Cómo hacer un amplificador de dos canales. Cómo construir el amplificador más simple

Mucha gente está interesada en cómo hacer parlantes portátiles o parlantes para teléfonos inteligentes y tabletas. Sin embargo, antes de comenzar a fabricar los altavoces, es necesario cuidar el amplificador. En este material revisaremos un video sobre cómo ensamblar un amplificador simple.

Entonces, ¿qué necesitamos para montar el amplificador?
- conector para corona;
- corona de 9 voltios;
- altavoz de 0,5-1 W y resistencia de 8 ohmios;
- miniconector de 3,5 mm;
- Resistencia de 10 ohmios;
- cambiar;
- microcircuito LM386;
- Condensador de 10 voltios.

Para que el proceso de montaje no parezca muy complicado, presentamos a su atención un esquema del futuro amplificador.

Mirando el chip desde más cerca, puedes ver que tiene cuatro pestañas en ambos lados. En total son 8 patas. Para no confundir o voltear el microcircuito y, por lo tanto, cometer un error al soldar, se proporciona una pequeña marca similar a un semicírculo en el microcircuito. Esta marca debe estar ubicada en la parte superior.

Empecemos soldando el primer cable, que irá al interruptor y al contacto positivo de la corona. Este cableado debe soldarse a la sexta pata del microcircuito, es decir, la segunda desde abajo en el lado derecho.

El siguiente extremo del cable debe soldarse al interruptor. Vale la pena señalar aquí que, según el autor de la idea, el circuito en sí no presenta ninguna dificultad e incluso alguien que no tenga habilidades especiales en electrónica puede encargarse del montaje.

Después de soldar con éxito el primer cable, debe pasar al segundo contacto del interruptor, que actualmente está libre. Aquí necesitas soldar el cable positivo que sale del conector de la corona. Después de una soldadura tan simple, podemos decir que la primera etapa de fabricación del amplificador se ha completado con éxito.

Pasemos al siguiente pie, que en el diagrama está marcado con el número 5 y se encuentra directamente debajo del sexto pie, es decir, aquel al que soldamos el cable en la etapa anterior de trabajo. Necesitas soldar el contacto positivo del condensador a esta pata.

Del condensador nos queda un contacto negativo, que hay que soldar al contacto positivo del altavoz. Si lo deseas, puedes negarte a soldar directamente el condensador al altavoz para protegerlo de posibles daños, como hace el autor. En este caso, es necesario acortar el contacto del condensador y alargarlo con cableado.

Después de esto, puedes soldar los cables desde el menos del condensador al más del altavoz.

El contacto negativo del altavoz debe soldarse a la cuarta y segunda pata del chip. En consecuencia, estas son las patas inferior y segunda desde arriba en el lado izquierdo. Para ello, toma el cableado y suéldalo al negativo del altavoz.

Después de eso, conectamos este cable al cuarto tramo del microcircuito.

Para conectar el mismo cable al segundo tramo, debe hacer un puente. Tomamos un cable corto. Soldamos un extremo a la cuarta pata, que ya tiene un cable, y el otro extremo a la segunda pata.

Debemos soldar una resistencia a la tercera pata del lado izquierdo, es decir la situada entre las dos anteriores.

Soldamos un cable a la segunda pata de la resistencia que irá al contacto positivo del mini jack.

Desmontemos el mini-jack. El miniconector que utiliza el autor tiene dos contactos: para los canales izquierdo y derecho. Deben conectarse entre sí y soldar el cable que va desde la resistencia a los contactos.

Ya había publicaciones en Habré sobre amplificadores de válvulas de bricolaje, que eran muy interesantes de leer. No hay duda de que su sonido es maravilloso, pero para el uso diario es más fácil utilizar un dispositivo con transistores. Los transistores son más convenientes porque no requieren calentamiento antes de funcionar y son más duraderos. Y no todo el mundo se arriesgará a iniciar una saga de tubos con potenciales de ánodo de 400 V, pero los transformadores de transistores de un par de decenas de voltios son mucho más seguros y simplemente más accesibles.

Como circuito de reproducción elegí un circuito de John Linsley Hood de 1969, tomando los parámetros del autor en base a la impedancia de mis parlantes de 8 Ohmios.

El circuito clásico de un ingeniero británico, publicado hace casi 50 años, sigue siendo uno de los más reproducibles y recibe críticas muy positivas. Hay muchas explicaciones para esto:
- el número mínimo de elementos simplifica la instalación. También se cree que cuanto más sencillo sea el diseño, mejor será el sonido;
- a pesar de que hay dos transistores de salida, no es necesario clasificarlos en pares complementarios;
- una potencia de 10 vatios es suficiente para viviendas humanas normales, y una sensibilidad de entrada de 0,5-1 voltios concuerda muy bien con la salida de la mayoría de las tarjetas de sonido o reproductores;
- clase A - también es clase A en África, si hablamos de buen sonido. La comparación con otras clases se analizará a continuación.

Diseño de interiores

Un amplificador comienza con potencia. Es mejor separar dos canales para estéreo usando dos transformadores diferentes, pero me limité a un transformador con dos devanados secundarios. Después de estos devanados, cada canal existe por sí solo, por lo que no debemos olvidarnos de multiplicar por dos todo lo que se menciona a continuación. En una placa hacemos puentes usando diodos Schottky para el rectificador.

