Схема нч усилителя: Схемы усилителей мощности на транзисторах, самодельные УНЧ и УМЗЧ

Содержание

Схема усилителя низкой частоты

Усилитель Э. Холтона пользуется большой популярностью среди звуковиков и аудиофилов. Схема этого усилителя низкой частоты была создана более 40 лет назад. Основные достоинства этого усилителя можно перечислять часами. Схема позволяет получить высокую мощность на выходе, что позволяет построить на основе этой схемы мощные концертные усилители с мощностью более 1000 ватт. Высокая мощность, сравнительно простая схема (не для начинающих, конечно) делают эту электросхему такой популярной. Выходной каскад усилителя работает в режиме АВ, это дает возможность использовать усилитель для широкополосной акустики.

Схема усилителя имеет несколько модернизаций. В основном повторяют схемы с мощностью от 200 до 800 ватт, редко до 1200, хотя на основе схемы Холтона можно построить усилители низкой частоты до 5000 ватт и более. Аудиофилами схема используется для питания мощных сабвуферных головок, Холтон одна из тех схем, которая может легко справляться с любой сабвуферной головкой, которые встречаются в магазинах.

На основе этого усилители создаются усилители повышенной мощности, которые находят широкое применение в конкурсах по автозвуку, для раскачки сабвуферных головок с мощностью по несколько киловатт.

Классическая схема Холтона содержит 3 пары выходных транзисторов, почти всегда выходной каскад полевой. Ниже основные параметры схемы Холтона с 3-я парами выходного каскада.

Максимальное напряжение питания, ± В ±85 В на нагрузку 8 Ом. Максимальная выходная мощность, Вт при искажениях до 1% и напряжении питания: В скобках указан требуемый блок оконечных каскадов для получение указанной мощности.

±30 В
40 (О-1)
80 (О-1)
160 (О-2)

±35 В
60 (О-1)
120 (О-1)
240 (О-3)

±40 В
80 (О-1)
160 (О-2)
320 (О-4)

±45 В
100 (О-1)
200 (О-2)
400 (О-5)

±50 В
135 (О-2)
270 (О-3)
540 (О-6)

±55 В
160 (О-2)
320 (О-4)
640 (О-7)

±60 В
200 (О-2)
400 (О-4)
800 (О-8)

±65 В
240 (О-3)
480 (О-5)

±70 В
270 (О-3)
540 (О-6)

±75 В
310 (О-4)
620 (О-6)

±80 В
360 (О-4)
720 (О-7)

±85 В
410 (О-4)
820 (О-8)

Коф усиления, дБ 24

Нелинейные искажения при 2/3 от максимальной мощности, % 0,03%

Скорость нарастания выходного сигнала, не менее В/мкС 25

Единственной защитой транзисторов выходного каскада являются эмиттерные резисторы, номинал которых может лежать в пределах от 0,22 до 0,49 Ом, незначительное отклонение никак повлияет на работу схемы.

Коф. нелинейных искажения данной схемы не превышает 0,07% на частоте 18 кГц, Приведенная схема усилителя отличается от стандартной схемы Энтони Холтона лишь типами используемых транзисторов, поскольку оригинальные транзисторы, которые использовал автор, уже давно вышли из продажи.

Мощность представленной схемы может доходить со 800 ватт на нагрузку в 4 Ом, представьте эти 800 ватт в автомобиле или в квартире…

В нашем варианте имеем стереофонический усилитель Холтона с максимальной выходной мощностью 1600 ватт.

Для питания каждого канала имеется отдельный блок питания, в данном случае сетевые тороидальные трансформаторы на 1000 ватт каждый.

Понравилась схема — лайкни!

ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ УНЧ

Смотреть ещё схемы усилителей

УСИЛИТЕЛИ НА ЛАМПАХ

УСИЛИТЕЛИ НА ТРАНЗИСТОРАХ

УСИЛИТЕЛИ НА МИКРОСХЕМАХ СТАТЬИ ОБ УСИЛИТЕЛЯХ

Радиосхемы.

— Схемы усилителей на транзисторах

Радиотехника начинающим перейти в раздел	Букварь телемастера перейти в раздел	Основы спутникового телевидения перейти в раздел
Каталог схем перейти в раздел	Литература перейти в раздел	Статьи перейти в раздел
Схемы телевизоров перейти в раздел	Файловое хранилище перейти в раздел	Доска объявлений перейти в раздел
Радиодетали и ремонт в Вашем городе перейти в раздел	ФОРУМ перейти в раздел	Справочные материалы Справочная литература Микросхемы Прочее

Схема усилителя низкой частоты.

Классификация и принцип работы УНЧ — ABC IMPORT Содержание статьи:

Усилитель низких частот (далее УНЧ) – электронное устройство, предназначенное для усиления колебаний низкой частоты до той, которая необходима потребителю. Они могут выполняться на различных электронных элементах вроде транзисторов разных типов, ламп или операционных усилителей. Все УНЧ обладают рядом параметров, которые характеризуют эффективность их работы.

В данной статье будет рассказано о применении такого устройства, его параметрах, способах построения с помощью различных электронных компонентов. Также будет рассмотрена схемотехника усилителей низкой частоты.

Вам будет интересно:Как заряжать NiMH аккумуляторы правильно

Применение УНЧ

Чаще всего УНЧ используется в аппаратуре для воспроизведения звука, потому что в данной области техники часто необходимо усиливать частоту сигнала до той, которую может воспринимать человеческий организм (от 20 Гц до 20 кГц).

Другие области применения УНЧ:

измерительная техника;
дефектоскопия;
аналоговая вычислительная техника.

В целом усилители низких частот встречаются в качестве составных компонентов различных электронных схем, например, радиоприемников, акустических устройств, телевизоров или радиопередатчиков.

Параметры

Важнейший параметр для усилителя – коэффициент усиления. Он рассчитывается, как отношение выходного сигнала к входному. В зависимости от рассматриваемой величины, различают:

коэффициент усиления по току = выходной ток / входной ток;
коэффициент усиления по напряжению = выходное напряжение / входное напряжение;
коэффициент усиления по мощности = выходная мощность / входная мощность.

Вам будет интересно:Как продлить жизнь батареек: способы реанимации и правила эксплуатации элементов питания

Для некоторых устройств вроде операционных усилителей значение этого коэффициента очень велико, но работать со слишком большими (равно как и со слишком малыми) числами при вычислениях неудобно, поэтому часто коэффициенты усиления выражают в логарифмических единицах.

Для этого применяются следующие формулы:

коэффициент усиления по мощности в логарифмических единицах = 10 * десятичный логарифм искомого коэффициента усиления по мощности;
коэффициент усиления по току в логарифмических единицах = 20 * десятичный логарифм искомого коэффициента усиления по току;
коэффициент усиления по напряжению в логарифмических единицах = 20 * десятичный логарифм искомого коэффициента усиления по напряжению.

Рассчитанные подобным образом коэффициенты измеряются в децибелах. Сокращенное наименование – дБ.

Следующий важный параметр усилителя – коэффициент искажения сигнала. Важно понимать, что усиление сигнала происходит в результате его преобразований и изменений. Не факт, что всегда эти преобразования будут происходить корректно. По этой причине выходной сигнал может отличаться от входного, например, по форме.

Вам будет интересно:Датчик движения ИЭК: обзор, характеристики и отзывы

Идеальных усилителей не существует, поэтому искажения всегда имеют место. Правда, в одних случаях они не выходят за допустимые границы, а в других – выходят. Если гармоники сигналов на выходе усилителя совпадают с гармониками входных сигналов, то искажения линейные и сводятся лишь к изменению амплитуды и фазы. Если же на выходе появляются новые гармоники, то искажения нелинейные, потому что приводят к изменению формы сигнала.

Проще говоря, если искажения линейные и на входе усилителя был сигнал «а», то на выходе будет сигнал «А», а если нелинейные, то на выходе будет сигнал «Б».

Заключительный важный параметр, характеризующий работу усилителя, это выходная мощность. Разновидности мощности:

Номинальная.

Паспортная шумовая.

Максимальная кратковременная.

Максимальная долговременная.

Все четыре типа нормируются различными ГОСТами и стандартами.

Усилители на лампах

Исторически первые усилители создавались на электронных лампах, которые относятся к классу электровакуумных приборов.

В зависимости от расположенных внутри герметичной колбы лампы электродов различают:

диоды;
триоды;
тетроды;
пентоды.

Максимальное количество электродов – восемь. Существуют также такие электровакуумные приборы, как клистроны.

Усилитель на триоде

Для начала стоит разобраться со схемой включения. Описание схемы усилителя низкой частоты на триоде приведено далее.

На нить накала, которая нагревает катод, подается напряжение. Также напряжение подается на анод. С катода под действием температуры выбиваются электроны, которые устремляются к аноду, на который подан положительный потенциал (у электронов потенциал отрицательный).

Часть электронов перехватывается третьим электродом – сеткой, к которой также подведено напряжение, только переменное. С помощью сетки регулируется анодный ток (ток в схеме в целом). Если на сетку подать большой отрицательный потенциал, все электроны с катода осядут на ней, а через лампу не будет протекать ток, потому что ток – направленное движение электронов, а сетка это движение перекрывает.

Коэффициент усиления лампы регулирует резистор, который подключен между источником питания и анодом. Он задает нужное положение рабочей точки на вольт-амперной характеристике, от которого и зависят параметры усиления.

Почему положение рабочей точки так важно? Потому что от него зависит, насколько будет усилен ток и напряжение (следовательно, и мощность) в схеме усилителя низкой частоты.

Выходной сигнал на триодном усилителе снимается с участка между анодом и резистором, включенным перед ним.

Вам будет интересно:Датчики для «Умного дома»: виды и назначение

Усилитель на клистроне

Принцип работы усилителя низкой частоты на клистроне основан на модуляции сигнала сначала по скорости, а затем по плотности.

Клистрон устроен следующим образом: в колбе есть катод, нагреваемый нитью накала, и коллектор (аналог анода). Между ними расположены входной и выходной резонаторы. Электроны, испускаемые с катода, ускоряются напряжением, подведенным к катоду, и устремляются к коллектору.

Одни электроны будут двигаться быстрее, другие медленнее – так выглядит модуляция по скорости. Из-за разницы в скорости движения электроны группируются в пучки – так проявляется модуляция по плотности. Модулированный по плотности сигнал попадает на выходной резонатор, где создает сигнал той же частоты, но большей мощности, чем и у входного резонатора.

Получается, что кинетическая энергия электронов преобразуется в энергию СВЧ-колебаний электромагнитного поля выходного резонатора. Так происходит усиление сигнала в клистроне.

Особенности электровакуумных усилителей

Если сравнить качество одного и того же сигнала, усиленного ламповым устройством и УНЧ на транзисторах, то разница будет видна невооруженным глазом не в пользу последнего.

Любой профессиональный музыкант скажет, что ламповые усилители куда лучше своих продвинутых аналогов.

Электровакуумные приборы давно вышли из массового потребления, им на смену пришли транзисторы и микросхемы, но это неактуально для области воспроизведения звука. За счет температурной стабильности и вакуума внутри ламповые приборы лучше усиливают сигнал.

Единственный недостаток лампового УНЧ – высокая цена, что логично: дорого выпускать элементы, которые не пользуются массовым спросом.

Усилитель на биполярном транзисторе

Часто усилительные каскады собираются с использованием транзисторов. Простой усилитель низкой частоты можно собрать всего из трех основных элементов: конденсатора, резистора и n-p-n транзистора.

Для сборки такого усилителя понадобится заземлить эмиттер транзистора, подсоединить к его базе последовательно конденсатор, а параллельно – резистор. Нагрузку следует располагать перед коллектором. К коллектору в данной схеме целесообразно подключить ограничительный резистор.

Допустимое напряжение питания такой схемы усилителя низкой частоты варьируется от 3 до 12 вольт. Номинал резистора следует выбирать экспериментально с учетом того, что его величина должна быть минимум в 100 раз больше сопротивления нагрузки. Номинал конденсатора может варьироваться от 1 до 100 мкФ. Его емкость влияет на величину частоты, с которой может работать усилитель. Чем больше емкость, тем ниже номинал частоты, которую может усиливать транзистор.

Входной сигнал усилителя низкой частоты на биполярном транзисторе подается на конденсатор. Положительный полюс питания необходимо соединить с точкой соединения нагрузки и резистора, параллельно соединенного с базой и конденсатором.

Чтобы улучшить качество такого сигнала, можно подключить к эмиттеру параллельно соединенные конденсатор и резистор, играющие роль отрицательной обратной связи.

Усилитель на двух биполярных транзисторах

Чтобы повысить коэффициент усиления, можно соединить два одиночных УНЧ на транзисторах в один. Тогда коэффициенты усиления этих устройств можно будет умножить.

Хотя если продолжать наращивать число усилительных каскадов, то будет увеличиваться шанс самовозбуждения усилителей.

Усилитель на полевом транзисторе

Усилители низких частот собирают и на полевых транзисторах (далее ПТ). Схемы таких устройств ненамного отличаются от тех, что собираются на биполярных транзисторах.

В качестве примера будет рассмотрен усилитель на полевом транзисторе с изолированным затвором с n-каналом (МДП типа).

К подложке данного транзистора последовательно подключается конденсатор, параллельно – делитель напряжения. К истоку ПТ подключается резистор (можно также использовать параллельное соединение конденсатора и резистора, как описано выше). К стоку подключается ограничительный резистор и питание, а между резистором и стоком создается вывод на нагрузку.

Входной сигнал к усилителям низкой частоты на полевых транзисторах подается на затвор. Осуществляется это также через конденсатор.

Как видно из пояснения, схема простейшего усилителя на полевом транзисторе ничем не отличается от схемы усилителя низкой частоты на биполярном транзисторе.

Правда, при работе с ПТ стоит учитывать следующие особенности данных элементов:

У ПТ высокое Rвходное = I / Uзатвор-исток. Полевые транзисторы управляются электрическим полем, которое образуется за счет напряжения.

Следовательно, ПТ управляются напряжением, а не током.

ПТ почти не потребляют ток, что влечет за собой слабое искажение исходного сигнала.

В полевых транзисторах нет инжекции зарядов, поэтому уровень шумов данных элементов очень низкий.

Они устойчивы к изменению температуры.

Главный недостаток полевых транзисторов – высокая чувствительность к статическому электричеству.

Многим знакома ситуация, когда, казалось бы, нетокопроводящие вещи бьют человека током. Это и есть проявление статического электричества. Если такой импульс подать на один из контактов полевого транзистора, можно вывести элемент из строя.

Таким образом, при работе с ПТ лучше не браться руками за контакты, чтобы случайно не повредить элемент.

Устройство на операционном усилителе

Операционный усилитель (далее ОУ) – устройство с дифференцированными входами, обладающее очень высоким коэффициентом усиления.

Усиление сигнала – не единственная функция данного элемента. Он может работать и в качестве генератора сигналов. Тем не менее для работы с низкими частотами интересны именно его усилительные свойства.

Чтобы из ОУ сделать усилитель сигналов, необходимо грамотно подключить к нему цепь обратной связи, которая представляет из себя обычный резистор. Как понять, куда подключать данную цепь? Для этого нужно обратиться к передаточной характеристике ОУ. Она имеет два горизонтальных и один линейный участок. Если рабочая точка устройства расположена на одном из горизонтальных участков, то ОУ работает в режиме генератора (импульсный режим), если она находится на линейном участке, то ОУ усиливает сигнал.

Вам будет интересно:Китайские роботы-пылесосы: обзор, характеристики, отзывы

Чтобы перевести ОУ в линейный режим, нужно подключить резистор обратной связи одним контактом к выходу устройства, а другим – к инвертирующему входу. Такое включение называется отрицательной обратной связью (ООС).

Если требуется, чтобы сигнал низкой частоты усиливался и не менялся по фазе, то инвертирующий вход с ООС следует заземлить, а на неинвертирующий вход подать усиливаемый сигнал. Если же необходимо усилить сигнал и изменить его фазу на 180 градусов, то неинвертирующий вход нужно заземлить, а на инвертирующий подать входной сигнал.

При этом нельзя забывать, что на операционный усилитель необходимо подавать питание противоположных полярностей. Для этого у него есть специальные контактные выводы.

Важно заметить, что работе с такими устройствами иногда бывает сложно подобрать элементы для схемы усилителя низкой частоты. Требуется их тщательное согласование не только по номинальным значениям, но и по материалам, из которых они изготовлены, для достижения нужных параметров усиления.

Усилитель на микросхеме

УНЧ можно собирать и на электровакуумных элементах, и на транзисторах, и на операционных усилителях, только электронные лампы – это прошлый век, а остальные схемы не лишены недостатков, исправление которых неминуемо влечет усложнение конструкции усилителя. Это неудобно.

Инженеры давно нашли более удобный вариант создания УНЧ: промышленностью выпускаются готовые микросхемы, выполняющие роль усилителей.

Каждая из таких схем – набор ОУ, транзисторов и других элементов, соединенных определенным образом.

Примеры некоторых серий УНЧ в виде интегральных микросхем:

TDA7057Q.
К174УН7.
TDA1518BQ.
TDA2050.

Все приведенные выше серии применяются в аудиоаппаратуре. Каждая из моделей имеет разные характеристики: напряжение питания, выходную мощность, коэффициенты усиления.

Они изготавливаются в виде небольших элементов с множеством выводов, которые удобно располагать на плате и монтировать.

Для работы с усилителем низкой частоты на микросхеме полезно знать азы алгебры логики, а также принципы работы логических элементов И-НЕ, ИЛИ-НЕ.

