů ovladače VT3 a VT4. Celkové stabilizační napětí zenerových diod by mělo být v rozmezí 27-33 V. Proud zenerovými diodami se volí rezistorem R4. Rezistor R1 je omezující (proudový) a zabraňuje selhání řídicího tranzistoru VT2. To druhé je docela pravděpodobné během procesu nastavení, zatímco zvýšení napájení ovladače by mohlo deaktivovat celý UMZCH. Po instalaci UMZCH lze rezistor R1 ve stabilizátoru uzavřít kouskem drátu, nebo to nemusíte dělat, protože ovladače spotřebovávají proud jen o málo více než 50 mA - vliv odporu R1 na parametry stabilizátoru jsou při nízkých zatěžovacích proudech zanedbatelné.
Při blokovém provedení budete muset zcela oddělit napájení obou UMZCH včetně ovladačů. Ale v každém případě k napájení driveru potřebujete samostatný usměrňovač s vlastním vinutím v transformátoru. Obvod usměrňovače je na obr. 9. Obr.

Každý kanál UMZCH používá svůj vlastní napájecí transformátor. Tato konstrukční varianta má několik výhod oproti tradičnímu použití jednoho transformátoru. První věc, kterou je možné, je snížit výšku bloku jako celku, protože velikost (výška) síťového transformátoru se výrazně sníží, když se odizolují napájecí transformátory pro každý UMZCH. Dále je snadnější navíjet, protože průměr navíjecích drátů lze zmenšit 1,4krát, aniž by došlo ke snížení výkonu UMZCH. V tomto ohledu lze síťová vinutí zapínat v protifázi, aby se snížilo rušení sítě (velmi to pomáhá kompenzovat vyzařování transformátorových polí, zvláště když jsou další obvody zesilovače umístěny ve stejném pouzdře s UMZCH - tónové bloky, ovládání hlasitosti atd.). Oddělení napájecích obvodů výstupních tranzistorů UMZCH umožňuje zvýšit kvalitu reprodukovaného signálu zejména na nízkých frekvencích (sníží se i přechodová zkreslení v nízkofrekvenčních kanálech). Aby se snížila úroveň intermodulačního zkreslení způsobeného napájením ze sítě, jsou do transformátorů zavedeny elektrostatické stínění (jedna vrstva drátu vinutého za závitem).
Všechny možnosti provedení UMZCH využívají toroidní magnetická jádra pro transformátory. Navíjení se provádělo ručně pomocí raketoplánů. Doporučit můžeme i zjednodušenou verzi návrhu napájecího zdroje. K tomu použijte továrně vyrobený LATR (devítiampérová kopie je dobrá). Primární vinutí, jako nejnáročnější v procesu navíjení, je již hotové, stačí navinout stínítko a všechna sekundární vinutí i transformátor budou fungovat perfektně. Jeho okno je dostatečně prostorné pro umístění vinutí pro oba kanály UMZCH. Navíc je možné napájet budiče a fázové invertorové zesilovače z běžných stabilizátorů, v tomto případě „ušetříme“ dvě vinutí. Nevýhodou takového transformátoru je jeho velká výška (samozřejmě kromě výše uvedených okolností).
Nyní o detailech. Pro napájení UMZCH byste neměli instalovat nízkofrekvenční diody (jako D242 a podobně) - zvýší se zkreslení na vysokých frekvencích (od 10 kHz a výše), do obvodů usměrňovače byly navíc zavedeny keramické kondenzátory, aby se snížilo intermodulační zkreslení způsobené změnami vodivosti diod v okamžiku jejich komutace. To snižuje vliv síťového napájení na UMZCH, když pracuje na vysokých frekvencích v audio rozsahu. Ještě lepší je situace s kvalitou při posunování elektrolytických kondenzátorů v silnoproudých usměrňovačích (koncové stupně UMZCH) s neelektrolytickými. První i druhý přírůstek do usměrňovacích obvodů byl přitom subjektivním zkoumáním zcela zřetelně pociťován - byla zaznamenána sluchová zkouška činnosti UMZCH při reprodukci více vf komponent různých frekvencí;
O tranzistorech. Tranzistory VT3 a VT4 se nevyplatí nahrazovat frekvenčně horšími kopiemi (například KT814), protože harmonický koeficient se zvyšuje nejméně dvakrát (v sekci HF a ještě více). To je sluchem velmi patrné; střední frekvence jsou reprodukovány nepřirozeně. Pro zjednodušení konstrukce UMZCH jsou v koncovém stupni použity kompozitní tranzistory řady KT827A. A i když jsou v zásadě docela spolehlivé, stále je třeba je zkontrolovat na maximální snesitelné (každá instance má své vlastní) napětí kolektor-emitor (myšleno propustné napětí Ukemax. pro uzavřený tranzistor). K tomu je základna tranzistoru připojena k emitoru přes odpor 100 Ohm a napětí je aplikováno, postupně se zvyšuje: ke kolektoru - plus, k emitoru - mínus. Instance, které detekují tok proudu (limit ampérmetru je 100 μA) pro Uke = 100 V, nejsou pro tuto konstrukci vhodné. Mohou fungovat, ale ne na dlouho... Instance bez takových „úniků“ fungují spolehlivě roky bez jakýchkoliv problémů. Schéma zkušební stolice je na obr. 10.


Parametry řady KT827 samozřejmě chtějí být ty nejlepší, zejména s ohledem na jejich frekvenční vlastnosti. Proto byly nahrazeny „kompozitními“ tranzistory sestavenými na KT940 a KT872. Je pouze nutné vybrat KT872 s největší možnou h21e, protože Ikmax KT940 není dostatečně velký. Tento ekvivalent funguje dobře v celém rozsahu zvuku a zejména při vysokých frekvencích. Obvod pro připojení dvou tranzistorů místo jednoho kompozitního typu KT827A je na obr. 11. Tranzistor VT1 lze nahradit KT815G a VT2 téměř jakýmkoli výkonným (Pk > 50 W a Ue > 30.

Použité rezistory jsou typy C2-13 (0,25 W), MLT. Kondenzátory typu K73-17, K50-35 atd. Nastavení správně (bez chyb) sestaveného UMZCH spočívá v nastavení klidového proudu tranzistorů koncového stupně UMZCH - VT7 a VT8 v rozmezí 40-70 mA. Hodnotu klidového proudu je velmi vhodné sledovat úbytkem napětí na rezistorech R27 a R29. Klidový proud se nastavuje rezistorem R3. Konstantní výstupní napětí blízké nule na výstupu UMZCH je nastaveno balančním odporem R11 (nedosáhne se rozdílu potenciálů většího než 100 mV).

L I T E R A T U R A

1. Suchov N.E. a další Vysoce kvalitní technologie reprodukce zvuku - Kyjev, „Technique“, 1985
2. Suchov N.E. Vysoká věrnost UMZCH. – „Rozhlas“, 1989 – č. 6, č. 7.
3. Suchov N.E. K problematice posuzování nelineárních zkreslení UMZCH. – „Rádio“, č. 5. 1989.