Es posible con diodos comunes o incluso puentes prefabricados, pero luego es necesario evitarlos con condensadores y la caída de voltaje a través de ellos es mayor. Después de los puentes hay filtros CRC que constan de dos condensadores de 33000 uF y una resistencia de 0,75 ohmios entre ellos. Si toma una capacitancia y una resistencia más pequeñas, el filtro CRC será más barato y se calentará menos, pero la ondulación aumentará, lo cual no es del todo cierto. Estos parámetros, en mi humilde opinión, son razonables desde el punto de vista del efecto precio. Se necesita una potente resistencia de cemento para el filtro; con una corriente de reposo de hasta 2 A, disipará 3 W de calor, por lo que es mejor tomarlo con un margen de 5-10 W. Para el resto de resistencias del circuito, 2 W de potencia serán suficientes.

A continuación pasamos a la propia placa amplificadora. Las tiendas en línea venden muchos kits listos para usar, pero no hay menos quejas sobre la calidad de los componentes chinos o los diseños analfabetos de las placas. Por tanto, es mejor hacerlo usted mismo, según su propio criterio. Hice ambos canales en una sola placa, para luego poder conectarla al fondo de la caja. Ejecutando con elementos de prueba:

Todo, excepto los transistores de salida Tr1/Tr2, está en la propia placa. Los transistores de salida están montados sobre radiadores, más sobre esto a continuación. Cabe hacer las siguientes observaciones al diagrama del autor del artículo original:

No es necesario soldar todo a la vez. Es mejor configurar primero las resistencias R1, R2 y R6 como recortadores, desoldarlas después de todos los ajustes, medir su resistencia y soldar las resistencias constantes finales con la misma resistencia. La configuración se reduce a las siguientes operaciones. Primero, usando R6, se configura de modo que el voltaje entre X y cero sea exactamente la mitad del voltaje +V y cero. En uno de los canales me faltaban 100 kOhm, por lo que es mejor llevar estos recortadores con reserva. Luego, usando R1 y R2 (¡manteniendo su relación aproximada!), se establece la corriente de reposo: configuramos el probador para que mida la corriente continua y medimos esta misma corriente en el punto de entrada positivo de la fuente de alimentación. Tuve que reducir significativamente la resistencia de ambas resistencias para obtener la corriente de reposo requerida. La corriente de reposo de un amplificador de clase A es máxima y, de hecho, en ausencia de señal de entrada, toda ella se convierte en energía térmica. Para altavoces de 8 ohmios, esta corriente, según la recomendación del autor, debe ser de 1,2 A con un voltaje de 27 voltios, lo que significa 32,4 vatios de calor por canal. Dado que configurar la corriente puede tardar varios minutos, los transistores de salida ya deben estar en los radiadores de refrigeración; de lo contrario, se sobrecalentarán y morirán rápidamente. Porque principalmente se calientan.

Es posible que, a modo de experimento, quieras comparar el sonido de diferentes transistores, por lo que también puedes dejar la posibilidad de sustituirlos cómodamente. Probé 2N3906, KT361 y BC557C en la entrada, hubo una ligera diferencia a favor de este último. El fin de semana previo probamos KT630, BD139 y KT801, y nos decidimos por los importados. Aunque todos los transistores anteriores son muy buenos, la diferencia puede ser bastante subjetiva. En la salida, instalé inmediatamente 2N3055 (ST Microelectronics), ya que a mucha gente le gustan.

Al ajustar y reducir la resistencia del amplificador, la frecuencia de corte de baja frecuencia puede aumentar, por lo que para el condensador de entrada es mejor usar no 0,5 µF, sino 1 o incluso 2 µF en una película de polímero. Todavía hay un esquema ruso de un "amplificador ultralineal de clase A" flotando en Internet, donde este condensador generalmente se propone como 0,1 uF, lo que conlleva un corte de todos los graves a 90 Hz:

Escriben que este circuito no es propenso a la autoexcitación, pero por si acaso, se coloca un circuito Zobel entre el punto X y tierra: R 10 Ohm + C 0,1 μF.
- fusibles, pueden y deben instalarse tanto en el transformador como en la entrada de alimentación del circuito.
- Sería muy apropiado utilizar pasta térmica para lograr el máximo contacto entre el transistor y el disipador.

metalurgia y carpintería

Pasemos ahora a la parte tradicionalmente más difícil del bricolaje: la vivienda. Las dimensiones de la carcasa las determinan los radiadores, y en clase A deben ser grandes, recuerda unos 30 vatios de calor por cada lado. Al principio subestimé esta potencia y opté por radiadores medios de 800 cm² por canal. Sin embargo, con la corriente de reposo establecida en 1,2 A, se calentaron hasta 100 °C en sólo 5 minutos, y quedó claro que se necesitaba algo más potente. Es decir, debe instalar radiadores más grandes o utilizar refrigeradores. No quería hacer un cuadricóptero, así que compré un HS 135-250 gigante y atractivo con un área de 2500 cm² para cada transistor. Como ha demostrado la práctica, esta medida resultó un poco excesiva, pero ahora el amplificador se puede tocar fácilmente con las manos: la temperatura es de sólo 40°C incluso en modo de reposo. Perforar agujeros en los radiadores para soportes y transistores se convirtió en un problema: las brocas para metal chinas compradas inicialmente se perforaban extremadamente lentamente, cada agujero habría tardado al menos media hora. Al rescate acudieron brocas de cobalto con un ángulo de afilado de 135° de un conocido fabricante alemán: ¡cada agujero se repasa en unos segundos!