На логических элементах можно собрать практически любые электронные устройства, но в этом случае многие схемы будут получаться громоздкими и неудобными для монтажа.

Поэтому применение готовых интегральных микросхем, выполняющих функцию УНЧ, представляется наиболее удобным практическим вариантом.

Улучшение схем

Выше был приведен пример того, как можно улучшить усиливаемый сигнал при работе с биполярными и полевыми транзисторами (подключением параллельного соединения конденсатора и резистора).

Подобные конструкционные модернизации можно производить практически с любыми схемами. Конечно, внедрение новых элементов увеличивает падение напряжения (потери), но благодаря этому можно улучшить свойства различных схем. Например, конденсаторы являются отличными фильтрами частот.

На резистивных, емкостных или индуктивных элементах рекомендуется собирать простейшие фильтры, отсеивающие частоты, которые не должны попадать в схему. Комбинируя резистивные и емкостные элементы с операционными усилителями, можно собирать более эффективные фильтры (интеграторы, дифференциаторы по схеме Саллена-Ки, режекторные и полосовые фильтры).

В заключение

Важнейшими параметрами усилителей частот являются:

коэффициент усиления;
коэффициент искажения сигнала;
выходная мощность.

Усилители низких частот чаще всего используются в звуковой аппаратуре. Собирать данные устройства можно практически на следующих элементах:

на электровакуумных лампах;
на транзисторах;
на операционных усилителях;
на готовых микросхемах.

Характеристики усилителей низкой частоты можно улучшать за счет введения резистивных, емкостных или индуктивных элементов.

Каждая из схем, приведенных выше, обладает своими достоинствами и недостатками: какие-то усилители дорого собирать, какие-то могут уйти в насыщение, для некоторых сложно согласовать используемые элементы. Всегда есть особенности, с которыми человеку, занимающемуся конструированием усилителей, приходится считаться.

Пользуясь всеми рекомендациями, что даны в этой статье, можно собрать собственный усилитель для домашнего использования вместо того, чтобы покупать это устройство, которое может стоить больших денег, если речь идет о приборах высокого качества.

Источник

Самому собрать усилитель на микросхеме TDA, схемы усилителей.

Схемы усилителей LA4425A.

Конструкция усилителя мощности НЧ, в схеме используется две микросхемы TDA7294 для получения выходной мощности в режиме стерео (2 х 80 Вт), а в режиме моно (1x 180 Вт), усилитель способен работать на разные сопротивления нагрузки.

Фото монтажа усилителя на односторонней печатной плате. Питание осуществляется от двухполярного источника напряжения по схеме мостового выпрямителя. Обычная схема питания с простым диодным выпрямителем на ток 6А и два больших электролитических конденсатора, емкости которых 10000μF и 22000μF/50v, позволяет добиться тем не менее хорошей симметрии.

Монолитная интегральная микросхема TDA7294 в корпусе MULTIWATT15, работает в качестве усилителя звука в режиме AB, обеспечивает высокое Hi-Fi звучание (стерео, активные акустические системы, в качестве автомобильного усилителя высокого класса).
Схема имеет очень низкий уровень шума и искажений, широкую полосу пропускания. Защита от короткого замыкания и тепловая защита, что намного повышает её надежность.
Несомненным преимуществом данной микросхемы — широкий диапазон напряжения, тока и мощности, способен выдать самые высокие параметры на нагрузке 4Ω или 8Ω, даже в условиях не очень качественного питания. Микросхеме не нужен высоковольтный источник питания. Встроенная функция приглушения (отключения) звука с задержкой, добавляет ей удобство в эксплуатации.

Схема усилителя на TDA7294.
Ёмкость электролитических конденсаторов С7, С9 может быть в пределах от 1000µF 50V до 4700µF 50 V.
Усилитель на микросхеме LA4425A.
Корпус микросхемы TO-126, SIP-5.
Напряжение питания микросхемы усилителя 5-16V.
Мощность усилителя 5 Вт.
Достаточно малое количество навесных элементов.
Широкий диапазон питания
Встроенная защита от перенапряжения.
Встроенная тепловая защита.
Встроенная защита от короткого замыкания по выходу.
Одна из схем имеющая минимальное количество навесных элементов.
Схема усилителя не требующая настройки.
Очень подходит для усилителя аудио в автомобиле, радио.
Технические характеристики LA4425A 100Kb.

Выбор схемы УНЧ

Какой лучше собрать УНЧ для самодельного трансивера. Для изготовления усилителей низкой частоты имеются разные микросхемы, в том числе 174УН14 (TDA2003). TDA 1013B -электронная регулировка громкости, возможность включить активных и пассивных фильтров по НЧ, выходная мощность 4 Вт. LA4425 — устанавливают в импортных трансиверах, схема включения очень простая, она лучше чем TDA2003. При испытаниях в радиолюбительских условиях микросхемы TDA2003, TDA1013, LA4425, LA4270 достаточно сильно шумят, в отличии от TDA1015 получилось намного лучше, так как на осциллографе 4мв шума, а все выше перечисленные давали более 10мв. По поводу регулятора громкости пробовалось на оптопарах ОЭП 12, 13, 2, показали в работе регулятора на отлично, давится сигнал в ноль.
Кому то очень нравятся 174УН31 и 174УН34 которые кажутся лучшие, по опыту любителей перепробовавших кучу мс: шумы меньше и лучшей оказалась связка нашей (Зеленоградской) 31й и К538УН1(в качестве предварительного усилителя) в железном корпусе.

Олег Занин RN1TO (ex UN8PBC)

Данный усилитель был специально разработан для трансивера высокого класса, тракт ПЧ которого выполнен полностью на полевых транзисторах подобных КП 327 А с пассивным детектором. УНЧ настолько малошумящий, что при отключении от тракта ПЧ, его работа вообще не ощущается. Усиление каскадов, как предварительного, так и оконечного можно регулировать раздельно. Имеется возможность задавать усиление каждого каскада в пределах примерно 10-200, так общее усиление достигает примерно 4000. Для улучшения шумовых характеристик приёмного тракта в целом между каскадами включён фильтр (по схеме Полякова), это практически низкочастотный ЭМФ. Для согласования НЧ фильтра с предварительным каскадом применён истоковый повторитель. Оба каскада выполнены на двух половинах одной микросхемы К548УН1А и трёх транзисторах.
Предварительный каскад выполнен на первой половине ОУ, сигнал подаётся через довольно большую керамическую ёмкость, это вызвано необходимостью понизить фликер-шумы и хорошего воспроизведения НЧ составляющей сигнала. Оконечный каскад собран на второй половине ОУ и двухтактном эмиттерном повторителе.
Выходная мощность усилителя довольно велика и составляет около 1,5 ватт, что более чем достаточно для хорошего трансивера. После сборки из заведомо исправных деталей УНЧ начинает работать сразу.
Настройка УНЧ не составляет большого труда — необходимо только выставить половину питающего напряжения на выводе 7, D1,1 подобрав резистор R2 и резистором R10 на эмиттерах Т2 и Т3. Усиление регулируют резисторами R1 и R2, а также емкостями С2 и С15.
Фильтр НЧ изготовлен в металлической коробочке и заливается эпоксидным клеем. Катушки намотаны на ферритовых кольцах К 12-5-5,5 из материала Ф 1500 НМ1. L1,L5 индуктивностью 22 mH и содержат 127 витков, L2 и L3 88 mH — 180 витков, L4 индуктивностью 44 mH и содержит 125 витков. Все катушки намотаны проводом 0,12 мм. После намотки желательно индуктивность подогнать по измерителю. Более подробно про этот фильтр можно прочитать в брашуре «Радиолюбителям о технике прямого преобразования» В. Т. Полякова. Изготовление фильтра довольно трудоемкое, но в конечном итоге оно того стоит, потратьте время и не пожалеете. И последнее о питании усилителя, оно без ухудшения характеристик может изменяться в широких пределах — от 9 до 24 вольт.

УНЧ на 80 Вт

Схемы усилителей низкой частоты (УНЧ) на транзисторах

Простейшие усилители низкой частоты на транзисторах

Усилители низкой частоты (УНЧ) используют для преобразования слабых сигналов преимущественно звукового диапазона в более мощные сигналы, приемлемые для непосредственного восприятия через электродинамические или иные излучатели звука.

Заметим, что высокочастотные усилители до частот 10. 100 МГц строят по аналогичным схемам, все отличие чаще всего сводится к тому, что значения емкостей конденсаторов таких усилителей уменьшаются во столько раз, во сколько частота высокочастотного сигнала превосходит частоту низкочастотного.

Простой усилитель на одном транзисторе

Простейший УНЧ, выполненный по схеме с общим эмиттером, показан на рис. 1. В качестве нагрузки использован телефонный капсюль. Допустимое напряжение питания для этого усилителя 3. 12 В.

Величину резистора смещения R1 (десятки кОм) желательно определить экспериментально, поскольку его оптимальная величина зависит от напряжения питания усилителя, сопротивления телефонного капсюля, коэффициента передачи конкретного экземпляра транзистора.

Рис. 1. Схема простого УНЧ на одном транзисторе + конденсатор и резистор.

Для выбора начального значения резистора R1 следует учесть, что его величина примерно в сто и более раз должна превышать сопротивление, включенное в цепь нагрузки. Для подбора резистора смещения рекомендуется последовательно включить постоянный резистор сопротивлением 20. 30 кОм и переменный сопротивлением 100. 1000 кОм, после чего, подав на вход усилителя звуковой сигнал небольшой амплитуды, например, от магнитофона или плеера, вращением ручки переменного резистора добиться наилучшего качества сигнала при наибольшей его громкости.

Величина емкости переходного конденсатора С1 (рис. 1) может находиться в пределах от 1 до 100 мкФ: чем больше величина этой емкости, тем более низкие частоты может усиливать УНЧ. Для освоения техники усиления низких частот рекомендуется поэкспериментировать с подбором номиналов элементов и режимов работы усилителей (рис. 1 – 4).

Улучшениые варианты однотранзисторного усилителя

Усложненные и улучшенные по сравнению со схемой на рис. 1 схемы усилителей приведены на рис. 2 и 3. В схеме на рис. 2 каскад усиления дополнительно содержит цепочку частотнозависимой отрицательной обратной связи (резистор R2 и конденсатор С2), улучшающей качество сигнала.

Рис. 2. Схема однотранзисторного УНЧ с цепочкой частотнозависимой отрицательной обратной связи.

Рис. 3. Однотранзисторный усилитель с делителем для подачи напряжения смещения на базу транзистора.

Рис. 4. Однотранзисторный усилитель с автоматической установкой смещения для базы транзистора.

В схеме на рис. 3 смещение на базу транзистора задано более «жестко» с помощью делителя, что улучшает качество работы усилителя при изменении условий его эксплуатации. «Автоматическая» установка смещения на базе усилительного транзистора применена в схеме на рис. 4.

Двухкаскадный усилитель на транзисторах

Соединив последовательно два простейших каскада усиления (рис. 1), можно получить двухкаскадный УНЧ (рис. 5). Усиление такого усилителя равно произведению коэффициентов усиления отдельно взятых каскадов. Однако получить большое устойчивое усиление при последующем наращивании числа каскадов нелегко: усилитель скорее всего самовозбудится.

Рис. 5. Схема простого двухкаскадного усилителя НЧ.

Новые разработки усилителей НЧ, схемы которых часто приводят на страницах журналов последних лет, преследуют цель достижения минимального коэффициента нелинейных искажений, повышения выходной мощности, расширения полосы усиливаемых частот и т.д.

В то же время, при наладке различных устройств и проведении экспериментов зачастую необходим несложный УНЧ, собрать который можно за несколько минут. Такой усилитель должен содержать минимальное число дефицитных элементов и работать в широком интервале изменения напряжения питания и сопротивления нагрузки.

Схема УНЧ на полевом и кремниевом транзисторах

Схема простого усилителя мощности НЧ с непосредственной связью между каскадами приведена на рис. 6 [Рл 3/00-14]. Входное сопротивление усилителя определяется номиналом потенциометра R1 и может изменяться от сотен Ом до десятков МОм. На выход усилителя можно подключать нагрузку сопротивлением от 2. 4 до 64 Ом и выше.

При высокоомной нагрузке в качестве VT2 можно использовать транзистор КТ315. Усилитель работоспособен в диапазоне питающих напряжений от 3 до 15 В, хотя приемлемая работоспособность его сохраняется и при снижении напряжения питания вплоть до 0,6 В.

Емкость конденсатора С1 может быть выбрана в пределах от 1 до 100 мкФ. В последнем случае (С1 =100 мкФ) УНЧ может работать в полосе частот от 50 Гц до 200 кГц и выше.

Рис. 6. Схема простого усилителя низкой частоты на двух транзисторах.

Амплитуда входного сигнала УНЧ не должна превышать 0,5. 0,7 В. Выходная мощность усилителя может изменяться от десятков мВт до единиц Вт в зависимости от сопротивления нагрузки и величины питающего напряжения.

Настройка усилителя заключается в подборе резисторов R2 и R3. С их помощью устанавливают напряжение на стоке транзистора VT1, равное 50. 60% от напряжения источника питания. Транзистор VT2 должен быть установлен на теплоотводя-щей пластине (радиаторе).

Трекаскадный УНЧ с непосредственной связью

На рис. 7 показана схема другого внешне простого УНЧ с непосредственными связями между каскадами. Такого рода связь улучшает частотные характеристики усилителя в области нижних частот, схема в целом упрощается.

Рис. 7. Принципиальная схема трехкаскадного УНЧ с непосредственной связью между каскадами.

В то же время настройка усилителя осложняется тем, что каждое сопротивление усилителя приходится подбирать в индивидуальном порядке. Ориентировочно соотношение резисторов R2 и R3, R3 и R4, R4 и R BF должно быть в пределах (30. 50) к 1. Резистор R1 должен быть 0,1. 2 кОм. Расчет усилителя, приведенного на рис. 7, можно найти в литературе, например, [Р 9/70-60].

Схемы каскадных УНЧ на биполярных транзисторах

На рис. 8 и 9 показаны схемы каскодных УНЧ на биполярных транзисторах. Такие усилители имеют довольно высокий коэффициент усиления Ку. Усилитель на рис. 8 имеет Ку=5 в полосе частот от 30 Гц до 120 кГц [МК 2/86-15]. УНЧ по схеме на рис. 9 при коэффициенте гармоник менее 1% имеет коэффициент усиления 100 [РЛ 3/99-10].

Рис. 8. Каскадный УНЧ на двух транзисторах с коэффициентом усиления = 5.

Рис. 9. Каскадный УНЧ на двух транзисторах с коэффициентом усиления = 100.

Экономичный УНЧ на трех транзисторах

Для портативной радиоэлектронной аппаратуры важным параметром является экономичность УНЧ. Схема такого УНЧ представлена на рис. 10 [РЛ 3/00-14]. Здесь использовано каскадное включение полевого транзистора VT1 и биполярного транзистора VT3, причем транзистор VT2 включен таким образом, что стабилизирует рабочую точку VT1 и VT3.

При увеличении входного напряжения этот транзистор шунтирует переход эмиттер — база VT3 и уменьшает значение тока, протекающего через транзисторы VT1 и VT3.

Рис. 10. Схема простого экономичного усилителя НЧ на трех транзисторах.

Как и в приведенной выше схеме (см. рис. 6), входное сопротивление этого УНЧ можно задавать в пределах от десятков Ом до десятков МОм. В качестве нагрузки использован телефонный капсюль, например, ТК-67 или ТМ-2В. Телефонный капсюль, подключаемый при помощи штекера, может одновременно служить выключателем питания схемы.

Напряжение питания УНЧ составляет от 1,5 до 15 В, хотя работоспособность устройства сохраняется и при снижении питающего напряжения до 0,6 В. В диапазоне напряжения питания 2. 15 В потребляемый усилителем ток описывается выражением:

1(мкА) = 52 + 13*(Uпит)*(Uпит),

где Uпит – напряжение питания в Вольтах (В).

Если отключить транзистор VT2, потребляемый устройством ток увеличивается на порядок.

Двухкаскадные УНЧ с непосредственной связью между каскадами

Примерами УНЧ с непосредственными связями и минимальным подбором режима работы являются схемы, приведенные на рис. 11 – 14. Они имеют высокий коэффициент усиления и хорошую стабильность.

Рис. 11. Простой двухкаскадный УНЧ для микрофона (низкий уровень шумов, высокий КУ).

Рис. 12. Двухкаскадный усилитель низкой частоты на транзисторах КТ315.

Рис. 13. Двухкаскадный усилитель низкой частоты на транзисторах КТ315 – вариант 2.

Микрофонный усилитель (рис. 11) характеризуется низким уровнем собственных шумов и высоким коэффициентом усиления [МК 5/83-XIV]. В качестве микрофона ВМ1 использован микрофон электродинамического типа.

В роли микрофона может выступать и телефонный капсюль. Стабилизация рабочей точки (начального смещения на базе входного транзистора) усилителей на рис. 11 – 13 осуществляется за счет падения напряжения на эмиттерном сопротивлении второго каскада усиления.

Рис. 14. Двухкаскадный УНЧ с полевым транзистором.

Усилитель (рис. 14), имеющий высокое входное сопротивление (порядка 1 МОм), выполнен на полевом транзисторе VT1 (истоковый повторитель) и биполярном — VT2 (с общим).

Каскадный усилитель низкой частоты на полевых транзисторах, также имеющий высокое входное сопротивление, показан на рис. 15.