Hice el cuerpo con plexiglás. Inmediatamente encargamos rectángulos cortados a los vidrieros, les hacemos los agujeros necesarios para las fijaciones y los pintamos por el reverso con pintura negra.

El plexiglás pintado en el reverso se ve muy bonito. Ahora solo queda montarlo todo y disfrutar de la música… oh sí, durante el montaje final también es importante distribuir adecuadamente el suelo para minimizar el fondo. Como se descubrió décadas antes que nosotros, C3 debe conectarse a la tierra de la señal, es decir al menos de la entrada-entrada, y todos los demás inconvenientes se pueden enviar a la "estrella" cerca de los condensadores del filtro. Si todo se hace correctamente, no podrá escuchar ningún fondo, incluso si acerca la oreja al altavoz al máximo volumen. Otra característica de "tierra" típica de las tarjetas de sonido que no están aisladas galvánicamente de la computadora es la interferencia de la placa base, que puede llegar a través de USB y RCA. A juzgar por Internet, el problema ocurre con frecuencia: en los parlantes se pueden escuchar los sonidos del disco duro, la impresora, el mouse y la fuente de alimentación de fondo de la unidad del sistema. En este caso, la forma más sencilla de romper el circuito de tierra es cubrir la conexión a tierra del enchufe del amplificador con cinta aislante. Aquí no hay nada que temer, porque... Habrá un segundo circuito de tierra a través de la computadora.

No hice ningún control de volumen en el amplificador porque no pude obtener ningún ALPS de alta calidad y no me gustó el susurro de los potenciómetros chinos. En su lugar, se instaló una resistencia normal de 47 kOhm entre tierra y la señal de entrada. Además, el regulador de una tarjeta de sonido externa está siempre a mano y cada programa también tiene un control deslizante. Sólo el reproductor de vinilo no tiene control de volumen, así que para escucharlo conecté un potenciómetro externo al cable de conexión.

Puedo adivinar este contenedor en 5 segundos...

Finalmente, puedes empezar a escuchar. La fuente de sonido es Foobar2000 → ASIO → externo Asus Xonar U7. Altavoces Microlab Pro3. La principal ventaja de estos altavoces es un bloque separado de su propio amplificador en el chip LM4766, que se puede quitar inmediatamente en algún lugar. Con esta acústica sonaba mucho más interesante un amplificador de un minisistema Panasonic con una orgullosa inscripción Hi-Fi o un amplificador del reproductor soviético Vega-109. Ambos dispositivos anteriores funcionan en clase AB. JLH, presentado en el artículo, venció a todos los camaradas mencionados anteriormente por un portillo, según los resultados de una prueba a ciegas para 3 personas. Aunque la diferencia era audible a simple vista y sin pruebas, el sonido era claramente más detallado y transparente. Es bastante fácil, por ejemplo, escuchar la diferencia entre MP3 de 256 kbps y FLAC. Solía ​​​​pensar que el efecto sin pérdidas se parecía más a un placebo, pero ahora mi opinión ha cambiado. Del mismo modo, se ha vuelto mucho más agradable escuchar archivos sin comprimir de la guerra de volumen: el rango dinámico inferior a 5 dB no es hielo en absoluto. Linsley-Hood vale la pena invertir tiempo y dinero, porque un amplificador de marca similar costará mucho más.

Costos de materiales

Transformador 2200 frotar.
Transistores de salida (6 unidades con reserva) 900 rublos.
Condensadores de filtro (4 piezas) 2700 rublos.
“Rassypukha” (resistencias, pequeños condensadores y transistores, diodos) ~ 2000 rublos.
Radiadores 1800 frotar.
Plexiglás 650 rublos.
Pintura 250 frotar.
Conectores 600 rublos.
Tableros, cables, soldaduras de plata, etc. ~1000 rublos.
TOTAL ~12100 frotar.

En este artículo hablaremos de amplificadores. También son ULF (amplificadores de baja frecuencia), también son UMZCH (amplificadores de potencia de audiofrecuencia). Estos dispositivos se pueden fabricar tanto con transistores como con microcircuitos. Aunque algunos radioaficionados, rindiendo homenaje a la moda vintage, los fabrican a la antigua usanza, utilizando lámparas. Te recomendamos mirar aquí. Me gustaría llamar la atención de los principiantes sobre los microcircuitos amplificadores de automóvil con fuente de alimentación de 12 voltios. Utilizándolos se puede obtener una salida de sonido de bastante alta calidad y, para el montaje, prácticamente basta con tener conocimientos de un curso de física escolar. A veces, del kit de carrocería, o en otras palabras, aquellas partes del diagrama sin las cuales el microcircuito no funcionará, hay literalmente 5 piezas en el diagrama. Uno de ellos, un amplificador en un chip. TDA1557Q mostrado en la figura:

Ensamblé un amplificador de este tipo una vez; lo he estado usando durante varios años junto con la acústica soviética de 8 ohmios y 8 W, junto con una computadora. La calidad del sonido es mucho mayor que la de los altavoces de plástico chinos. Es cierto que para sentir una diferencia significativa tuve que comprar una tarjeta de sonido creativa, la diferencia con el sonido incorporado era insignificante.

El amplificador se puede montar mediante montaje colgante.

El amplificador también se puede ensamblar mediante montaje colgante, directamente en los terminales de las piezas, pero no recomendaría ensamblar con este método. Es mejor dedicar un poco más de tiempo, buscar una placa de circuito impreso cableada (o cablearla usted mismo), transferir el diseño a la PCB, grabarla y terminar con un amplificador que funcionará durante muchos años. Todas estas tecnologías se han descrito muchas veces en Internet, por lo que no me detendré en ellas con más detalle.

Amplificador conectado al radiador

Diré de inmediato que los chips del amplificador se calientan mucho durante el funcionamiento y deben fijarse aplicando pasta térmica al radiador. Para aquellos que solo quieren montar un amplificador y no tienen el tiempo o el deseo de estudiar programas para el diseño de PCB, tecnologías LUT y grabado, puedo sugerirles que utilicen placas de pruebas especiales con orificios para soldar. Uno de ellos se muestra en la foto a continuación:

Como se puede ver en la foto, las conexiones no se realizan mediante pistas en una placa de circuito impreso, como es el caso del cableado impreso, sino mediante cables flexibles soldados a los contactos de la placa. El único problema al ensamblar tales amplificadores es la fuente de alimentación, que produce un voltaje de 12 a 16 voltios, con un consumo de corriente por parte del amplificador de hasta 5 amperios. Por supuesto, un transformador de este tipo (5 amperios) tendrá unas dimensiones bastante grandes, por lo que algunos utilizan fuentes de alimentación conmutadas.

Transformador para amplificador - foto

Creo que muchas personas en casa tienen fuentes de alimentación para computadoras que ahora están obsoletas y ya no se usan como parte de las unidades del sistema, pero dichas fuentes de alimentación son capaces de entregar +12 voltios a través de circuitos, corrientes mucho mayores que 4 amperios. Por supuesto, entre los conocedores del sonido, dicha fuente de alimentación se considera peor que una de transformador estándar, pero conecté una fuente de alimentación conmutada para alimentar mi amplificador y luego la cambié por una de transformador; se puede decir que la diferencia en el sonido es imperceptible.

Después de dejar el transformador, por supuesto, es necesario instalar un puente de diodos para rectificar la corriente, que debe estar diseñado para funcionar con las grandes corrientes consumidas por el amplificador.

Después del puente de diodos hay un filtro en un condensador electrolítico, que debería estar diseñado para un voltaje notablemente más alto que en nuestro circuito. Por ejemplo, si tenemos una fuente de alimentación de 16 voltios en el circuito, el condensador debería ser de 25 voltios. Además, este condensador debe ser lo más grande posible; tengo 2 condensadores de 2200 uF cada uno conectados en paralelo, y este no es el límite. En paralelo con la fuente de alimentación (bypass), es necesario conectar un condensador cerámico con una capacidad de 100 nf. En la entrada del amplificador se instalan condensadores de desacoplamiento de película con una capacidad de 0,22 a 1 µF.

Condensadores de película

La conexión de la señal al amplificador, para reducir el nivel de interferencia inducida, debe realizarse con un cable blindado, para estos fines es conveniente utilizar un cable; Gato 3,5- 2 Tulipas, con sus correspondientes tomas en el amplificador.

Cable jack 3,5 - 2 tulipas

El nivel de la señal (volumen en el amplificador) se ajusta mediante un potenciómetro; si el amplificador es estéreo, entonces dual. El diagrama de conexión para la resistencia variable se muestra en la siguiente figura:

Por supuesto, los amplificadores también se pueden fabricar con transistores, mientras que la fuente de alimentación, la conexión y el control de volumen se utilizan en ellos exactamente de la misma manera que en los amplificadores con microcircuitos. Considere, por ejemplo, un circuito amplificador que utiliza un solo transistor:

Aquí también hay un condensador separador, y el menos de la señal está conectado al menos de la fuente de alimentación. A continuación se muestra un diagrama de un amplificador de potencia push-pull con dos transistores:

El siguiente circuito también utiliza dos transistores, pero está ensamblado en dos etapas. De hecho, si lo miras de cerca, parece que consta de dos partes casi idénticas. Nuestra primera cascada incluye: C1, R1, R2, V1. En la segunda etapa C2, R3, V2 y carga los auriculares B1.

Amplificador de transistores de dos etapas - diagrama de circuito

Si queremos hacer un amplificador estéreo, necesitaremos montar dos canales idénticos. De la misma forma podemos, ensamblando dos circuitos de cualquier amplificador mono, convertirlo en estéreo. A continuación se muestra un diagrama de un amplificador de potencia de transistor de tres etapas:

Amplificador de transistores de tres etapas - diagrama de circuito

Los circuitos amplificadores también difieren en el voltaje de suministro, algunos requieren de 3 a 5 voltios para funcionar, otros requieren 20 o más. Algunos amplificadores requieren alimentación bipolar para funcionar. A continuación se muestran 2 circuitos amplificadores en un chip. TDA2822, primera conexión estéreo:

En el diagrama, las conexiones de los altavoces se indican en forma de resistencias RL. El amplificador funciona normalmente a 4 voltios. La siguiente figura muestra un circuito en puente que utiliza un altavoz, pero produce más potencia que la versión estéreo:

La siguiente figura muestra los circuitos amplificadores, ambos circuitos están tomados de la hoja de datos. Fuente de alimentación 18 voltios, potencia 14 vatios:

La acústica conectada al amplificador puede tener diferentes impedancias, la mayoría de las veces es de 4 a 8 ohmios, a veces hay altavoces con una resistencia de 16 ohmios. Puede averiguar la resistencia del altavoz dándole la vuelta con la parte posterior hacia usted; la potencia nominal y la resistencia del altavoz generalmente están escritas allí. En nuestro caso son 8 ohmios, 15 vatios.