Рис. 15. схема простого двухкаскадного УНЧ на двух полевых транзисторах.

Схемы УНЧ для работы с низкоОмной нагрузкой

Типовые УНЧ, предназначенные для работы на низкоомную нагрузку и имеющие выходную мощность десятки мВт и выше, изображены на рис. 16, 17.

Рис. 16. Простой УНЧ для работы с включением нагрузки с низким сопротивлением.

Электродинамическая головка ВА1 может быть подключена к выходу усилителя, как показано на рис. 16, либо в диагональ моста (рис. 17). Если источник питания выполнен из двух последовательно соединенных батарей (аккумуляторов), правый по схеме вывод головки ВА1 может быть подключен к их средней точки напрямую, без конденсаторов СЗ, С4.

Рис. 17. Схема усилителя низкой частоты с включением низкоомной нагрузки в диагональ моста.

Если вам нужна схема простого лампового УНЧ то такой усилитель можно собрать даже на одной лампе, смотрите у нас на сайте по электронике в соответствующем разделе.

Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год.

Исправления в публикации: на рис. 16 и 17 вместо диода Д9 установлена цепочка из диодов.

Усилитель на транзисторах: виды, схемы, простые и сложные

Простейший усилитель на транзисторах может быть хорошим пособием для изучения свойств приборов. Схемы и конструкции достаточно простые, можно самостоятельно изготовить устройство и проверить его работу, произвести замеры всех параметров. Благодаря современным полевым транзисторам можно изготовить буквально из трех элементов миниатюрный микрофонный усилитель. И подключить его к персональному компьютеру для улучшения параметров звукозаписи. Да и собеседники при разговорах будут намного лучше и четче слышать вашу речь.

Частотные характеристики

Усилители низкой (звуковой) частоты имеются практически во всех бытовых приборах – музыкальных центрах, телевизорах, радиоприемниках, магнитолах и даже в персональных компьютерах. Но существуют еще усилители ВЧ на транзисторах, лампах и микросхемах. Отличие их в том, что УНЧ позволяет усилить сигнал только звуковой частоты, которая воспринимается человеческим ухом. Усилители звука на транзисторах позволяют воспроизводить сигналы с частотами в диапазоне от 20 Гц до 20000 Гц.

Классы работы звуковых усилителей

Все усилительные устройства разделяются на несколько классов, в зависимости от того, какая степень протекания в течение периода работы тока через каскад:

Класс «А» – ток протекает безостановочно в течение всего периода работы усилительного каскада.
В классе работы «В» протекает ток в течение половины периода.
Класс «АВ» говорит о том, что ток протекает через усилительный каскад в течение времени, равного 50-100 % от периода.
В режиме «С» электрический ток протекает менее чем половину периода времени работы.
Режим «D» УНЧ применяется в радиолюбительской практике совсем недавно – чуть больше 50 лет. В большинстве случаев эти устройства реализуются на основе цифровых элементов и имеют очень высокий КПД – свыше 90 %.

Наличие искажений в различных классах НЧ-усилителей

Рабочая область транзисторного усилителя класса «А» характеризуется достаточно небольшими нелинейными искажениями. Если входящий сигнал выбрасывает импульсы с более высоким напряжением, это приводит к тому, что транзисторы насыщаются. В выходном сигнале возле каждой гармоники начинают появляться более высокие (до 10 или 11). Из-за этого появляется металлический звук, характерный только для транзисторных усилителей.

При нестабильном питании выходной сигнал будет по амплитуде моделироваться возле частоты сети. Звук станет в левой части частотной характеристики более жестким. Но чем лучше стабилизация питания усилителя, тем сложнее становится конструкция всего устройства. УНЧ, работающие в классе «А», имеют относительно небольшой КПД – менее 20 %. Причина заключается в том, что транзистор постоянно открыт и ток через него протекает постоянно.

Работа в промежуточных классах

У каждого класса имеется несколько разновидностей. Например, существует класс работы усилителей «А+». В нем транзисторы на входе (низковольтные) работают в режиме «А». Но высоковольтные, устанавливаемые в выходных каскадах, работают либо в «В», либо в «АВ». Такие усилители намного экономичнее, нежели работающие в классе «А». Заметно меньшее число нелинейных искажений – не выше 0,003 %. Можно добиться и более высоких результатов, используя биполярные транзисторы. Принцип работы усилителей на этих элементах будет рассмотрен ниже.

Но все равно имеется большое количество высших гармоник в выходном сигнале, отчего звук становится характерным металлическим. Существуют еще схемы усилителей, работающие в классе «АА». В них нелинейные искажения еще меньше – до 0,0005 %. Но главный недостаток транзисторных усилителей все равно имеется – характерный металлический звук.

«Альтернативные» конструкции

Очень низкое значение уровня нелинейных искажений в выходном сигнале.
Высших гармоник меньше, чем в транзисторных конструкциях.

Но есть один огромный минус, который перевешивает все достоинства, – обязательно нужно ставить устройство для согласования. Дело в том, что у лампового каскада очень большое сопротивление – несколько тысяч Ом. Но сопротивление обмотки динамиков – 8 или 4 Ома. Чтобы их согласовать, нужно устанавливать трансформатор.

Конечно, это не очень большой недостаток – существуют и транзисторные устройства, в которых используются трансформаторы для согласования выходного каскада и акустической системы. Некоторые специалисты утверждают, что наиболее эффективной схемой оказывается гибридная – в которой применяются однотактные усилители, не охваченные отрицательной обратной связью. Причем все эти каскады функционируют в режиме УНЧ класса «А». Другими словами, применяется в качестве повторителя усилитель мощности на транзисторе.

Причем КПД у таких устройств достаточно высокий – порядка 50 %. Но не стоит ориентироваться только на показатели КПД и мощности – они не говорят о высоком качестве воспроизведения звука усилителем. Намного большее значение имеют линейность характеристик и их качество. Поэтому нужно обращать внимание в первую очередь на них, а не на мощность.

Схема однотактного УНЧ на транзисторе

Самый простой усилитель, построенный по схеме с общим эмиттером, работает в классе «А». В схеме используется полупроводниковый элемент со структурой n-p-n. В коллекторной цепи установлено сопротивление R3, ограничивающее протекающий ток. Коллекторная цепь соединяется с положительным проводом питания, а эмиттерная – с отрицательным. В случае использования полупроводниковых транзисторов со структурой p-n-p схема будет точно такой же, вот только потребуется поменять полярность.

С помощью разделительного конденсатора С1 удается отделить переменный входной сигнал от источника постоянного тока. При этом конденсатор не является преградой для протекания переменного тока по пути база-эмиттер. Внутреннее сопротивление перехода эмиттер-база вместе с резисторами R1 и R2 представляют собой простейший делитель напряжения питания. Обычно резистор R2 имеет сопротивление 1-1,5 кОм – наиболее типичные значения для таких схем. При этом напряжение питания делится ровно пополам. И если запитать схему напряжением 20 Вольт, то можно увидеть, что значение коэффициента усиления по току h31 составит 150. Нужно отметить, что усилители КВ на транзисторах выполняются по аналогичным схемам, только работают немного иначе.

На резисторе R1 теперь можно вычислить значение падения – это разница между напряжениями базы и питания. При этом напряжение базы можно узнать по формуле – сумма характеристик эмиттера и перехода «Э-Б». При питании от источника 20 Вольт: 20 – 9,7 = 10,3. Отсюда можно вычислить и значение сопротивления R1=10,3В/60 мкА=172 кОм. В схеме присутствует емкость С2, необходимая для реализации цепи, по которой сможет проходить переменная составляющая эмиттерного тока.

Если не устанавливать конденсатор С2, переменная составляющая будет очень сильно ограничиваться. Из-за этого такой усилитель звука на транзисторах будет обладать очень низким коэффициентом усиления по току h31. Нужно обратить внимание на то, что в вышеизложенных расчетах принимались равными токи базы и коллектора. Причем за ток базы брался тот, который втекает в цепь от эмиттера. Возникает он только при условии подачи на вывод базы транзистора напряжения смещения.

Усилители на МДП-транзисторах

Усилитель на полевых транзисторах, представленный на схеме, имеет множество аналогов. В том числе и с использованием биполярных транзисторов. Поэтому можно рассмотреть в качестве аналогичного примера конструкцию усилителя звука, собранную по схеме с общим эмиттером. На фото представлена схема, выполненная по схеме с общим истоком. На входных и выходных цепях собраны R-C-связи, чтобы устройство работало в режиме усилителя класса «А».

Переменный ток от источника сигнала отделяется от постоянного напряжения питания конденсатором С1. Обязательно усилитель на полевых транзисторах должен обладать потенциалом затвора, который будет ниже аналогичной характеристики истока. На представленной схеме затвор соединен с общим проводом посредством резистора R1. Его сопротивление очень большое – обычно применяют в конструкциях резисторы 100-1000 кОм. Такое большое сопротивление выбирается для того, чтобы не шунтировался сигнал на входе.

УНЧ с трансформатором на выходе

Двухтактный усилитель звука

Нельзя сказать, что это простой усилитель на транзисторах, так как его работа немного сложнее, чем у рассмотренных ранее. В двухтактных УНЧ входной сигнал расщепляется на две полуволны, различные по фазе. И каждая из этих полуволн усиливается своим каскадом, выполненном на транзисторе. После того, как произошло усиление каждой полуволны, оба сигнала соединяются и поступают на динамики. Такие сложные преобразования способны вызвать искажения сигнала, так как динамические и частотные свойства двух, даже одинаковых по типу, транзисторов будут отличны.

Бестрансформаторные УНЧ

Усилитель НЧ на транзисторе, выполненный с использованием трансформатора, невзирая на то, что конструкция может иметь малые габариты, все равно несовершенен. Трансформаторы все равно тяжелые и громоздкие, поэтому лучше от них избавиться. Намного эффективнее оказывается схема, выполненная на комплементарных полупроводниковых элементах с различными типами проводимости. Большая часть современных УНЧ выполняется именно по таким схемам и работают в классе «В».

Два мощных транзистора, используемых в конструкции, работают по схеме эмиттерного повторителя (общий коллектор). При этом напряжение входа передается на выход без потерь и усиления. Если на входе нет сигнала, то транзисторы на грани включения, но все равно еще отключены. При подаче гармонического сигнала на вход происходит открывание положительной полуволной первого транзистора, а второй в это время находится в режиме отсечки.

Схема УНЧ на одном транзисторе

Изучив все вышеописанные особенности, можно собрать усилитель своими руками на простой элементной базе. Транзистор можно использовать отечественный КТ315 или любой его зарубежный аналог – например ВС107. В качестве нагрузки нужно использовать наушники, сопротивление которых 2000-3000 Ом. На базу транзистора необходимо подать напряжение смещения через резистор сопротивлением 1 Мом и конденсатор развязки 10 мкФ. Питание схемы можно осуществить от источника напряжением 4,5-9 Вольт, ток – 0,3-0,5 А.

Коснитесь входа усилителя пальцем – должен появиться характерный шум. Если его нет, то, скорее всего, конструкция собрана неправильно. Перепроверьте все соединения и номиналы элементов. Чтобы нагляднее была демонстрация, подключите к входу УНЧ источник звука – выход от плеера или телефона. Прослушайте музыку и оцените качество звучания.

Схемы усилителей мощности на германиевых транзисторах.

Секреты звучания забытых германиевых УНЧ.

Эх, жалко пацанов – королевство маловато, разгуляться негде!
Ни ламповых тебе однотактников, ни гераниевых раритетов. Что ещё остаётся пытливому уму неоперившегося меломана?
Разве что брейкануть под японское хокку, да кайфануть для большего эффекта под уханье бумбокса.

«Кремний – всему голова» – крикнут яростные члены на форумных дебатах.
«Не надо впаривать нам этот шняга-силикатный экстракт» – вторят им другие, «для начала послушайте своими руками, а потом делайте свои тупоголовые выводы».

На самом деле, слушать надо!
Перелопатить определённое количество разномастной усилительной аппаратуры – тоже надо.
Не обязательно быть музыкантом со стажем, но таить в себе зачатки какого-никакого слуха – опять же, надо.
И тогда любой пацак, владелец старого пепелаца, сможет авторитетно заявить: «Однако разница в звуке есть, и она весьма существенна!»

На этой странице поговорим об УНЧ на германиевых транзисторах.

Своеобразие германиевого звучания, как правило, сводится к двум устойчивым постулатам:
1. Усилители на германиевых транзисторах отличаются музыкальностью,
2. Звук похож на звук ламповика.
И если первый пункт у меня возражений не вызывает, то со вторым мнением коллег позволю вежливо не согласиться – не похож, абсолютно разное звучание.

Электрофон сетевой транзисторный “Вега-101-стерео” с усилителем на германиевых транзисторах, выпускаемый Бердским радиозаводов с начала 1972 по 1982 год, заложил в головы современников основы понимания того, каким должен быть высококачественный стереофонический звук.
Время шло, появлялись на свет и более продвинутые вертушки с магнитными звукоснимателями, и значительно более мощные УНЧ на кремниевых транзисторах с незаурядными характеристиками.
Однако душещипательные воспоминания о том, как звучали в конце 70-ых простенькие Веги с их примитивной схемотехникой открыли историю ожесточённой борьбы человечества с феноменом транзисторного звучания.

Ну да и ладно, пора переходить на новый уровень – нарисовать пару-тройку принципиальных схем усилителей низкой частоты на германиевых транзисторах, но для начала озадачусь вопросом: Что любит и что не любит германий?
1. Германий любит простоту и не приемлет наворотов. Дифференциальный каскад с источником тока в цепи эмиттера – уже является буржуазным излишеством.
2. Германий не любит перегрева, легко может напустить дыма и отправиться к праотцам электроники Амперу и Ому в ответ на потерю бдительности в процессе настройки схемы.

А теперь обещанные схемы.

Рис.1

Номинальная мощность усилителя при коэффициенте гармоник на частоте 1000Гц менее 0,1% – 1 Вт, максимальная – 1,5Вт, чувствительность по входу – 0,2 В.
Усилитель сохраняет работоспособность при понижении напряжения питания до 9В.
Подбором номинала резистора R8 устанавливается значение напряжения на эмиттерах выходных транзисторов, равное половине напряжения питания.
Подбором номинала резистора R2 устанавливается значение напряжения на коллекторе транзистора V1, равное половине напряжения питания.

Рис.2

Схема, приведённая на Рис.2 – для эстетов, желающих порадовать свой слуховой аппарат ни с чем не сравнимым звуком однотактного усилителя, работающего в чистом режиме А.
Для настройки усилителя следует подбором номинала резистора R9 установить ток покоя выходного транзистора – 150мА.

Рис.3

На рис.3 показана принципиальная схема универсального усилителя НЧ, собранного на девяти транзисторах и развивающего выходную мощность до 10 Вт при сопротивлении нагрузки 4 Ом и входном напряжении около 10 мВ.
При налаживании устройства подстроечным резистором R2 устанавливают выходное напряжение в точке соединения транзисторов VT8 и VT9 равным половине напряжения питания.

Схема более мощного усилителя приведена на Рис.4. Усилитель рассчитан на подключение электрогитары и микрофона, но может быть использован также совместно с проигрывателем, магнитофоном или радиоприёмником.
Основные технические данные, приведённые автором:
Номинальная выходная мощность – 30 Вт.
Максимальная выходная мощность – 40 Вт.
Сопротивление нагрузки 3,5-5 Ом.
Полоса рабочих частот 30-16000 Гц.
Коэффициент нелинейных искажений – не более 1,5%.
Чувствительность с выхода микрофона – 10 мВ.
Чувствительность с выхода электрогитары – 0,1 В.
Напряжение 15 В на коллекторе транзистора Т10 устанавливают резистором R19.
Ток покоя всего усилителя не должен превышать 170 мА.

Рис.5

На Рис.5 приведена схема простого и мощного усилителя на германиевых транзисторах DTG110B. При подключении к его входу любого УНЧ мощностью 1,5-2 Вт устройство выдаёт на 8-ми омную нагрузку около 50 Вт чистого германиевого звука.
Согласующий трансформатор Т1 выполнен на железе Ш24 (толщина пакета 20-25мм) и содержит 3 одинаковые обмотки по 120 витков, намотанных на картонном каркасе проводом ПЭВ-1 или ПЭВ-2 диаметром 0,5-0,7мм.
Налаживание устройства заключается в подборе значений резисторов R2 R4 для достижения на выходе схемы нулевого потенциала и тока покоя транзисторов – 120-150 мА.
При снижении напряжения питания на каждом плече до 30В транзисторы DTG110B без каких-либо колебаний могут быть заменены на отечественные П210А.

Рис.6

Схема, представленная на Рис.6, является переработанным под «германий» вариантом усилителя НЧ из статьи Николая Трошина журнале Радио №8 за 1989г (стр. 51-55). Творцом переработки является сам автор статьи. Вот что он пишет на страннице сайта http://vprl.ru:

«Выходная мощность этого усилителя 30 Вт при сопротивлении нагрузки акустических систем 4 Ома, и примерно 18 Вт при сопротивлении нагрузки 8 Ом.
Напряжение питания усилителя (U пит) двухполярное ±25 В;
Диапазон рабочих частот 20Гц…20кГц:

Транзисторы МП40А можно заменить на транзисторы МП21, МП25, МП26. Транзисторы ГТ402Г – на ГТ402В; ГТ404Г – на ГТ404В;
Выходные транзисторы ГТ806 можно ставить любых буквенных индексов. Применять более низкочастотные транзисторы типа П210, П216, П217 в этой схеме не рекомендую, поскольку на частотах выше 10кГц они здесь работают плоховато (заметны искажения), видимо, из-за нехватки усиления тока на высокой частоте.