Si el altavoz está dentro de la columna y no hay forma de ver lo que está escrito en él, entonces se puede hacer sonar el altavoz con un probador en modo óhmetro seleccionando un límite de medición de 200 ohmios.

Los parlantes tienen polaridad. Los cables que conectan los altavoces suelen estar marcados en rojo, por el cable que va conectado al positivo del altavoz.

Si los cables no están marcados, puede verificar la conexión correcta conectando la batería más con más, menos con menos del altavoz (condicionalmente), si el cono del altavoz se mueve hacia afuera, entonces adivinamos la polaridad. Se pueden encontrar más circuitos ULF diferentes, incluidos los de válvulas, en. Creemos que contiene la mayor selección de esquemas en Internet.

Cuando una mujer viene a la tienda a comprar champú, le resulta difícil decidirse inmediatamente por la compra y pasa horas deambulando por los estantes, clasificando decenas de opciones. Muchos radioaficionados, al asumir la tarea de ensamblar un UMZCH casero, pueden pasar mucho tiempo eligiendo entre una amplia variedad de circuitos y microcircuitos. Estos son los débiles TDA2282 y sencillo TDA1557 y serio TDA7294 y querido STK40... La elección que ofrecen los fabricantes de circuitos integrados de audio especializados es muy amplia. ¿En cuál debería parar? Ofrecemos una opción que se considera legítimamente la media dorada en la construcción de amplificadores: el chip TDA2050 (), que a un precio de un par de decenas de rublos nos proporcionará una honesta potencia de 30 vatios. Que en la versión estéreo ya haya 60 es suficiente para un apartamento.

Circuito amplificador para autoproducción.

Para este dispositivo se ha desarrollado una placa de circuito impreso, que es adecuada para TDA2050 o LM1875 y tiene todos los componentes necesarios: fuente de alimentación, protección de altavoz, retardo de encendido y apagado rápido. Esto se logra utilizando el microcircuito UPC1237, que es conveniente pero no muy popular en los mercados nacionales. Si no es posible comprarlo, simplemente retire del circuito todos los elementos de su cableado, comenzando por las resistencias R12, R13. Luego, en términos de protección, dependerá de los propios microcircuitos UMZCH, que tienen protección térmica y contra cortocircuitos. La verdad no es muy confiable. Sí, y es posible hacer clic cuando se encienden los altavoces. Los parámetros del propio amplificador se describen en detalle en la documentación.

M/s TDA2050 y LM1875 son completamente intercambiables; las diferencias en sus circuitos son sólo los valores de un par de resistencias y un condensador.

Todo esto permite realizar una placa de circuito impreso universal adecuada para cualquiera de estos dos microcircuitos.

Fuente de tensión de alimentación

El UMZCH en sí tiene una potencia de 2x30 W, pero la potencia depende de la tensión de alimentación y de la resistencia de los altavoces conectados a la salida. Si no ha encontrado un transformador capaz de proporcionar la fuente de alimentación bipolar especificada (2 x 17 V), no importa. El circuito también puede funcionar con un voltaje reducido, por ejemplo de 2 a 12 V. En este caso, la potencia simplemente caerá proporcionalmente. Pero un transformador de este tipo es más fácil de encontrar: incluso puede tomar dos estándar, de 12 V cada uno, y conectar sus devanados de salida en serie.

En cuanto a todo tipo de bloques tonales, como ha demostrado la práctica, se trata de una complicación innecesaria del circuito, que está plagada de ruidos innecesarios. También puede cambiar la respuesta de frecuencia en una computadora (teléfono). Aquí es suficiente un control de volumen regular. Y, como opción, balance de canales.

Caja para amplificador casero.

La carcasa en nuestro caso es de plástico, con paredes delantera y trasera en forma de placas de metal de 1 mm. Puede llevar absolutamente cualquier caja adecuada en tamaño y diseño, ya sea de plástico (más fácil de procesar y perforar) o de metal (protección contra interferencias y resistencia).

Todos los conectores son estándar: red de 220 V, entradas RCA y salidas de pedal para sistemas de altavoces. Preste especial atención a la resistencia para el control de volumen. Antes de colocarlo en el VLF, simplemente conéctelo y escuche cualquier crujido o crujido de los parlantes cuando gire la perilla.

Discuta el artículo CÓMO HACER UN AMPLIFICADOR CON TUS PROPIAS MANOS

Un simple amplificador de transistores puede ser una buena herramienta para estudiar las propiedades de los dispositivos. Los circuitos y diseños son bastante simples; usted mismo puede fabricar el dispositivo y verificar su funcionamiento, tomar medidas de todos los parámetros. Gracias a los modernos transistores de efecto de campo, es posible fabricar un amplificador de micrófono en miniatura a partir de literalmente tres elementos. Y conéctelo a una computadora personal para mejorar los parámetros de grabación de sonido. Y los interlocutores durante las conversaciones escucharán su discurso mucho mejor y con mayor claridad.