Площадь радиаторов на выходные транзисторы должна быть не менее 200 см2, на предоконечные транзисторы не менее 10 см2.
На транзисторы типа ГТ402 радиаторы удобно делать из медной (латунной) или алюминиевой пластины, толщиной 0,5 мм, размером 44х26.5 мм.

Настройка правильно собранного из исправных элементов усилителя сводится к установке подстроечным резистором тока покоя выходного каскада 100мА (удобно контролировать на эмиттерном резисторе 1 Ом – напряжение 100мВ).
Диод VD1 желательно приклеить или прижать к радиатору выходного транзистора, что способствует лучшей термостабилизации. Однако если этого не делать, ток покоя выходного каскада от холодного 100мА до горячего 300мА меняется, в общем-то, не катастрофично.

Важно: перед первым включением необходимо выставить подстроечный резистор в нулевое сопротивление.
После настройки желательно подстроечный резистор выпаять из схемы, измерить его реальное сопротивление и заменить на постоянный».

Искусство схемотехники. Часть 11 – Усилитель низкой частоты на транзисторах. Схема № 1

Избранные главы из книги С. А. Гаврилова «Искусство схемотехники. Просто о сложном».

Продолжение

Начало читайте здесь:

Заказать книгу можно в интернет-магазине издательства

Усилитель низкой частоты на транзисторах

Схема № 1

Выбор класса усилителя. Сразу предупредим радиолюбителя – делать усилитель класса A на транзисторах мы не будем. Причина проста – как было сказано во введении, транзистор усиливает не только полезный сигнал, но и поданное на него смещение. Проще говоря, усиливает постоянный ток. Ток этот вместе с полезным сигналом потечет по акустической системе (АС), а динамики, к сожалению, умеют этот постоянный ток воспроизводить. Делают они это самым очевидным образом – вытолкнув или втянув диффузор из нормального положения в противоестественное.

Попробуйте прижать пальцем диффузор динамика – и вы убедитесь, в какой кошмар превратится при этом издаваемый звук. Постоянный ток по своему действию с успехом заменяет ваши пальцы, поэтому динамической головке он абсолютно противопоказан. Отделить же постоянный ток от переменного сигнала можно только двумя средствами – трансформатором или конденсатором, – и оба варианта, что называется, один хуже другого.

Принципиальная схема

Схема первого усилителя, который мы соберем, приведена на рис. 11.18.


Рис. 11.18.	*Принципиальная схема УНЧ на транзисторах с обратной связью, выходной каскад которого работает в режиме В*

Это усилитель с обратной связью, выходной каскад которого работает в режиме В. Единственное достоинство этой схемы – простота, а также однотипность выходных транзисторов (не требуется специальные комплементарные пары). Тем не менее, она достаточно широко применяется в усилителях небольшой мощности. Еще один плюс схемы – она не требует никакой настройки, и при исправных деталях заработает сразу, а нам это сейчас очень важно.

Рассмотрим работу этой схемы. Усиливаемый сигнал подается на базу транзистора VT1. Усиленный этим транзистором сигнал с резистора R4 подается на базу составного транзистора VT2, VT4, а с него – на резистор R5.

Транзистор VT3 включен в режиме эмиттерного повторителя. Он усиливает положительные полуволны сигнала на резисторе R5 и подает их через конденсатор C4 на АС.

Отрицательные же полуволны усиливает составной транзистор VT2, VT4. При этом падение напряжения на диоде VD1 закрывает транзистор VT3. Сигнал с выхода усилителя подается на делитель цепи обратной связи R3, R6, а с него – на эмиттер входного транзистора VT1. Таким образом, транзистор VT1 у нас и играет роль устройства сравнения в цепи обратной связи.

	Примечание.
	Обратите внимание – последовательно с резистором R3 включен конденсатор C2. Это значит, что делитель напряжения у нас частотно-зависимый.

Постоянный ток он усиливает с коэффициентом усиления, равным единице (потому что сопротивление конденсатора C постоянному току теоретически бесконечно), а полезный сигнал – с коэффициентом, равным соотношению R6/R3.

Как видим, величина емкостного сопротивления конденсатора в этой формуле не учитывается. Частота, начиная с которой конденсатором при расчетах можно пренебречь, называется частотой среза RC-цепочки. Частоту эту можно рассчитать по формуле

Для нашего примера она будет около 18 Гц, т. е. более низкие частоты усилитель будет усиливать хуже, чем он мог бы.

Плата. Усилитель собран на плате из одностороннего стеклотекстолита толщиной 1.5 мм размерами 45×32.5 мм. Разводку печатной платы в зеркальном изображении и схему расположения деталей можно скачать здесь. Видеоролик о работе усилителя в формате MOV скачать для просмотра можно отсюда. Хочу сразу предупредить радиолюбителя – звук, воспроизводимый усилителем, записывался в ролике с помощью встроенного в фотоаппарат микрофона, так что говорить о качестве звука, к сожалению, будет не совсем уместно! Внешний вид усилителя приведен на рис. 11.19.


Рис. 11.19.	*Внешний вид усилителя*

Элементная база. При изготовлении усилителя транзисторы VT3, VT4 можно заменить любыми, рассчитанными на напряжение не менее напряжения питания усилителя, и допустимым током не менее 2 А. На такой же ток должен быть рассчитан и диод VD1.

Остальные транзисторы – любые с допустимым напряжением не менее напряжение питания, и допустимым током не менее 100 мА. Резисторы – любые с допустимой рассеиваемой мощностью не менее 0.125 Вт, конденсаторы – электролитические, с емкостью, не менее указанной на схеме, и рабочим напряжением на менее напряжения питания усилителя.

Радиаторы для усилителя. Прежде чем попробовать изготовить нашу вторую конструкцию, давайте, уважаемый радиолюбитель, остановимся на радиаторах для усилителя и приведем здесь весьма упрощенную методику их расчета.

Во-первых, вычисляем максимальную мощность усилителя по формуле:

где U – напряжение питания усилителя, В; R – сопротивление АС (обычно оно составляет 4 или 8 Ом, хотя бывают и исключения).

Во-вторых, вычисляем мощность, рассеиваемую на коллекторах транзисторов, по формуле:

В-третьих, вычисляем площадь радиатора, необходимую для отвода соответствующего количества тепла:

В-четвертых, выбираем или изготавливаем радиатор, площадь поверхности которого будет не менее рассчитанной.

	Примечание.
	При изготовлении радиатора не забывайте, что алюминиевая пластина имеет две стороны, а не одну, и, радиатор площадью 100 см 2 будет иметь размеры вовсе не 10×10 см, а 10×5 см!

Указанный расчет носит весьма приблизительный характер, но для радиолюбительской практики его обычно бывает достаточно. Для нашего усилителя при напряжении питания 12 В и сопротивлении АС, равным 8 Ом, «правильным» радиатором была бы алюминиевая пластина размерами 2×3 см и толщиной не менее 5 мм для каждого транзистора. Имейте ввиду, что более тонкая пластина плохо передает тепло от транзистора к краям пластины. Хочется сразу предупредить – радиаторы во всех остальных усилителях тоже должны быть «нормальных» размеров. Каких именно – посчитайте сами!

Качество звучания. Собрав схему, вы обнаружите, что звук усилителя не совсем чистый.

Причина этого – «чистый» режим класса В в выходном каскаде, характерные искажения которого даже обратная связь полностью скомпенсировать не способна. Ради эксперимента попробуйте заменить в схеме транзистор VT1 на КТ3102ЕМ, а транзистор VT2 – на КТ3107Л. Эти транзисторы имеют значительно больший коэффициент усиления, чем КТ315Б и КТ361Б. И вы обнаружите, что звучание усилителя значительно улучшилось, хотя все равно останутся заметными некоторые искажения.

Причина этого также очевидна – больший коэффициент усиления усилителя в целом обеспечивает большую точность работы обратной связи, и больший ее компенсирующий эффект.

Продолжение читайте здесь

Три схемы УНЧ для новичков

После освоения азов электроники, начинающий радиолюбитель готов паять свои первые электронные конструкции. Усилители мощности звуковой частоты, как правило самые повторяемые конструкции. Схем достаточно много, каждая отличается своими параметрами и конструкцией. В этой статье будут рассмотрены несколько простейших и полностью рабочих схем усилителей, которые успешно могут быть повторены любым радиолюбителем. В статье не использованы сложные термины и расчеты, все максимально упрощено, чтобы не возникло дополнительных вопросов.

Начнем с более мощной схемы.
Итак, первая схема выполнена на известной микросхеме TDA2003. Это монофонический усилитель с выходной мощностью до 7 Ватт на нагрузку 4 Ом. Хочу сказать, что стандартная схема включения этой микросхемы содержит малое количество компонентов, но пару лет назад мною была придумана иная схема на этой микросхеме. В этой схеме количество комплектующих компонентов сведено к минимуму, но усилитель не потерял свои звуковые параметры. После разработки данной схемы, все свои усилители для маломощных колонок стал делать именно на этой схеме.

Схема представленного усилителя имеет широкий диапазон воспроизводимых частот, диапазон питающих напряжений от 4,5 до 18 вольт (типовое 12-14 вольт). Микросхему устанавливают на небольшой теплоотвод, поскольку максимальная мощность достигает до 10 Ватт.

Микросхема способна работать на нагрузку 2 Ом, это значит, что к выходу усилителя можно подключать 2 головки с сопротивлением 4 Ом.
Входной конденсатор можно заменить на любой другой, с емкостью от 0,01 до 4,7 мкФ (желательно от 0,1 до 0,47 мкФ), можно использовать как пленочные, так и керамические конденсаторы. Все остальные компоненты желательно не заменять.

Регулятор громкости от 10 до 47 кОм.
Выходная мощность микросхемы позволяет применять его в маломощных АС для ПК. Очень удобно использовать микросхему для автономных колонок к мобильному телефону и т.п.
Усилитель работает сразу после включения, в дополнительной наладке не нуждается. Советуется минус питания дополнительно подключить к теплоотводу. Все электролитические конденсаторы желательно использовать на 25 Вольт.

Вторая схема собрана на маломощных транзисторах, и больше подойдет в качестве усилителя для наушников.

Это наверное самая качественная схема такого рода, звук чистый, чувствуются весь частотный спектр. С хорошими наушниками, такое ощущение, что у вас полноценный сабвуфер.

Усилитель собран всего на 3-х транзисторах обратной проводимости, как самый дешевый вариант, были использованы транзисторы серии КТ315, но их выбор достаточно широк.

Усилитель может работать на низкоомную нагрузку, вплоть до 4-х Ом, что дает возможность, использовать схему для усиления сигнала плеера, радиоприемника и т.п. В качестве источника питания использована батарейка типа крона с напряжением 9 вольт.
В окончательном каскаде тоже применены транзисторы КТ315. Для повышения выходной мощности можно применить транзисторы КТ815, но тогда придется увеличить напряжение питания до 12 вольт. В этом случае мощность усилителя будет достигать до 1 Ватт. Выходной конденсатор может иметь емкость от 220 до 2200 мкФ.
Транзисторы в этой схеме не нагреваются, следовательно, какое-либо охлаждение не нужно. При использовании более мощных выходных транзисторов, возможно, понадобятся небольшие теплоотводы для каждого транзистора.

И наконец – третья схема. Представлен не менее простой, но проверенный вариант строения усилителя. Усилитель способен работать от пониженного напряжения до 5 вольт, при таком случае выходная мощность УМ будет не более 0,5 Вт, а максимальная мощность при питании 12 вольт достигает до 2-х Ватт.

Выходной каскад усилителя построен на отечественной комплементарной паре. Регулируют усилитель подбором резистора R2. Для этого желательно использовать подстроечный регулятор на 1кОм. Медленно вращаем регулятор до тех пор, пока ток покоя выходного каскада не будет 2-5 мА.

Усилитель не обладает высокой входной чувствительностью, поэтому желательно перед входом применить предварительный усилитель.

Немало важную роль в схеме играет диод, он тут для стабилизации режима выходного каскада.
Транзисторы выходного каскада можно заменить на любую комплементарную пару соответствующих параметров, например КТ816/817. Усилитель может питать маломощные автономные колонки с сопротивлением нагрузки 6-8 Ом.

Простой усилитель класса А.

Данная статья является продолжением работы на тему использования усилителей работающих в А классе для высококачественного звуко-усиления.
Представляю на Ваше рассмотрение, хорошо отработанную схему усилителя на кремниевых транзисторах.
Неоспоримым преимуществом кремния – является способность работать при гораздо более высоких температурах (по сравнению с германием). При хорошем тепловом контакте транзистора с радиатором, можно считать допустимой температуру радиатора 90…95 град.

Понятно, что при столь высокой разнице температур радиатора и окружающей среды, теплообмен происходит очень эффективно.
Поэтому при одинаковых площадях радиаторов выходных транзисторов, на кремнии можно получить примерно в 2 раза больше мощности по сравнению с германием.
Большой ассортимент кремниевых средне и высокочастотных транзисторов большой мощности, позволяет построить высококачественный усилитель А класса при совсем простой схеме.

Данная схема обеспечивает выходную мощность 20 ватт на нагрузке 4 ом. Диапазон рабочих частот усилителя 20…25000 Гц.
В качестве транзистора VT1 здесь можно использовать КТ208Д, КТ209Д, КТ361Г, Е, КТ3107Б, Г, И, К. В качестве транзистора VT2 можно использовать транзисторы КТ815, КТ801, П701, транзистор VT3 КТ814, VT4 – КТ818БМ, ГМ, транзистор VT5 – КТ819БМ, ГМ.
Схема может работать без подбора транзисторов по коэффициенту усиления, однако поскольку она содержит всего 2 каскада усиления, желательно иметь коэффициент усиления транзистора VT1 – не менее 150, транзисторов VT2, VT5 – не менее 50, транзистора VT4 – не менее 80.
Оценить коэффициент усиления транзистора не сложно. Достаточно включить испытуемый транзистор по вот такой схеме (для мощных транзисторов).

Резистор R1 обеспечивает ток в базу примерно 1 ма. Измерительный миллиамперметр измеряет ток коллектора (я использовал стрелочный тестер с пределом измерений 300 ма). Отношение тока коллектора к базовому току – будет коэффициентом усиления транзистора.
Для транзисторов средней мощности, надо уменьшить базовый ток в 10 раз (R1 36k), а для транзистора малой мощности, базовый ток уменьшаем в 100 раз (R1 360k). В качестве источника питания, я использовал 3 щелочные (алкалиновые) батарейки размера АА, которые просто спаял между собой хорошо разогретым паяльником, с использованием не толстого провода (паять надо быстро, чтобы не перегреть батарейку).

При использовании нагрузки 8 ом, напряжение питания нужно увеличить до 39…40 вольт, резистор R10 до 0,25 Ом.
Настройка усилителя сводится к установке половины напряжения питания на коллекторе VT5.
Усилитель потребляет значительную мощность, примерно 100 ватт на каждый канал. Поэтому источник питания должен быть серьезным.
Силовой трансформатор для блока питания, нужно применять мощностью не менее 250 ватт, либо использовать два однотипных трансформатора (на каждый канал) с такой же общей мощностью.
Схема источника питания показана на рисунке ниже.

Вторичная обмотка силового трансформатора должна иметь выходное напряжение ХХ 26 – 27 вольт. Такая схема должна быть на каждый канал усилителя, причем при нагрузке 4 ом, возможно лучше сразу поставить конденсаторы по 22000 мкФ.
Диодный мост с номинальным током не менее 10 А либо 4 диода на 10 А. Большая емкость конденсаторов объясняется значительным током потребления, в том числе и в режиме покоя усилителя, когда пульсации особенно заметны.
Применять электронные фильтры или стабилизаторы я не стал, поскольку они иногда являются причиной самовозбуждения усилителя и источником помех и наводок.

Детали для усилителя:
Резисторы могут быть любой мощности не менее 0.125 ватт за исключением R9 5 ватт, R10 2 ватт. Очень важен номинал резистора R10. От этого зависит правильный режим работы усилителя.
Конденсатор С1 лучше поставить пленочный, С4 пленочный или слюдяной.
Выходные транзисторы КТ818, КТ819 обязательно с буквой “М” в конце (в металлическом корпусе), БМ, ГМ. Радиаторы под них я использовал ребристые размером 120*170, толщиной 35 мм. Если радиаторы будут меньше, то необходим принудительный обдув.
На КТ815 небольшой радиатор-пластинка 2-3 кв. см. На П701 радиатор не нужен.
На резисторе R9 рассеивается значительная мощность. При наличии осциллографа и генератора можно попробовать ее уменьшить. Подаем сигнал на вход,на выход подключаем эквивалент нагрузки и осциллограф. Резистором R4 добиваемся симметричного ограничения максимально возможной амплитуды сигнала. Далее увеличивая резистор R9 добиваемся начала ограничения сигнала сверху. Выпаиваем и измеряем номинал. После этого устанавливаем резистор на 25…30% меньше.
При желании поэкспериментировать можно собрать совсем упрощенную схему.

Транзисторы здесь должны иметь больший К ус. Первый не менее 200, второй не менее 100.
Резистор R7 мощностью не менее 50 ватт. При отсутствии такого можно использовать электрический чайник и утюг по 2000 ватт на220в, соединенные параллельно, либо 2 ТЭН на 2000 ватт. – получается сопротивление около 10 ом. Кстати это можно использовать и как эквивалент нагрузки.
Данная схема позволяет получить 4…5 ватт (потреблять будет все равно около 90 ватт.) На коллекторе VT2 нужно выставить 12 вольт.