Características de frecuencia

Los amplificadores de baja frecuencia (audio) se encuentran en casi todos los electrodomésticos: sistemas estéreo, televisores, radios, grabadoras e incluso computadoras personales. Pero también existen amplificadores de RF basados ​​​​en transistores, lámparas y microcircuitos. La diferencia entre ellos es que el ULF le permite amplificar la señal solo en la frecuencia de audio que percibe el oído humano. Los amplificadores de audio de transistores le permiten reproducir señales con frecuencias en el rango de 20 Hz a 20 000 Hz.

En consecuencia, incluso el dispositivo más simple puede amplificar la señal en este rango. Y lo hace de la forma más uniforme posible. La ganancia depende directamente de la frecuencia de la señal de entrada. La gráfica de estas cantidades es casi una línea recta. Si se aplica una señal con una frecuencia fuera del rango a la entrada del amplificador, la calidad de funcionamiento y la eficiencia del dispositivo disminuirán rápidamente. Las cascadas ULF se ensamblan, por regla general, utilizando transistores que operan en los rangos de frecuencia baja y media.

Clases de funcionamiento de amplificadores de audio.

Todos los dispositivos amplificadores se dividen en varias clases, según el grado de flujo de corriente a través de la cascada durante el período de funcionamiento:

1. Clase "A": la corriente fluye sin parar durante todo el período de funcionamiento de la etapa del amplificador.
2. En la clase de trabajo "B" la corriente fluye durante medio período.
3. La clase "AB" indica que la corriente fluye a través de la etapa del amplificador durante un tiempo igual al 50-100% del período.
4. En el modo “C”, la corriente eléctrica fluye durante menos de la mitad del tiempo de funcionamiento.
5. El modo ULF "D" se ha utilizado en la práctica de radioaficionados bastante recientemente, poco más de 50 años. En la mayoría de los casos, estos dispositivos se implementan sobre la base de elementos digitales y tienen una eficiencia muy alta, superior al 90%.

La presencia de distorsión en varias clases de amplificadores de baja frecuencia.

El área de trabajo de un amplificador de transistores de clase "A" se caracteriza por distorsiones no lineales bastante pequeñas. Si la señal entrante emite pulsos de voltaje más altos, esto hace que los transistores se saturen. En la señal de salida, comienzan a aparecer unos más altos cerca de cada armónico (hasta 10 u 11). Debido a esto, aparece un sonido metálico, característico únicamente de los amplificadores de transistores.

Si la fuente de alimentación es inestable, la señal de salida se modelará en amplitud cercana a la frecuencia de la red. El sonido se volverá más áspero en el lado izquierdo de la respuesta de frecuencia. Pero cuanto mejor es la estabilización de la fuente de alimentación del amplificador, más complejo se vuelve el diseño de todo el dispositivo. Los ULF que operan en clase "A" tienen una eficiencia relativamente baja: menos del 20%. La razón es que el transistor está constantemente abierto y la corriente fluye a través de él constantemente.

Para aumentar (aunque sea ligeramente) la eficiencia, puede utilizar circuitos push-pull. Un inconveniente es que las medias ondas de la señal de salida se vuelven asimétricas. Si pasa de la clase "A" a la "AB", las distorsiones no lineales aumentarán de 3 a 4 veces. Pero la eficiencia de todo el circuito del dispositivo seguirá aumentando. Las clases ULF “AB” y “B” caracterizan el aumento de la distorsión a medida que disminuye el nivel de la señal en la entrada. Pero incluso si sube el volumen, esto no ayudará a eliminar por completo las deficiencias.

Trabajar en clases intermedias.

Cada clase tiene varias variedades. Por ejemplo, existe una clase de amplificadores “A+”. En él, los transistores de entrada (baja tensión) funcionan en modo “A”. Pero los de alto voltaje instalados en las etapas de salida funcionan en “B” o en “AB”. Estos amplificadores son mucho más económicos que los que funcionan en clase "A". Hay un número notablemente menor de distorsiones no lineales: no superior al 0,003%. Se pueden lograr mejores resultados utilizando transistores bipolares. El principio de funcionamiento de los amplificadores basados ​​en estos elementos se analizará a continuación.

Pero todavía hay una gran cantidad de armónicos más altos en la señal de salida, lo que hace que el sonido se vuelva característicamente metálico. También hay circuitos amplificadores que funcionan en clase “AA”. En ellos, las distorsiones no lineales son aún menores: hasta el 0,0005%. Pero el principal inconveniente de los amplificadores de transistores todavía existe: el característico sonido metálico.

Diseños "alternativos"

Esto no quiere decir que sean alternativos, pero algunos especialistas involucrados en el diseño y montaje de amplificadores para una reproducción de sonido de alta calidad prefieren cada vez más los diseños de válvulas. Los amplificadores de válvulas tienen las siguientes ventajas:

1. Nivel muy bajo de distorsión no lineal en la señal de salida.
2. Hay menos armónicos superiores que en los diseños de transistores.

Pero hay una gran desventaja que supera todas las ventajas: definitivamente es necesario instalar un dispositivo de coordinación. El hecho es que la etapa del tubo tiene una resistencia muy alta: varios miles de ohmios. Pero la resistencia del devanado del altavoz es de 8 o 4 ohmios. Para coordinarlos, es necesario instalar un transformador.