Схемы усилителей нч на транзисторах. Простейшие усилители низкой частоты на транзисторах

Схема простого усилителя звука на транзисторах , которая реализована на двух мощных составных транзисторах TIP142-TIP147 установленных в выходном каскаде, двух маломощных BC556B в дифференциальном тракте и один BD241C в цепи предварительного усиления сигнала — всего пять транзисторов на всю схему! Такая конструкция УМЗЧ свободно может быть использована например в составе домашнего музыкального центра или для раскачки сабвуфера установленного в автомобиле, на дискотеке.

Главная привлекательность данного усилителя мощности звука заключается в легкости его сборки даже начинающими радиолюбителями, нет необходимости в какой либо специальной его настройке, не возникает проблем в приобретении комплектующих по доступной цене. Представленная здесь схема УМ обладает электрическими характеристиками с высокой линейностью работы в частотном диапазоне от 20Гц до 20000Гц. p>

При выборе или самостоятельном изготовлении трансформатора для блока питания нужно учитывать такой фактор: — трансформатор должен иметь достаточный запас по мощности, например: 300 Вт из расчета на один канал, в случае двухканального варианта, то естественно и мощность удваивается. Можно применить для каждого свой отдельный трансформатор, а если использовать стерео вариант усилителя, то тогда вообще получится аппарат типа «двойное моно», что естественно повысит эффективность усиления звука.

Действующее напряжение во вторичных обмотках трансформатора должно составлять ~34v переменки, тогда постоянное напряжение после выпрямителя получится в районе 48v — 50v. В каждом плече по питанию необходимо установить плавкий предохранитель рассчитанный на рабочий ток 6А, соответственно для стерео при работе на одном блоке питания — 12А.

Всем Привет! В этой статье я буду подробно описывать как изготовить классный усилитель для дома или авто . Усилитель несложный в сборке и настройке, и имеет хорошее качество звучания. Ниже вашему вниманию представлена принципиальная схема самого усилителя.

Схема выполнена на транзисторах и не имеет дефицитных деталей. Питание усилителя двуполярное +/- 35 вольт, при сопротивлении нагрузки в 4 Ома. При подключении 8-ми Омной нагрузки, питание можно увеличить до +/- 42 вольт.

Резисторы R7, R8, R10, R11, R14 — 0,5 Вт; R12, R13 — 5 Вт; остальные 0.25 Вт.
R15 подстроечный 2-3 кОм.
Транзисторы: Vt1, Vt2, Vt3, Vt5 — 2sc945 (на корпусе пишется обычно c945).
Vt4, Vt7 — BD140 (Vt4 можно заменить нашим Кт814).
Vt6 — BD139.
Vt8 — 2SA1943.
Vt9 — 2SC5200.

ВНИМАНИЕ! У транзисторов c945 есть разная цоколевка: ЭКБ и ЭБК. Поэтому перед впайкой нужно проверять мультиметром.
Светодиод обычный, зеленого цвета, именно ЗЕЛЕНОГО! Он здесь не для красоты! И НЕ должен быть сверхъярким. Ну а остальные детали видно на схеме.

И так, Погнали!

Для изготовления усилителя нам понадобятся инструменты :
-паяльник
-олово
-канифоль (желательно жидкий), но можно обойтись и обычным
-ножницы по металлу
-кусачки
-шило
-медицинский шприц, любой
-сверло 0.8-1 мм
-сверло 1.5 мм
-дрель (лучше какую-нибудь мини дрель)
-наждачная бумага
-и мультиметр.

Материалы:
-односторонняя текстолитовая плата размером 10х6 см
-лист тетрадной бумаги
-ручка
-лак для дерева (желательно темного цвета)
-небольшой контейнер
-пищевая сода
-лимонная кислота
-соль.

Список радиодеталей я перечислять не буду, их видно на схеме.
Шаг 1 Готовим плату
И так, нам нужно изготовить плату. Так как лазерного принтера у меня нет (вообще нет ни каково), плату мы будем изготавливать «по старинке»!
Для начала нужно просверлить отверстия на плате для будущих деталей. У кого есть принтер, просто распечатайте эту картинку:

если нет, то тогда нам надо перенести на бумагу разметку для сверловки. Как это сделать вы поймете на фото ниже:

когда будете переводить, не забудьте про размер платы! (10 на 6 см)

вот как то так!
Отрезаем ножницами по металлу нужный нам размер платы.

Теперь прикладываем листок к вырезанной плате и фиксируем скотчем, чтобы не съехала. Далее берем шило и намечаем (по точкам) где будем сверлить.

Можно конечно обойтись без шила и сверлить сразу, но сверло может съехать!

Теперь можно и начать сверловку. Сверлим дырки 0.8 — 1 мм.Как я говорил выше: лучше использовать мини дрель, так как сверло очень тонкое и легко ломается. Я например использую моторчик от шуруповерта.

Дырки под транзисторы Vt8, Vt9 и под провода сверлим сверлом 1.5 мм. Теперь надо зачистить наждачкой нашу плату.

Вот теперь можно и начать рисовать наши дорожки. Берем шприц, стачиваем иголку, чтоб была не острой, набираем лак и вперед!

Подравнивать косяки лучше когда лак уже застынет.

Шаг 2 Травим плату
Для травления плат я использую самый простой и самый дешевый метод:
100 мл перекиси, 4 ч ложки лимонной кислоты и 2 ч ложки соли.

Размешиваем и погружаем нашу плату.

Далее счищаем лак и получается вот так!

Желательно сразу все дорожки покрыть оловом для удобства пайки деталей.

Шаг 3 Пайка и настройка
Паять удобно будет по этой картинке (вид со стороны деталей)

Для удобства с начало впаиваем все мелкие детали, резисторы и прочее.

А потом уже все остальное.

После пайки плату нужно отмыть от канифоли. Отмыть можно спиртом или ацетоном. На крайняк можно даже бензином.

Теперь можно и пробовать включать! При правильной сборке усилитель работает сразу. При первом включении резистор R15 надо вывернуть в сторону максимального сопротивления (меряем прибором). Колонку не подключать! Выходные транзисторы ОБЯЗАТЕЛЬНО на радиатор, через изолирующие прокладки.

И так: включили усилитель, светодиод должен гореть, меряем мультиметром напряжение на выходе. Постоянки нет, значит все хорошо.
Далее нужно установить ток покоя (75-90mA): для этого замкните вход на землю, нагрузку не подключать! На мультиметре поставьте режим 200mV и подсоедините щупы к коллекторам выходных транзисторов. (на фото отмечено красными точками)

Далее медленным вращением резистора R15 нужно установить 40-45 mV.

Выставили, теперь можно подключить динамик и погонять усилитель на небольшой громкости 10-15 мин. Потом опять нужно будет подкорректировать ток покоя.
Ну вот и все, можно наслаждаться!

Вот видео работы усилителя:

Заметим, что высокочастотные усилители до частот 10… 100 МГц строят по аналогичным схемам, все отличие чаще всего сводится к тому, что значения емкостей конденсаторов таких усилителей уменьшаются во столько раз, во сколько частота высокочастотного сигнала превосходит частоту низкочастотного.

Простой усилитель на одном транзисторе

Рис. 1. Схема простого УНЧ на одном транзисторе + конденсатор и резистор.

Для выбора начального значения резистора R1 следует учесть, что его величина примерно в сто и более раз должна превышать сопротивление, включенное в цепь нагрузки. Для подбора резистора смещения рекомендуется последовательно включить постоянный резистор сопротивлением 20…30 кОм и переменный сопротивлением 100… 1000 кОм, после чего, подав на вход усилителя звуковой сигнал небольшой амплитуды, например, от магнитофона или плеера, вращением ручки переменного резистора добиться наилучшего качества сигнала при наибольшей его громкости.

Улучшениые варианты однотранзисторного усилителя

Рис. 2. Схема однотранзисторного УНЧ с цепочкой частотнозависимой отрицательной обратной связи.

Рис. 3. Однотранзисторный усилитель с делителем для подачи напряжения смещения на базу транзистора.

Рис. 4. Однотранзисторный усилитель с автоматической установкой смещения для базы транзистора.

Двухкаскадный усилитель на транзисторах

Рис. 5. Схема простого двухкаскадного усилителя НЧ.

Схема УНЧ на полевом и кремниевом транзисторах

Рис. 6. Схема простого усилителя низкой частоты на двух транзисторах.

Амплитуда входного сигнала УНЧ не должна превышать 0,5…0,7 В. Выходная мощность усилителя может изменяться от десятков мВт до единиц Вт в зависимости от сопротивления нагрузки и величины питающего напряжения.

Настройка усилителя заключается в подборе резисторов R2 и R3. С их помощью устанавливают напряжение на стоке транзистора VT1, равное 50…60% от напряжения источника питания. Транзистор VT2 должен быть установлен на теплоотводя-щей пластине (радиаторе).

Трекаскадный УНЧ с непосредственной связью

Рис. 7. Принципиальная схема трехкаскадного УНЧ с непосредственной связью между каскадами.

В то же время настройка усилителя осложняется тем, что каждое сопротивление усилителя приходится подбирать в индивидуальном порядке. Ориентировочно соотношение резисторов R2 и R3, R3 и R4, R4 и R BF должно быть в пределах (30…50) к 1. Резистор R1 должен быть 0,1…2 кОм. Расчет усилителя, приведенного на рис. 7, можно найти в литературе, например, [Р 9/70-60].

Схемы каскадных УНЧ на биполярных транзисторах

Рис. 8. Каскадный УНЧ на двух транзисторах с коэффициентом усиления = 5.

Рис. 9. Каскадный УНЧ на двух транзисторах с коэффициентом усиления = 100.

Экономичный УНЧ на трех транзисторах

Рис. 10. Схема простого экономичного усилителя НЧ на трех транзисторах.

Напряжение питания УНЧ составляет от 1,5 до 15 В, хотя работоспособность устройства сохраняется и при снижении питающего напряжения до 0,6 В. В диапазоне напряжения питания 2… 15 В потребляемый усилителем ток описывается выражением:

1(мкА) = 52 + 13*(Uпит)*(Uпит),

где Uпит — напряжение питания в Вольтах (В).

Если отключить транзистор VT2, потребляемый устройством ток увеличивается на порядок.

Двухкаскадные УНЧ с непосредственной связью между каскадами

Примерами УНЧ с непосредственными связями и минимальным подбором режима работы являются схемы, приведенные на рис. 11 — 14. Они имеют высокий коэффициент усиления и хорошую стабильность.

Рис. 11. Простой двухкаскадный УНЧ для микрофона (низкий уровень шумов, высокий КУ).

Рис. 12. Двухкаскадный усилитель низкой частоты на транзисторах КТ315.

Рис. 13. Двухкаскадный усилитель низкой частоты на транзисторах КТ315 — вариант 2.

В роли микрофона может выступать и телефонный капсюль. Стабилизация рабочей точки (начального смещения на базе входного транзистора) усилителей на рис. 11 — 13 осуществляется за счет падения напряжения на эмиттерном сопротивлении второго каскада усиления.

Рис. 14. Двухкаскадный УНЧ с полевым транзистором.

Рис. 15. схема простого двухкаскадного УНЧ на двух полевых транзисторах.

Схемы УНЧ для работы с низкоОмной нагрузкой

Рис. 16. Простой УНЧ для работы с включением нагрузки с низким сопротивлением.

Рис. 17. Схема усилителя низкой частоты с включением низкоомной нагрузки в диагональ моста.

Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год.

Исправления в публикации: на рис. 16 и 17 вместо диода Д9 установлена цепочка из диодов.

Усилитель на транзисторах, несмотря на свою уже долгую историю, остается излюбленным предметом исследования как начинающих, так и маститых радиолюбителей. И это понятно. Он является непременной составной частью самых массовых и усилителей низкой (звуковой) частоты. Мы рассмотрим, как строятся простейшие усилители на транзисторах.

Частотная характеристика усилителя

В любом теле- или радиоприемнике, в каждом музыкальном центре или усилителе звука можно найти транзисторные усилители звука (низкой частоты — НЧ). Разница между звуковыми транзисторными усилителями и другими видами заключается в их частотных характеристиках.

Звуковой усилитель на транзисторах имеет равномерную частотную характеристику в полосе частот от 15 Гц до 20 кГц. Это означает, что все входные сигналы с частотой внутри этого диапазона усилитель преобразует (усиливает) примерно одинаково. На рисунке ниже в координатах «коэффициент усиления усилителя Ку — частота входного сигнала» показана идеальная кривая частотной характеристики для звукового усилителя.

Эта кривая практически плоская с 15 Гц по 20 кГц. Это означает, применять такой усилитель следует именно для входных сигналов с частотами между 15 Гц и 20 кГц. Для входных сигналов с частотами выше 20 кГц или ниже 15 Гц эффективность и качество его работы быстро уменьшаются.

Вид частотной характеристики усилителя определяется электрорадиоэлементами (ЭРЭ) его схемы, и прежде всего самими транзисторами. Звуковой усилитель на транзисторах обычно собран на так называемых низко- и среднечастотных транзисторах с суммарной полосой пропускания входных сигналов от десятков и сотен Гц до 30 кГц.

Класс работы усилителя

Как известно, в зависимости от степени непрерывности протекания тока на протяжении его периода через транзисторный усилительный каскад (усилитель) различают следующие классы его работы: «А», «B», «AB», «C», «D».

В классе работы ток «А» через каскад протекает на протяжении 100 % периода входного сигнала. Работу каскада в этом классе иллюстрирует следующий рисунок.

В классе работы усилительного каскада «AB» ток через него протекает более чем 50 %, но менее чем 100 % периода входного сигнала (см. рисунок ниже).

В классе работы каскада «В» ток через него протекает ровно 50 % периода входного сигнала, как это иллюстрирует рисунок.

И наконец в классе работы каскада «C» ток через него протекает менее чем 50 % периода входного сигнала.

НЧ-усилитель на транзисторах: искажения в основных классах работы

В рабочей области транзисторный усилитель класса «А» обладает малым уровнем нелинейных искажений. Но если сигнал имеет импульсные выбросы по напряжению, приводящие к насыщению транзисторов, то вокруг каждой «штатной» гармоники выходного сигнала появляются высшие гармоники (вплоть до 11-й). Это вызывает феномен так называемого транзисторного, или металлического, звука.

Если НЧ-усилители мощности на транзисторах имеют нестабилизированное питание, то их выходные сигналы модулируются по амплитуде вблизи частоты сети. Это ведет к жёсткости звука на левом краю частотной характеристики. Различные же способы стабилизации напряжения делают конструкцию усилителя более сложной.

Типовой КПД однотактного усилителя класса А не превышает 20 % из-за постоянно открытого транзистора и непрерывного протекания постоянной составляющей тока. Можно выполнить усилитель класса А двухтактным, КПД несколько повысится, но полуволны сигнала станут более несимметричными. Перевод же каскада из класса работы «А» в класс работы «АВ» повышает вчетверо нелинейные искажения, хотя КПД его схемы при этом повышается.

В усилителях же классов «АВ» и «В» искажения нарастают по мере снижения уровня сигнала. Невольно хочется врубить такой усилитель погромче для полноты ощущений мощи и динамики музыки, но зачастую это мало помогает.

Промежуточные классы работы

У класса работы «А» имеется разновидность — класс «А+». При этом низковольтные входные транзисторы усилителя этого класса работают в классе «А», а высоковольтные выходные транзисторы усилителя при превышении их входными сигналами определенного уровня переходят в классы «В» или «АВ». Экономичность таких каскадов лучше, чем в чистом классе «А», а нелинейные искажения меньше (до 0,003 %). Однако звук у них также «металлический» из-за наличия высших гармоник в выходном сигнале.

У усилителей еще одного класса — «АА» степень нелинейных искажений еще ниже — около 0,0005 %, но высшие гармоники также присутствуют.

Возврат к транзисторному усилителю класса «А»?

Сегодня многие специалисты в области качественного звуковоспроизведения ратуют за возврат к ламповым усилителям, поскольку уровень нелинейных искажений и высших гармоник, вносимых ими в выходной сигнал, заведомо ниже, чем у транзисторов. Однако эти достоинства в немалой степени нивелируются необходимостью согласующего трансформатора между высокоомным ламповым выходным каскадом и низкоомными звуковыми колонками. Впрочем, с трансформаторным выходом может быть сделан и простой усилитель на транзисторах, что будет показано ниже.

Существует и точка зрения, что предельное качество звучания может обеспечить только гибридный лампово-транзисторный усилитель, все каскады которого являются однотактными, не охвачены и работают в классе «А». То есть такой повторитель мощности представляет собой усилитель на одном транзисторе. Схема его может иметь предельно достижимый КПД (в классе «А») не более 50 %. Но ни мощность, ни КПД усилителя не являются показателями качества звуковоспроизведения. При этом особое значение приобретают качество и линейность характеристик всех ЭРЭ в схеме.

Поскольку однотактные схемы получают такую перспективу, мы рассмотрим ниже их возможные варианты.

Однотактный усилитель на одном транзисторе

Схема его, выполненная с общим эмиттером и R-C-связями по входному и выходному сигналам для работы в классе «А», приведена на рисунке ниже.

На ней показан транзистор Q1 структуры n-p-n. Его коллектор через токоограничивающий резистор R3 присоединен к положительному выводу +Vcc, а эмиттер — к -Vcc. Усилитель на транзисторе структуры p-n-p будет иметь такую же схему, но выводы источника питания поменяются местами.

C1 — разделительный конденсатор, посредством которого источник переменного входного сигнала отделяется от источника постоянного напряжения Vcc. При этом С1 не препятствует прохождению переменного входного тока через переход «база — эмиттер транзистора Q1». Резисторы R1 и R2 совместно с сопротивлением перехода «Э — Б» образуют Vcc для выбора рабочей точки транзистора Q1 в статическом режиме. Типичной для этой схемы является величина R2 = 1 кОм, а положение рабочей точки — Vcc/2. R3 является нагрузочным резистором коллекторной цепи и служит для создания на коллекторе переменного напряжения выходного сигнала.

Предположим, что Vcc = 20 В, R2 = 1 кОм, а коэффициент усиления по току h = 150. Напряжение на эмиттере выбираем Ve = 9 В, а падение напряжения на переходе «Э — Б» принимаем равным Vbe = 0,7 В. Эта величина соответствует так называемому кремниевому транзистору. Если бы мы рассматривали усилитель на германиевых транзисторах, то падение напряжения на открытом переходе «Э — Б» было бы равно Vbe = 0,3 В.

Ток эмиттера, примерно равный току коллектора

Ie = 9 B/1 кОм = 9 мА ≈ Ic.

Ток базы Ib = Ic/h = 9 мА/150 = 60 мкА.

Падение напряжения на резисторе R1

V(R1) = Vcc — Vb = Vcc — (Vbe + Ve) = 20 В — 9,7 В = 10,3 В,

R1 = V(R1)/Ib = 10,3 В/60 мкА = 172 кОм.

С2 нужен для создания цепи прохождения переменной составляющей тока эмиттера (фактически тока коллектора). Если бы его не было, то резистор R2 сильно ограничивал бы переменную составляющую, так что рассматриваемый усилитель на биполярном транзисторе имел бы низкий коэффициент усиления по току.

В наших расчетах мы принимали, что Ic = Ib h, где Ib — ток базы, втекающий в нее из эмиттера и возникающий при подаче на базу напряжения смещения. Однако через базу всегда (как при наличии смещения, так и без него) протекает еще и ток утечки из коллектора Icb0. Поэтому реальный ток коллектора равен Ic = Ib h + Icb0 h, т.е. ток утечки в схеме с ОЭ усиливается в 150 раз. Если бы мы рассматривали усилитель на германиевых транзисторах, то это обстоятельство нужно было бы учитывать при расчетах. Дело в том, что имеют существенный Icb0 порядка нескольких мкА. У кремниевых же он на три порядка меньше (около нескольких нА), так что в расчетах им обычно пренебрегают.

Однотактный усилитель с МДП-транзистором

Как и любой усилитель на полевых транзисторах, рассматриваемая схема имеет свой аналог среди усилителей на Поэтому рассмотрим аналог предыдущей схемы с общим эмиттером. Она выполнена с общим истоком и R-C-связями по входному и выходному сигналам для работы в классе «А» и приведена на рисунке ниже.

Здесь C1 — такой же разделительный конденсатор, посредством которого источник переменного входного сигнала отделяется от источника постоянного напряжения Vdd. Как известно, любой усилитель на полевых транзисторах должен иметь потенциал затвора своих МДП-транзисторов ниже потенциалов их истоков. В данной схеме затвор заземлен резистором R1, имеющим, как правило, большое сопротивление (от 100 кОм до 1 Мом), чтобы он не шунтировал входной сигнал. Ток через R1 практически не проходит, поэтому потенциал затвора при отсутствии входного сигнала равен потенциалу земли. Потенциал же истока выше потенциала земли за счет падения напряжения на резисторе R2. Таким образом, потенциал затвора оказывается ниже потенциала истока, что и нужно для нормальной работы Q1. Конденсатор C2 и резистор R3 имеют такое же назначение, как и в предыдущей схеме. Поскольку эта схема с общим истоком, то входной и выходной сигналы сдвинуты по фазе на 180°.

Усилитель с трансформаторным выходом

Третий одноступенчатый простой усилитель на транзисторах, показанный на рисунке ниже, также выполнен по схеме с общим эмиттером для работы в классе «А», но с низкоомным динамиком он связан через согласующий трансформатор.

Первичная обмотка трансформатора T1 является нагрузкой коллекторной цепи транзистора Q1 и развивает выходной сигнал. T1 передает выходной сигнал на динамик и обеспечивает согласование выходного полного сопротивления транзистора с низким (порядка нескольких Ом) сопротивлением динамика.

Делитель напряжения коллекторного источника питания Vcc, собранный на резисторах R1 и R3, обеспечивает выбор рабочей точки транзистора Q1 (подачу напряжения смещения на его базу). Назначение остальных элементов усилителя такое же, как и в предыдущих схемах.

Двухтактный звуковой усилитель

Двухтактный НЧ-усилитель на двух транзисторах расщепляет входной частоты на две противофазные полуволны, каждая из которых усиливается своим собственным транзисторным каскадом. После выполнения такого усиления полуволны объединяются в целостный гармонический сигнал, который и передается на акустическую систему. Подобное преобразование НЧ-сигнала (расщепление и повторное слияние), естественно, вызывает в нем необратимые искажения, обусловленные различием частотных и динамических свойств двух транзисторов схемы. Эти искажения снижают качество звука на выходе усилителя.

Двухтактные усилители, работающие в классе «А», недостаточно хорошо воспроизводят сложные звуковые сигналы, так как в их плечах непрерывно протекает постоянный ток повышенной величины. Это приводит к несимметрии полуволн сигнала, фазовым искажениям и в конечном итоге к потере разборчивости звука. Нагреваясь, два мощных транзистора увеличивают вдвое искажения сигнала в области низких и инфранизких частот. Но все же основным достоинством двухтактной схемы является ее приемлемый КПД и повышенная выходная мощность.

Двухтактная схема усилителя мощности на транзисторах показана на рисунке.

Это усилитель для работы в классе «А», но может быть использован и класс «АВ», и даже «В».

Бестрансформаторный транзисторный усилитель мощности

Трансформаторы, несмотря на успехи в их миниатюризации, остаются все же самыми громоздкими, тяжелыми и дорогими ЭРЭ. Поэтому был найден путь устранения трансформатора из двухтактной схемы путем выполнения ее на двух мощных комплементарных транзисторах разных типов (n-p-n и p-n-p). Большинство современных усилителей мощности используют именно этот принцип и предназначены для работы в классе «В». Схема такого усилителя мощности показана на рисунке ниже.

Оба ее транзистора включены по схеме с общим коллектором (эмиттерного повторителя). Поэтому схема передает входное напряжение на выход без усиления. Если входного сигнала нет, то оба транзистора находятся на границе включенного состояния, но при этом они выключены.

Когда гармонический сигнал подан на вход, его положительная полуволна открывает TR1, но переводит p-n-p транзистор TR2 полностью в режим отсечки. Таким образом, только положительная полуволна усиленного тока протекает через нагрузку. Отрицательная полуволна входного сигнала открывает только TR2 и запирает TR1, так что в нагрузку подается отрицательная полуволна усиленного тока. В результате на нагрузке выделяется полный усиленный по мощности (за счет усиления по току) синусоидальный сигнал.

Усилитель на одном транзисторе

Для усвоения вышеизложенного соберем простой усилитель на транзисторах своими руками и разберемся, как он работает.

В качестве нагрузки маломощного транзистора Т типа BC107 включим наушники с сопротивлением 2-3 кОм, напряжение смещения на базу подадим с высокоомного резистора R* величиной 1 МОм, развязывающий электролитический конденсатор C емкостью от 10 мкФ до 100 мкФ включим в базовую цепь Т. Питать схему будем от батареи 4,5 В/0,3 А.

Если резистор R* не подключен, то нет ни тока базы Ib, ни тока коллектора Ic. Если резистор подключен, то напряжение на базе поднимается до 0,7 В и через нее протекает ток Ib = 4 мкА. Коэффициент усиления транзистора по току равен 250, что дает Ic = 250Ib = 1 мА.

Собрав простой усилитель на транзисторах своими руками, можем теперь его испытать. Подключите наушники и поставьте палец на точку 1 схемы. Вы услышите шум. Ваше тело воспринимает излучение питающей сети на частоте 50 Гц. Шум, услышанный вами из наушников, и является этим излучением, только усиленным транзистором. Поясним этот процесс подробнее. Напряжение переменного тока с частотой 50 Гц подключено к базе транзистора через конденсатор С. Напряжение на базе теперь равно сумме постоянного напряжения смещения (приблизительно 0,7 В), приходящего с резистора R*, и напряжения переменного тока «от пальца». В результате ток коллектора получает переменную составляющую с частотой 50 Гц. Этот переменный ток используется для сдвига мембраны динамиков вперед-назад с той же частотой, а это означает, что мы сможем услышать тон 50 Гц на выходе.

Слушать уровень шума 50 Гц не очень интересно, поэтому можно подключить к точкам 1 и 2 низкочастотные источника сигнала (CD-плеер или микрофон) и слышать усиленную речь или музыку.

Источник питания должен выдавать стабильное или нестабильное двуполярное напряжение питания ±45V и ток 5А. Эта схема УНЧ на транзисторах весьма проста, так как в выходном каскаде используется пара мощных комплементарных транзисторов Дарлингтона . В соответствии с справочными характеристиками эти транзисторы могут коммутировать ток до 5А при напряжении эмиттерном-коллекторном переходе до 100V.

Схема УНЧ представлена на рисунке чуть ниже.

Сигнал требующий усиления через предварительный УНЧ подается на предварительный дифферециальный усилительный каскад построенный на составных транзисторах VT1 и VT2. Использование дифференциальной схемы в усилительном каскаде, снижает шумовые эффекты и обеспечивает работу отрицательной обратной связи. Напряжение ОС поступает на базу транзистора VT2 с выхода усилителя мощности. ОС по постоянному току реализуется через резистор R6. ОС по переменной состовляющей осуществляется через резистор R6, но её величина зависит от номиналов цепочки R7-C3. Но следует учитовать, что слишком сильное увеличение сопротивления R7 приводет к возбуждению.

Режим работы по постоянному току обеспечивается подбором резистора R6. Выходной каскад на транзисторах Дарлингтона VT3 и VT4 работает в классе АВ. Диоды VD1 и VD2 нужны для стабилизации рабочей точки выходного каскада.

Транзистор VT5 ппредназначен для раскачки выходного каскада, на его базу поступает сигнал с выхода дифференциального предварительного усилителя, а так же постоянное напряжение смещения, которое определяет режим работы выходного каскада по постоянному току.

Все конденсаторы схемы должны быть рассчитаны на максимальное постоянное напряжение не ниже 100V. Транзисторы выходного каскада рекомендуется закрепить на радиаторы площадью не меньше 200 см в квадрате

Рассмотренная схема простого двухкаскадного усилителя разработана для работы с наушниками или для использования в простых устройствах с функцией предварительного усилителя.

Первый транзистор усилителя подсоединен по схеме с общим эмиттером, а второй транзистор с общим коллектором. Первый каскад предназначен для базового усиления сигнала по напряжению, а второй каскада усиливает уже по мощности.

Малое выходное сопротивление второго каскада двухкаскадного усилителя, называемого эмиттерным повторителем, позволяет подсоединять не только наушники с большим сопротивлением, но и другие виды преобразователей акустического сигнала.

Эта тоже двухкаскадная схема УНЧ выполненная на двух транзисторах, но уже противоположной проводимости. Ее главная особенность в том, что связь между каскадами непосредственная. Охваченная ООС через сопротивление R3 напряжение смещения со второго каскада проходит на базу первого транзистора.

Конденсатор СЗ, шунтирует резистор R4, уменьшает ООС по переменному току, тем самым уменьшающая усиление VT2. Путем подбора номинала резистора R3 задают режим работы транзисторов.

УМЗЧ на двух транзисторах

Этот достаточно легкий усилитель мощности звуковой частоты (УМЗЧ) можно спаять всего на двух транзисторах. При напряжении питания 42В постоянного тока выходная мощность усилителя достигает 0,25 Вт при нагрузке 4 Ом. Потребляемый ток всего 23 mA. Усилитель работает в однотактном режиме «А».

Напряжение низкой частоты от источника сигнала подходит к регулятору громкости R1. Далее через защитный резистор R3 и конденсатор C1 сигнал оказывается на базе биполярного транзистора VT1 включенного по схеме с общим эмиттером. Усиленный сигнал через R8 подается на затвор мощного полевого транзистора VT2 включенный по схеме с общим истоком и его нагрузкой служит первичная обмотка понижающего трансформатора К вторичной обмотке трансформатора можно подключить динамическую головку или акустическую систему.

В обоих транзисторных каскадах присутствует местная отрицательная обратная связь по постоянному и переменному току, так и общей цепью ООС.

В случае увеличения напряжения на затворе полевого транзистора сопротивление сток исток его канала уменьшается и напряжение на его стоке уменьшается. Это влияет и на уровень сигнала поступающий на биполярный транзистор, что снижает напряжения затвор-исток.

Совместно с цепями местной отрицательной обратной связи, таким образом, стабилизируются режимы работы обоих транзисторов даже в случае незначительного изменения питающего напряжения. Коэффициент усиления зависит от соотношения сопротивлений резисторов R10 и R7. Стабилитрон VD1 предназначен для предотвращения выхода полевого транзистора из строя. Питание усилительного каскада на VT1 производится через RC фильтр R12C4. Конденсатор C5 блокировочный по цепи питания.

Усилитель может быть собран на печатной плате размерами 80×50 мм,на ней расположены все элементы кроме понижающего трансформатора и динамической головки

Наладку схемы усилителя осуществляют при том напряжении питания, при котором он будет работать. Для тонкой настройки рекомендуется использовать осциллограф, щуп которого подключают к выводу стока полевого транзистора. Подав на вход усилителя синусоидальный сигнал частотой 100 … 4000 Гц, с помощью регулировки подстроечного резистора R5 добиваются того, чтобы отсутствовали заметные искажения синусоиды при как можно большем размахе амплитуды сигнала на выводе стока транзистора.

Выходная мощность усилителя на полевом транзисторе небольшая, всего 0,25Вт, напряжение питания от 42В до 60В. Сопротивление динамической головки 4 Ома.

Аудио сигнал через переменное сопротивление R1, затем R3 и разделительную емкость C1 поступает на усилительный каскад на биполярном транзисторе по схеме с общим эмиттером. Далее с этого транзистора усиленный сигнал через сопротивление R10 проходит на полевой транзистор.

Первичная обмотка трансформатора является нагрузкой для полевого транзистора, а к вторичной обмотки подключен четырех омная динамическая головка. Соотношением сопротивлений R10 и R7 задаем степень усиления по напряжению. С целью защиты униполярного транзистора в схему добавлен стабилитрон VD1.

Все номиналы деталей имеются на схеме. Трансформатор можно использовать типа ТВК110ЛМ или ТВК110Л2, от блока кадровой развертки старого телевизора или аналогичный.

УМЗЧ по схеме Агеева

Наткнулся на эту схему в старом выпуске журнала радио, впечатления от нее остались самыми приятными,во первых схема настолько проста, что ее сможет собрать и начинающий радиолюбитель,во вторых при условии рабочих компонентов и правильной сборки наладки она не требует.

Если вас заинтересовала эта схема, то остальные подробности по ее сборке вы сможете найти в журнале радио №8 за 1982 год.

Высококачественные транзисторные УНЧ

Схемы усилителей | 2 Схемы

Схемы принципиальные усилителей звука разной мощности — для наушников, компьютерных колонок и мощных АС 100-1000 ватт. Все УНЧ подходят для сборки своими руками (есть печатные платы).