Por supuesto, esto no es un gran inconveniente: también hay dispositivos de transistores que utilizan transformadores para combinar la etapa de salida y el sistema de altavoces. Algunos expertos sostienen que el circuito más eficaz es uno híbrido, que utiliza amplificadores de un solo extremo que no se ven afectados por la retroalimentación negativa. Además, todas estas cascadas funcionan en modo ULF clase “A”. En otras palabras, como repetidor se utiliza un amplificador de potencia montado en un transistor.

Además, la eficiencia de estos dispositivos es bastante alta: alrededor del 50%. Pero no debe centrarse únicamente en los indicadores de eficiencia y potencia, ya que no indican la alta calidad de reproducción del sonido por parte del amplificador. La linealidad de las características y su calidad son mucho más importantes. Por lo tanto, es necesario prestarles atención principalmente a ellos y no al poder.

Circuito ULF de un solo extremo en un transistor

El amplificador más simple, construido según un circuito emisor común, funciona en clase "A". El circuito utiliza un elemento semiconductor con una estructura n-p-n. Se instala una resistencia R3 en el circuito colector, lo que limita el flujo de corriente. El circuito colector está conectado al cable de alimentación positivo y el circuito emisor está conectado al cable negativo. Si usa transistores semiconductores con estructura p-n-p, el circuito será exactamente el mismo, solo necesita cambiar la polaridad.

Utilizando un condensador de desacoplamiento C1, es posible separar la señal de entrada alterna de la fuente de corriente continua. En este caso, el condensador no es un obstáculo para el flujo de corriente alterna a lo largo del camino base-emisor. La resistencia interna de la unión emisor-base junto con las resistencias R1 y R2 representan el divisor de voltaje de suministro más simple. Normalmente, la resistencia R2 tiene una resistencia de 1-1,5 kOhm, los valores más típicos para este tipo de circuitos. En este caso, la tensión de alimentación se divide exactamente por la mitad. Y si alimenta el circuito con un voltaje de 20 voltios, puede ver que el valor de la ganancia actual h21 será 150. Cabe señalar que los amplificadores de alta frecuencia en transistores se fabrican de acuerdo con circuitos similares, solo que funcionan poco diferente.

En este caso, el voltaje del emisor es de 9 V y la caída en la sección "E-B" del circuito es de 0,7 V (lo cual es típico de los transistores sobre cristales de silicio). Si consideramos un amplificador basado en transistores de germanio, entonces en este caso la caída de voltaje en la sección "E-B" será igual a 0,3 V. La corriente en el circuito colector será igual a la que fluye en el emisor. Puedes calcularlo dividiendo el voltaje del emisor por la resistencia R2 - 9V/1 kOhm = 9 mA. Para calcular el valor de la corriente base, es necesario dividir 9 mA por la ganancia h21 - 9 mA/150 = 60 μA. Los diseños ULF suelen utilizar transistores bipolares. Su principio de funcionamiento es diferente al de campo.

En la resistencia R1, ahora puede calcular el valor de caída: esta es la diferencia entre los voltajes base y de suministro. En este caso, el voltaje base se puede encontrar mediante la fórmula: la suma de las características del emisor y la transición "E-B". Cuando se alimenta desde una fuente de 20 voltios: 20 - 9,7 = 10,3. Desde aquí puedes calcular el valor de resistencia R1 = 10,3 V/60 μA = 172 kOhm. El circuito contiene la capacitancia C2, que es necesaria para implementar un circuito a través del cual pueda pasar la componente alterna de la corriente del emisor.

Si no instala el condensador C2, el componente variable será muy limitado. Debido a esto, un amplificador de audio basado en transistores tendrá una ganancia de corriente h21 muy baja. Es necesario prestar atención al hecho de que en los cálculos anteriores se supuso que las corrientes de base y de colector eran iguales. Además, se tomó como corriente de base la que fluye hacia el circuito desde el emisor. Ocurre sólo si se aplica un voltaje de polarización a la salida base del transistor.

Pero hay que tener en cuenta que la corriente de fuga del colector siempre fluye a través del circuito base, independientemente de la presencia de polarización. En los circuitos emisores comunes, la corriente de fuga se amplifica al menos 150 veces. Pero normalmente este valor se tiene en cuenta sólo al calcular amplificadores basados ​​​​en transistores de germanio. En el caso de utilizar silicio, en el que la corriente del circuito "K-B" es muy pequeña, este valor simplemente se desprecia.

Amplificadores basados ​​en transistores MOS

El amplificador de transistores de efecto de campo que se muestra en el diagrama tiene muchos análogos. Incluyendo el uso de transistores bipolares. Por tanto, podemos considerar, como ejemplo similar, el diseño de un amplificador de audio ensamblado según un circuito con un emisor común. La foto muestra un circuito realizado según un circuito fuente común. Las conexiones R-C se ensamblan en los circuitos de entrada y salida para que el dispositivo funcione en modo amplificador clase “A”.

La corriente alterna de la fuente de señal se separa de la tensión de alimentación directa mediante el condensador C1. Un amplificador de transistor de efecto de campo debe tener necesariamente un potencial de puerta que será inferior a la característica de la misma fuente. En el diagrama que se muestra, la puerta está conectada al cable común mediante la resistencia R1. Su resistencia es muy alta: en los diseños se suelen utilizar resistencias de 100-1000 kOhm. Se elige una resistencia tan grande para que la señal de entrada no se desvíe.