Согласно проекту, этот транзисторный УМЗЧ должен давать максимум 500 Вт синусоидальной мощности при нагрузке 4 Ом (в конфигурации моста), другими словами, 2x 250 Вт при …

Класс A — как много в этом звуке, для сердца нашего сплелось, как много в нём отозвалось! Разрешите представить усилитель, работающий по принципу «минимум КПД …

Сегодня хотел бы представить неплохой усилитель мощности звука на дешевых м/с TDA2030 и предварительный усилитель на LM1036. Так как это мой первый усилитель, то понимаю, …

Всё началось с того, что фирменный усилитель мощности звука сгорел, так что решил заменить его на другой, более мощный и естественно самодельный. Сначала покупка новых …

После нескольких вариантов сборки дешевых китайских усилителей звука на TDA2030 и иже с ними пришло время для чего-то более серьезного. Выбор пал на фирменные транзисторные …

Представляем усилитель на малоизвестных для многих микросхемах LM3876, которые используются для чего-то вроде квадроусиления. Тут нет двух усилителей с двумя отдельными схемами электропитания, а есть …

Использование мощных усилителей (с Pout более 200 Ватт) оправдано даже для дома. Ведь УМЗЧ будет всегда работать на десятой части своей мощности, что крайне хорошо …

Построить корпус к сабвуферу не проблема, проблема как управлять тем НЧ динамиком? Вначале творческих изысканий сделал усилитель на основе попсовых интегральных микросхем TDA7294, LM3886, LM4780. …

Одна из самых популярных среди аудиофилов конструкций УМЗЧ — усилитель мощности Holton. Собраный по этой схеме он выдаёт 2 х 100 Вт. Каждый канал состоит …

Представляем ещё один самодельный усилителя на знаменитой микросхеме TDA7294. Это усилитель по системе 2.1. Канал сабвуфера — это TDA7294 в мостовом включении, а на стереоканалы …

Обзор знаменитой схемы двухтактного усилителя класса A, использующего JFET и MOSFET в очень простой двухступенчатой комплементарной схеме включения — немного похожей на Aleph J. Данный …

По мнению многих радиолюбителей, LM3886 — одна из самых уважаемых микросхем для усилителей звука. Причиной её популярности является очень низкий уровень искажений, минимальные внешние компоненты …

Отличная микросхема для сборки самодельного усилитель с довольно большой мощностью это TDA2050. Но представленная инструкция подходит и к любой другой похожей по структуре м/с, например …

Недавно прослушанный у друга усилитель побудил тоже сделать себе А-класс УНЧ на наушники. Конструкция этого усилителя настолько проста, что даже начинающим радиолюбителям это удастся. В …

Усилитель выполнен в виде двух моноблоков, скрученных вместе и так как несмотря на то, что схема была разработана лет 30 назад, звук действительно отличный. Усилитель …

Это несложное, но очень полезное в быту устройство — самодельный усилитель звука для наушников, он питается от двух AAA батареек на 3 В и имеет …

Представляем концепцию двух стереоусилителей с низким энергопотреблением и рабочим напряжением для питания небольших колонок или наушников. Было несколько мотивов для реализации этого проекта. Одним из …

Различные усилители звука, как микрофонные, так и мощные оконечные УМЗЧ, нуждаются при настройке в эталонном сигнале постоянной величины. Многие испытывают и настраивают схемы УНЧ просто …

Усилитель. Под этим словом большинство людей понимают обычную коробку с парой регуляторов и кнопок. Новички в электронике уже представляют, что это такая плата с микросхемой, …

Представляем очередной мини-проект предусилителя для проигрывателей виниловых дисков. В отличие от предыдущих конструкций он сделан на современных малошумящих полевых транзисторах. Это очень простой усилитель для …

Усилитель для бас-гитары 1

Elliott Sound Products

Пр.12 — Часть 1

Вершина

Введение Басовые усилители

— это особый случай усиления. 4-струнный бас имеет нижнюю частоту «E» (E1) 41 Гц, в то время как большинство 5- и 6-струнных басов настроены на нижнюю «B» (B0) — 31 Гц (достаточно близко в каждом случае).Некоторые басисты счастливы иметь возможность играть не ниже второй гармоники, которая, как и у большинства щипковых струнных инструментов, является преобладающей. Таким образом, доминирующими частотами являются 82 Гц и 62 Гц. Некоторые басовые усилители намеренно ограничивают диапазон частот ниже ~ 70 Гц.

В зависимости от баса, исполнителя и стиля игры, гармоники могут выходить за пределы 10 кГц, и многие кабинеты низкочастотных динамиков включают компрессионный драйвер и рупор для покрытия высоких частот. Другой подход заключается в использовании колонок меньшего размера, чем обычные, и 410 (4 x 250 мм / 10 дюймов) и аналогичные сейчас стали обычным явлением просто потому, что колонки меньшего размера имеют лучший высокочастотный отклик (или, по крайней мере, это теория, которая может работать, а может и не работать. на практике).Похоже, существует консенсус, что вам нужен отклик как минимум до 7 кГц, если верхний предел важен для вашего звука.

Если посмотреть на популярные комбинации, то ассортимент очень разнообразен, как для кабинетов, так и для усилителей. Я не собираюсь даже пытаться создать дизайн корпуса низкочастотного динамика, потому что существует так много возможностей, что создание единого проекта просто невозможно. У меня есть кое-какие идеи, и они будут обсуждены позже. Между тем, усилитель — это то, что может иметь проектную конструкцию, но учтите, что у него (по необходимости) очень много опций.

Общая идея для передней панели басового усилителя

На чертеже показана одна возможная компоновка, включающая большинство возможностей, обсуждаемых ниже. Чтобы усилитель был действительно полезным, он должен подходить для использования с электрическими басами (пассивными или активными), а также с акустическими басами с пьезодатчиками. Чтобы получить максимальную отдачу от любого пьезопреобразователя, преобразователь предусилителя / импеданса должен располагаться как можно ближе к датчику, поскольку емкость выводов снижает выходной уровень.Однако это не зависит от усилителя, которому требуется только достаточно высокий входной импеданс.

С самого начала нам нужно рассмотреть некоторые популярные варианты и обсудить каждый из них.

Предусилители:

Большая часть оборудования, необходимого в усилителе для музыкальных инструментов, поступает от предусилителя. Вполне возможно построить только предусилитель и использовать коммерческий усилитель мощности для управления динамиками. Легко сделать предусилитель, который будет работать с любым когда-либо созданным усилителем мощности, и это может быть стоящим вариантом, учитывая, что усилители высокой мощности доступны по очень разумным ценам.

Клапан (полный или частичный):
Существует много ностальгии по клапанам («лампам»), и многие люди думают, что простое присутствие клапана в предусилителе придает ему некоторые характеристики, которые невозможны с транзисторы или операционные усилители. По большей части это неправда, и некоторые усилители, которые могут похвастаться «клапанным предусилителем», просто имеют условный клапан, который практически ничего не дает, кроме большего шума и пониженной надежности. Другие могут использовать клапан в полной мере (более или менее), но он остается источником шума и ненадежности.Вероятно, что немногие (если вообще есть) басисты смогут определить наличие клапана в предусилителе в двойном слепом тесте, что делает его довольно бессмысленным.

Регуляторы тона:
Необходимость регуляторов тона предрешена. Единственное решение, которое необходимо принять относительно того, какой именно. Басовые усилители могут иметь довольно рудиментарные схемы формирования тона, подобные тем, которые используются с гитарными усилителями, или, чаще, они могут иметь чрезвычайно сложные (и сложные) регуляторы тембра, включая параметрические или графические эквалайзеры, регулируемые частоты низких и высоких частот или цифровое моделирование, позволяющее чтобы настроить усилитель так, чтобы он вел себя так же, как тот, который использует ваш любимый бас-гитарист, но без необходимости покупать тот же усилитель (однако, см. ниже).

Контур:
Этот элемент управления можно найти во многих усилителях низких частот (иногда под другим названием) и, по сути, является просто еще одним регулятором тембра. В основном он используется для «вычерпания» средних частот и усиления высоких и низких частот. Тот же эффект обычно достигается с помощью обычных регуляторов тембра, но некоторым музыкантам нравится простота одной ручки, которую они могут повернуть, чтобы добиться довольно радикального изменения тональности.

Искажение:
Также известно как что угодно, от «рычания» до «гранжа» и далее до «кранча» (или последние два перевернуты?) С большим количеством вариаций между ними, одни игроки это любят, другие ненавидят.Это может быть сложно сделать правильно, но, если все сделано правильно, должно звучать как перегрузка усилителя, но без резкости, которая не нравится большинству игроков. Его включение и выключение часто является проблемой, потому что часто происходит значительное изменение уровня.

Компрессор / лимитер:
Добавление регулируемого компрессора / лимитера целесообразно, поскольку оно позволяет игроку получить максимальную громкость без искажений, а также может использоваться в качестве универсального звукового эффекта. В то время как некоторые могут захотеть поиграть со временем атаки и спада, простой компрессор LED / LDR вполне подходит сам по себе.Такая компоновка имеет преимущество в простоте использования, простой и надежной схеме и практически ничего не может сделать, чтобы заставить ее звучать ужасно. Однако сжатие и ограничение следует использовать только в умеренных количествах. Музыкальные инструменты обладают динамикой, и намеренно делать все с одинаковой громкостью — действительно плохая идея (и это звучит скучно!).

Stereo:
Некоторым игрокам все еще нравится звук, который вы можете получить от стереобасов, но похоже, что немногие из текущих коммерческих предложений включают эту опцию.Его несложно включить, если вы создаете свою собственную систему, но обычно это означает, что большая часть схем предусилителя будет дублирована. Это делает его довольно дорогим включением, а также означает, что на передней панели будет очень тесно. Это может быть реализовано с менее сложной схемой тонального сигнала для одного из входов

Biamped:
Некоторые коммерческие басовые усилители включают электронный кроссовер и отдельный усилитель для высокочастотного рупора. Некоторые также включают в себя возможность подключения двух основных усилителей мощности в мостовом режиме или по отдельности с электронным кроссовером (обычно регулируемым) для разделения полнодиапазонного сигнала на высокие и низкие диапазоны для усиления и подключения к отдельным блокам динамиков.НЧ может подключаться к паре динамиков 380 мм (15 дюймов), а ВЧ — к динамикам 4 x 250 мм (10 дюймов) (возможно, в этой коробке также есть рупорный динамик). Это позволяет использовать систему как триампированный басовый агрегат, который, вероятно, будет звучать громче, чем эквивалентный одиночный усилитель той же полной мощности.

Digital:
DSP (цифровая обработка сигналов) теперь используется во многих системах, обеспечивая эмуляцию усилителя / динамика, специальные эффекты и большую часть функций предусилителя.К сожалению, за это приходится платить — не обязательно в твердой валюте, но за долгосрочную надежность. Во многих из этих систем неисправность в схеме DSP может привести к неработоспособности всей системы, и ремонт может оказаться невозможным. «Ремонт» обычно означает замену всей платы, и хотя в первые пару лет не должно возникать слишком много проблем, шансы на ремонт такой системы через 10 лет весьма малы.

Фильтр высоких частот:
Он редко включается, что очень досадно.На удивление легко генерировать дозвуковые частоты с помощью бас-гитары, особенно с помощью техники шлепков или если звук струн заглушен «ладонью» — положив ладонь (или даже просто палец) на струны. Это может потреблять действительно огромное количество мощности усилителя на дозвуковых частотах, и, если вы используете вентилируемый кабинет, это может вызвать чрезмерное отклонение диффузора и, возможно, повреждение динамика. Фильтр верхних частот должен быть настроен так, чтобы сбрасывалась любая частота ниже самой нижней открытой струны.Это / изменит / изменит звук, если вы активно приглушаете струны или используете много басов, но частоты, от которых вы избавляетесь, ниже частоты настройки кабинета и все равно не воспроизводятся должным образом. Если он установлен, он должен быть переключаемым. Крутизна спада должна быть не менее 12 дБ / октаву, а фильтр, показанный ниже, составляет 24 дБ / октаву с расчетной частотой 27 Гц.

Тюнер:
Довольно часто басовые усилители имеют выход, предназначенный для использования с внешним тюнером.Обычно он берется с одного из первых каскадов предусилителя, поэтому можно уменьшить громкость и настроить низкие частоты без какого-либо шума, достигающего аудитории. За счет гнезда для гнезда и резистора это простое дополнение.

DI:
Обеспечение сбалансированного посыла на звуковую систему или записывающую консоль на передней панели является обычным явлением. Полезно иметь возможность переключать его на предварительный или пост-эквалайзер, потому что то, что выходит из ваших динамиков, может быть сильно эквализовано, а это не всегда полезно для PA или записывающих микшеров.Уровень должен регулироваться.

Усилитель мощности:

У предусилителя много функциональных возможностей, и далеко не все басовые усилители имеют все перечисленные возможности. Некоторым все же удается включить большинство из них, но обычно только для довольно дорогих систем. После предусилителя мы должны решить, какой усилитель мощности нужен, уровень мощности и убедиться, что он не повредит каждый подключенный к нему динамик, поэтому уровни мощности должны быть разумными.

Однако басу обычно требуется гораздо больше мощности, чем гитаре, по разным причинам.В отличие от многих гитаристов, немногие басисты жестко ограничивают свои усилители мощности и часто стараются избежать каких-либо ограничений, потому что это звучит не очень хорошо. Большой вопрос о мощности — «сколько?». На самом деле это зависит от огромного количества переменных, но в конечном итоге ограничивается мощностью, которую каждый динамик может принять без расплавления или сильного сжатия мощности. Громкоговорители часто менее эффективны, потому что они должны иметь более низкую резонансную частоту и, следовательно, более тяжелые диффузоры.

Подключения к блоку (ам) динамиков должны быть только и через разъемы Speakon.Гнезда 1/4 дюйма были стандартными в течение многих лет, но риск короткого замыкания слишком велик, и они совершенно не подходят для приложений с высоким током. Единственный другой разъем, который можно рассмотреть, — это XLR, но Speakons по-прежнему предпочтительнее. вариант. Это особенно верно, потому что многие проектные усилители мощности не включают защиту от короткого замыкания, а короткое замыкание приведет к отказу усилителя . Защита от короткого замыкания не так проста, как может показаться, и это обычное явление для схем, используемых для плохо реагирует на реактивные (динамические) нагрузки, создавая пики и грубые искажения.

Клапан (полный или частичный):
Несмотря на то, что мощные клапанные усилители по-прежнему популярны, они дороги, тяжелы и сравнительно ненадежны. Гибриды (использующие вентили и транзисторы) также распространены, но если вентильный каскад находится только на начальном этапе (в качестве первого каскада усиления), это в основном маркетинговое упражнение. Для выходных каскадов клапанов требуются большие выходные трансформаторы и не менее 4 (желательно больше) выходных клапанов. Они доступны только из Китая или Восточной Европы, и качество варьируется. Сбои являются обычным явлением, и ожидать более 120 Вт или около того, как правило, нереально.Для баса этого редко бывает достаточно.
«Обычный» Класс-B:
Этот тип усилителя является наиболее распространенным, и довольно легко получить около 350 Вт на 4 Ом при достаточно простой конструкции (см. Пример проекта 68). Есть много басовых усилителей с гораздо большим количеством усилителей, но чрезмерная мощность имеет свою цену — наиболее частыми проблемами являются снижение надежности, повреждение динамиков и серьезное сжатие мощности динамиков. К сожалению, этот общий класс усилителей имеет довольно низкий КПД, поэтому необходимы массивные радиаторы (желательно с вентилятором).Однако их, как правило, легко исправить, если проблема возникнет, и большинство из них можно будет легко отремонтировать — даже через 10 лет.

Class-G (H):
Хотя это одна из наиболее распространенных конструкций для специализированных усилителей мощности, Class-G (или H, если вы предпочитаете) кажется довольно необычным для басовых усилителей. Я уверен, что некоторые производители действительно используют усилители класса G, но я не нашел никаких схем в сети. Усилители класса G более эффективны, чем усилители класса B, но также используют больше выходных устройств и фильтров в блоке питания.Хотя нет никаких сомнений в том, что такой усилитель будет работать немного холоднее, чем Class-B, сомнительно, что от него можно чего-то добиться.

Класс-D:
Импульсные усилители мощности (класс D не означает , а не означает «цифровой») сейчас широко распространены, и многие из них могут обеспечить действительно устрашающее количество мощности. Также очень часто включается импульсный источник питания, что значительно снижает вес. Так же, как и предусилители на базе DSP, многие усилители класса D (или скоро станут) невозможно обслуживать, и, опять же, «ремонт» означает замену всей печатной платы.Когда у производителя заканчиваются запасные модули или сменные печатные платы, усилитель списывается (для усилителей мощности и источника питания, и то и другое может быть на одной печатной плате).

Мягкое ограничение:
Независимо от типа транзисторного усилителя, потенциально целесообразно включить прецизионную диодную сеть непосредственно перед усилителем, чтобы создать эффект «мягкого ограничения». Это станет альтернативой обычному «жесткому» клиппированию, который вы получаете от этих усилителей, подобно тому, как зажимает ламповый усилитель.По мере приближения пиков к срезанию искажения начнут увеличиваться, а не появляться внезапно, как это обычно бывает. Если все сделано правильно, максимальная выходная мощность не ограничивается. Вы все еще можете получить полную номинальную мощность усилителя, но с постепенным появлением искажений, проявляющихся примерно при мощности 3/4. Поскольку это также обеспечивает значительную компрессию, усилитель будет звучать так, как будто у него больше мощности, чем у него, но в некоторых случаях будут слышны искажения.

Если есть, функция мягкого клипа должна быть переключаемой, чтобы ее можно было отключить.Это не то, что вы делаете часто, поэтому переключатель может быть на задней панели. Если у вас есть триамперная система (2 основных усилителя плюс рупорный), все три должны иметь функцию мягкого ограничения. Это также означает, что усилители должны работать в режиме напряжения , потому что переменное усиление усилителя с токовым выходом делает невозможным получение предсказуемых характеристик.