Esta resistencia casi no deja pasar la corriente eléctrica, por lo que el potencial de la puerta (en ausencia de una señal en la entrada) es el mismo que el de tierra. En la fuente, el potencial resulta ser mayor que el de tierra, solo debido a la caída de voltaje a través de la resistencia R2. De esto queda claro que la puerta tiene un potencial menor que la fuente. Y esto es exactamente lo que se requiere para el funcionamiento normal del transistor. Es necesario prestar atención al hecho de que C2 y R3 en este circuito amplificador tienen el mismo propósito que en el diseño discutido anteriormente. Y la señal de entrada se desplaza con respecto a la señal de salida 180 grados.

ULF con transformador en la salida

Puede hacer un amplificador de este tipo con sus propias manos para uso doméstico. Se realiza según el esquema que funciona en clase “A”. El diseño es el mismo que los discutidos anteriormente: con un emisor común. Una característica es que es necesario utilizar un transformador para hacer coincidir. Esta es una desventaja de un amplificador de audio basado en transistores.

El circuito colector del transistor está cargado por el devanado primario, que desarrolla una señal de salida transmitida a través del secundario a los altavoces. Se ensambla un divisor de voltaje en las resistencias R1 y R3, lo que le permite seleccionar el punto de operación del transistor. Este circuito suministra voltaje de polarización a la base. Todos los demás componentes tienen el mismo propósito que los circuitos discutidos anteriormente.

Amplificador de audio push-pull

No se puede decir que este sea un simple amplificador de transistores, ya que su funcionamiento es un poco más complicado que los comentados anteriormente. En los ULF push-pull, la señal de entrada se divide en dos medias ondas, de diferente fase. Y cada una de estas medias ondas se amplifica mediante su propia cascada, realizada en un transistor. Una vez amplificada cada media onda, ambas señales se combinan y se envían a los altavoces. Transformaciones tan complejas pueden causar distorsión de la señal, ya que las propiedades dinámicas y de frecuencia de dos transistores, incluso del mismo tipo, serán diferentes.

Como resultado, la calidad del sonido en la salida del amplificador se reduce significativamente. Cuando un amplificador push-pull funciona en clase “A”, no es posible reproducir una señal compleja con alta calidad. La razón es que a través de los hombros del amplificador fluye constantemente una corriente cada vez mayor, las medias ondas son asimétricas y se producen distorsiones de fase. El sonido se vuelve menos inteligible y, cuando se calienta, la distorsión de la señal aumenta aún más, especialmente en frecuencias bajas y ultrabajas.

ULF sin transformador

Un amplificador de bajo basado en transistores fabricado con un transformador, a pesar de que el diseño puede tener pequeñas dimensiones, sigue siendo imperfecto. Los transformadores siguen siendo pesados ​​y voluminosos, por lo que es mejor deshacerse de ellos. Un circuito realizado sobre elementos semiconductores complementarios con diferentes tipos de conductividad resulta mucho más eficaz. La mayoría de los ULF modernos se fabrican precisamente según estos esquemas y funcionan en la clase "B".

Los dos potentes transistores utilizados en el diseño funcionan según un circuito seguidor de emisor (colector común). En este caso, el voltaje de entrada se transmite a la salida sin pérdida ni ganancia. Si no hay señal en la entrada, entonces los transistores están a punto de encenderse, pero aún están apagados. Cuando se aplica una señal armónica a la entrada, el primer transistor se abre con una media onda positiva y el segundo está en modo de corte en ese momento.

En consecuencia, sólo las medias ondas positivas pueden atravesar la carga. Pero los negativos abren el segundo transistor y apagan completamente el primero. En este caso, en la carga sólo aparecen medias ondas negativas. Como resultado, la señal amplificada en potencia aparece en la salida del dispositivo. Un circuito amplificador de este tipo que utiliza transistores es bastante eficaz y puede proporcionar un funcionamiento estable y una reproducción de sonido de alta calidad.

Circuito ULF en un transistor

Después de estudiar todas las características descritas anteriormente, puede ensamblar el amplificador con sus propias manos utilizando un elemento base simple. Se puede utilizar el transistor KT315 nacional o cualquiera de sus análogos extranjeros, por ejemplo BC107. Como carga, debe utilizar auriculares con una resistencia de 2000-3000 ohmios. Se debe aplicar un voltaje de polarización a la base del transistor a través de una resistencia de 1 MΩ y un capacitor de desacoplamiento de 10 μF. El circuito se puede alimentar desde una fuente con un voltaje de 4,5 a 9 voltios, una corriente de 0,3 a 0,5 A.

Si la resistencia R1 no está conectada, no habrá corriente en la base ni en el colector. Pero cuando se conecta, el voltaje alcanza un nivel de 0,7 V y permite que fluya una corriente de aproximadamente 4 μA. En este caso, la ganancia actual será de aproximadamente 250. Desde aquí puede hacer un cálculo simple del amplificador usando transistores y averiguar la corriente del colector; resulta ser igual a 1 mA. Una vez ensamblado este circuito amplificador de transistores, puede probarlo. Conecte una carga a la salida: auriculares.

Toque la entrada del amplificador con el dedo; debería aparecer un ruido característico. Si no está allí, lo más probable es que la estructura se haya ensamblado incorrectamente. Vuelva a verificar todas las conexiones y clasificaciones de elementos. Para que la demostración sea más clara, conecte una fuente de sonido a la entrada ULF, la salida del reproductor o del teléfono. Escuche música y evalúe la calidad del sonido.