Итак, давайте спроектируем басовый усилитель

Пройдя по вариантам, предлагаемый мною дизайн будет использовать комбинацию следующих функций и по порядку…

Входное усиление — можно переключать между высоким и низким усилением с передней панели (или педального переключателя, не показанного в этой конструкции)

Tuner — Выход для электронного настроечного измерителя

Регуляторы тона с переменной частотой — более или менее обычные регуляторы тона, но с регулируемыми частотами переключения как для низких, так и для высоких частот

2-полосный параметрический эквалайзер — регулируемые элементы управления повышением и понижением частоты, которые можно изменять в диапазоне от 70 Гц до 3 кГц в 2 полосах

Фильтр высоких частот — установлен на 27 Гц, он удаляет высокоуровневые очень низкочастотные сигналы для улучшения четкости (переключаемый)

Effects Send / Return — Двойные телефонные гнезда для внешних эффектов

Inbuilt DI — Сбалансированное питание через разъем XLR для отправки на аудиосистему FOH (переднюю) или записывающую консоль, переменный

Компрессор / лимитер — регулируемый лимитер на основе светодиодов / LDR для поддержания постоянных выходных уровней или предотвращения ограничения мощности усилителя (необязательно, но рекомендуется)

Переменный кроссовер — электронная кроссоверная сеть (с выключателем), позволяющая разделить сигнал и отправить его на два отдельных усилителя мощности (опционально)

Fixed Crossover — Еще один электронный кроссовер высоких частот, установленный на 2 кГц для управления отдельным рупорным усилителем, фильтр низких частот не требуется (опционально)

Драйверы усилителя мощности, включающие схемы с мягким зажимом

3 усилителя мощности — два усилителя мощностью 300 Вт (P68) плюс усилитель мощностью 60 Вт (идеально подходит P27A) для компрессионного драйвера.(Несколько ампер опционально)

План состоит в том, что вы можете включить или проигнорировать любой из описанных вариантов, поэтому, если вы когда-либо намереваетесь использовать только один шкаф без рупора, то электронные кроссоверы можно не устанавливать. Возможно, вам не понадобится средство для прямой подачи, поэтому DI можно не учитывать. Если вы хотите запустить полноценную стереосистему, второй канал может использовать только регуляторы тембра с переменной частотой, но не секции параметрического эквалайзера, или вам может не понадобиться или не понадобится возможность «перегрузки».

Рисунок 1 — Блок-схема басового усилителя

На блок-схеме показано расположение каждого модуля внутри усилителя. Это общая структура, поэтому вы можете увидеть, как все сочетается друг с другом. Трудно представить, как все модули связаны между собой без такой упрощенной схемы, как эта. Номинальный рабочий уровень усилителя должен составлять около 1-2 В RMS, а светодиод перегрузки будет срабатывать при любом мгновенном пике выше 8 В.Игра всегда очень динамична, поэтому ожидайте, что светодиод будет время от времени мигать во время нормальной игры, особенно если вы используете технику slap bass.

Как ни крути, это будет дорогостоящее мероприятие. Тем не менее, он также будет чрезвычайно универсальным и будет иметь все необходимые вам функции, адаптированные, если необходимо, в соответствии с вашим стилем. Многие из описанных возможностей доступны в коммерческих усилителях, но вы получите их все только в моделях высшего качества. Не ожидайте найти все функции, описанные здесь, в басовом усилителе за 300 долларов.

Обратите внимание, что на всех чертежах операционных усилителей для ясности не указаны источники питания ± 15 В. Естественно, для всех операционных усилителей требуются источники питания и конденсаторы локальной цепи байпаса, размещенные как можно ближе к корпусу ИС. Конденсаторы должны быть только 100 нФ. Монолитные керамические типы на 50 В, и я рекомендую, чтобы каждый корпус операционного усилителя (обычно с двумя операционными усилителями в 8-контактном двухрядном пластиковом корпусе) имел собственный байпасный конденсатор. Если один операционный усилитель в двойном корпусе не используется, соедините выход с инвертирующим входом и подключите неинвертирующий вход к земле / земле.

Схема ограничителя является необязательной (но рекомендуется), и если вам не нужны выходы высоких / низких частот, один выход может быть взят из выхода «основного» регулятора громкости, следующего за ограничителем. Если лимитер не используется, выходной сигнал усилителя мощности поступает непосредственно от входа FX Ret (возврат эффектов). Выходные усилители (показанные в части II, рисунки 16, 17 и 18) также не являются обязательными, но я бы рекомендовал использовать схему на рисунке 18 как минимум. Если вам не нужен «мягкий клиппинг», светодиоды / транзисторы (и т. Д.) можно не учитывать и использовать схему, показанную на рисунке 18. Требуется только один подстроечный резистор, поэтому вы можете правильно настроить структуру усиления (необходимое усиление зависит от используемого усилителя).

Входной каскад клапана

Если действительно хотите включить каскад клапана, это не так уж и сложно. Самая сложная часть — это источник высокого напряжения, который можно легко получить с помощью небольшого импульсного преобразователя постоянного тока, но, скорее всего, он будет поступать от отдельного трансформатора. В качестве альтернативы он может быть получен из основного силового трансформатора и умножителя напряжения.Постоянный ток должен быть не менее 70 В, и я провел тесты при этом напряжении и получил неплохие результаты, используя клапан 12AU7. 12AX7 гораздо менее щадящий и требует более высокого напряжения питания, иначе искажения будут чрезмерными даже при довольно низких входных напряжениях. Несмотря на то, что вы могли прочитать в другом месте, нет никакой разницы в «тоне» между 12AU7 и 12AX7 при условии, что они смещены правильно.

По возможности лучше использовать более высокое напряжение, чем 70 В, и мы должны стремиться к диапазону от 100 до 150 В, что не требует слишком большого умножения.По возможности следует избегать использования специализированного трансформатора, поскольку он должен быть изготовлен на заказ — обычно это очень дорогой вариант. Также можно использовать небольшой трансформатор с обратной связью, питаемый от одной из обмоток переменного тока главного трансформатора.

Следующая схема была протестирована как с каждой половиной клапана, работающей отдельно, так и с двумя параллельно. Особой разницы нет, но параллельная работа имеет преимущество, с чуть более допустимым входным напряжением и чуть меньшими искажениями.Испытания проводились с источником постоянного тока 70 В. Примечательно, что некоторые басовые усилители используют входной клапан в качестве катодного повторителя, что не дает ничего даже отдаленно полезного. Все это повышает общий уровень шума, но ничего не дает с точки зрения «звука» — если, конечно, вам не нравится шумный усилитель.

Нагреватель подключается к напряжению 12,6 В от источника питания, показанного ниже, и вы будете использовать контакты 4 и 5 (последовательное соединение). 12AU7 потребляет 150 мА при 12,6 В, что упрощает фильтрацию и регулировку.

Рисунок 2 — Ступень предварительного усилителя клапана

Если катод отключен, усиление выше (как и ожидалось), но входное напряжение ограничено до не более 500 мВ (3% THD). Выше искажение резко возрастает. Большинство коммерческих усилителей, в которых используется ламповый каскад, сознательно избегают работы с высоким коэффициентом усиления и высоким входным уровнем, поскольку искажения становятся очень навязчивыми. Из приведенных ниже результатов вы можете сделать вывод, что каскад имеет усиление 4,2 (12,5 дБ), если катодный резистор не шунтируется, увеличиваясь до 9.5 (19,5 дБ) с конденсатором 47 мкФ.

	С байпасом C1		Без байпаса C1
Вход (RMS)	% THD	Вольт (RMS)	% THD	Вольт (RMS)
100 мВ	0,6%	950 мВ	0,15%	420 мВ
500 мВ	3%	4.75 В	0,6%	2,1 В
1 В	~ 10%	9,2 В	1,35%	4,2 В
2 В	н / д	н / д	5,8%	8,3 В

Для одноканального усилителя лучше всего запустить две половины 12AU7 параллельно, как показано на рисунке 2, и обычно без байпасной заглушки, если вы используете бас с звукоснимателями с высоким выходом. Шунтирующий конденсатор можно включать и выключать, чтобы получить разную входную чувствительность, вместо того, чтобы иметь отдельные входы высокого и низкого уровня.Типичные басы могут выдавать напряжение от примерно 50 мВ до 1 В или около того (RMS), в зависимости от звукоснимателей, стиля игры и т. Д. Два стабилитрона на выходе защищают следующие схемы от переходных процессов высокого напряжения. Несмотря на то, что напряжение питания составляет всего 140 В, оно более чем способно повредить входной каскад следующего операционного усилителя.

Вне зависимости от всего , что люди могут требовать, клапан в звуковом тракте — это не волшебство. Если он работает линейно, нет разницы между вентилем и любым другим усилительным устройством — транзистором, полевым транзистором, полевым МОП-транзистором или операционным усилителем.Когда он работает нелинейно (но не с клиппированием), разницы почти нет, за исключением того, что искажения выше и труднее обеспечить необходимые источники питания. Несмотря на то, что это добавляет значительную дополнительную стоимость, включение клапана сделает некоторых игроков намного счастливее.

Конструктор должен разработать способ крепления патрубка клапана для защиты клапана от вибрации. Если внутренние слюдяные опоры повреждаются из-за постоянной вибрации, клапан может стать шумным, микрофонным или даже полностью выйти из строя.Убедитесь, что вы всегда носите с собой (хорошо защищенный) запасной клапан и при необходимости его легко заменить.

Регулировка усиления составляет 100 кОм (она должна быть линейной) со схемой клапана, потому что она имеет относительно высокий выходной импеданс. Нам также необходимо защитить следующий операционный усилитель от чрезмерных колебаний напряжения, поскольку это может повредить входные цепи. Хотя стадию клапана можно значительно улучшить, предоставив обратную связь со следующей стадии, я подозреваю, что это скорее противоречит цели, так что это показывает бородавки и все такое.Обратите внимание, что каскад клапана — , инвертирующий , поэтому, если вы считаете, что абсолютная полярность важна, вы можете где-нибудь включить инвертирующий буфер.

Электропитание клапана B + проще всего получить от сетевого трансформатора усилителя мощности с помощью простого умножителя напряжения, но это может оказаться невозможным по ряду причин. Использование простой схемы повышения импульсного режима может показаться заманчивым, но шум может стать проблемой, потому что коммутационные источники всегда создают шум, некоторые из которых могут находиться в пределах звукового диапазона.Проще использовать другой небольшой трансформатор. Предположим, что трансформатор для всех цепей низкого напряжения имеет обмотку с центральным отводом 30 В и рассчитан на не менее 30 ВА.

Обратите внимание, что соединения «15AC1» и «15AC2» используются для источника питания Project 05 (или аналогичного) для остальной схемы. Если трансформатор меньшего размера (но также 15–0–15 В) подключен с его полной вторичной обмоткой 30 В, подключенной к 15 В переменного тока, то напряжение на «новой» вторичной обмотке будет около 100 В (среднеквадратичное значение) (при условии трансформатора на 230 В).Это идеально подходит для питания лампового предусилителя и легко дает постоянное напряжение ~ 140 В после фильтрации, как показано ниже.

Рисунок 3 — Блок питания предусилителя клапана

Для тех, кто использует сеть 120 В, по возможности используйте небольшой трансформатор с двумя первичными обмотками на 120 В, которые можно соединить последовательно. Вы можете подключить вторичную обмотку 30 В одного трансформатора напрямую к вторичной обмотке 30 В (но теперь она используется в качестве первичной) другого, но она может потреблять чрезмерный ток, и необходимо проверить, прежде чем вы сделаете это.Ожидайте, что приведенный в действие трансформатор потребляет около половины допустимого тока — например, трансформатор 30 В, 150 мА может потреблять до 75 мА (ток холостого хода) при обратном подключении с полным напряжением, приложенным ко вторичной обмотке.

Как показано, я предположил, что двойная первичная обмотка недоступна для тех, кто использует 120 В, поэтому трансформатор 5 ВА соединен со своей вторичной обмоткой (теперь используемой в качестве первичной) между ‘C’ (общий) и ‘A’ для 230 В. tranny и между «C» и «B» для блока на 120 В.Резистор на 1 Ом позволяет легко измерить ток — он должен быть на меньше номинального вторичного тока трансформатора (если вы измеряете среднеквадратичное значение 75 мВ на 1 Ом, ток составит 75 мА).

Я протестировал довольно типичный трансформатор 12 В, 150 мА (у меня не было трансформатора 15-0-15 В сразу под рукой), и он потребляет около 60 мА при реверсе с 12 В RMS через обмотку 12 В и с ненагруженной обмоткой 230 В . Выходное напряжение составляло около 200 В. Это не оставляет большой емкости, но каскад с одним клапаном не потребляет большой ток (около 1-2 мА), поэтому трансформатор не будет перегружен.Если подумать логически, достаточно много дополнительных работ и затрат, чтобы просто включить клапан, и все это для довольно нематериальной «выгоды».

Источник питания не будет дешевым, потому что вам понадобится дополнительный трансформатор и дорогостоящие высоковольтные конденсаторы, чтобы свести к минимуму пульсации. Показанная фильтрация будет удерживать пульсации на уровне менее 0,1 мВ пик-пик (около 35 мкВ RMS) при токе около 1,5 мА, но вы можете добавить еще один конденсатор на 100 мкФ параллельно с C2, чтобы еще больше уменьшить шум.Трансформатор должен быть на 5 ВА или около того из-за низкого тока, а два конденсатора по 100 мкФ должны быть рассчитаны минимум на 200 В постоянного тока. Затем вам понадобится трансформатор большего размера для основного источника питания, потому что вам нужно управлять высоковольтным трансформатором и другим регулятором для нагревателей клапанов, а также обычными источниками питания ± 15 В.

Логичнее, проще, дешевле, с меньшим уровнем шума и намного надежнее использовать операционный усилитель в качестве первого каскада. Подходящий дизайн показан ниже. Первый этап — это тот, который в противном случае был бы заменен клапаном, если вы пойдете этим путем, и все, что после регулятора Gain, будет таким же с этого момента.

Рисунок 4 — Ступень предусилителя операционного усилителя

Мы будем использовать половину OPA2134 для входного каскада, потому что это очень высокопроизводительный операционный усилитель с входами JFET, поэтому высокий импеданс для него не проблема. Входное усиление переключается и разработано так, чтобы иметь очень похожее усиление как при «Низком», так и при «Высоком» значениях усиления, как на входном каскаде клапана. Как уже отмечалось, регулировка усиления должна быть 100 кОм для каскада клапана, но может быть уменьшена до 10 кОм (линейная) с операционным усилителем из-за его гораздо более низкого выходного сопротивления.Обратите внимание на диод, питающий шину «O / L» — если какая-либо часть предусилителя превышает пороговое напряжение, загорится светодиод O / L, чтобы предупредить вас о слишком высоком уровне сигнала.

Этот каскад не является инвертирующим, а остальная часть схемы скомпонована так, что общий каскад предусилителя обеспечивает «нормальную» полярность. Это означает, что положительный сигнал на входе обеспечивает положительный сигнал на выходе. Однако, , имейте в виду, что все каскады эквалайзера в любом случае могут вносить значительный фазовый сдвиг, поэтому в реальном выражении это не имеет большого значения или не имеет никакого значения.Если вы используете вход клапана, сигнал инвертируется. Вы можете добавить инвертирующий каскад для восстановления «нормальной» полярности, если хотите, но это не обязательно.

Потенциал усиления является линейным (100 кОм или 10 кОм), потому что это регулятор усиления и не предназначен для получения нормальной логарифмической характеристики регулятора громкости. Идея состоит в том, чтобы иметь возможность регулировать усиление через предусилитель в приятной линейной манере, стремясь к достаточному уровню, чтобы светодиод O / L (перегрузка) загорался время от времени, но не более того.В обеих версиях каскада предусилителя VR1 представляет собой двухканальный потенциометр. Второй каскад имеет усиление 6,56, поэтому максимальное общее усиление достаточно близко к × 67 (36 дБ, высокое усиление) и × 30 (30 дБ, низкое усиление). Это дает максимальный входной уровень 15-30 мВ RMS при высоком усилении и 33-66 мВ при низком усилении для номинального выходного уровня предусилителя 1-2 В. Значительно более высокие входные уровни могут обрабатываться при настройке низкого усиления, а входной уровень обычно может достигать 1,4 В RMS без ограничения входного каскада.

Выход с пометкой «Tuner» подключается к разъему на задней панели и предназначен для электронного тюнера гитары / бас-гитары.Другой выход (PreEQ) используется для балансного посыла, который идет на фронт-хаус или записывающий микшер. Этот посыл можно переключать между пре и пост эквалайзером. Если вам интересно, терминал с надписью «B&T» подключается к следующему этапу — регуляторам низких и высоких частот.

Выравнивание
EQ — это сердце басового усилителя. Многие коммерческие предложения имеют очень полный эквалайзер, но в бюджетных версиях обычно есть минимум. Хорошая вещь в DIY заключается в том, что вы можете проводить свои собственные тесты и определять, что подходит именно вам, но нет причин экономить на хороших регуляторах тона, потому что стоимость не так высока, а результаты намного лучше, чем вы когда-либо получали типичный «стек тонов», используемый для гитары.

Bass & Treble
Основными регуляторами являются (как всегда) низкие и высокие частоты, но обычные фиксированные регуляторы типа Baxandall практически бесполезны для любого инструмента, и это особенно верно для бас-гитары. Существует бесчисленное множество различных способов реализации управления с переменной частотой, но этот метод довольно прост и хорошо работает.

Регуляторы тембра показаны ниже, и как низкие, так и высокие частоты имеют переменную частоту переключения. Частота низких частот 3 дБ (при максимальном усилении или ослаблении) должна регулироваться от примерно 100 Гц до примерно 500 Гц с усилением и ослаблением на 12 дБ.Регулятор высоких частот имеет частоту, которая может варьироваться от 335 Гц до 1,7 кГц. В каждом случае это позволяет использовать диапазон чуть более двух октав, и хотя возможен более широкий диапазон, это вряд ли будет полезно.

Рисунок 5 — Регуляторы низких и высоких частот

Существуют более простые и более сложные способы достижения того же результата, но показанная версия является хорошим общим компромиссом. В регуляторе низких частот используется переменная (на основе гиратора) индуктивность, а частота, на которой работает горшок, определяется индуктивностью.Жалко, что потенциометр для управления басовой частотой должен быть 100 кОм (почти все остальные — 10 кОм), но гиратор не будет работать должным образом в этой схеме, если сопротивление слишком низкое. В регуляторе высоких частот используется умножитель переменной емкости. Выходные данные регуляторов низких и высоких частот поступают непосредственно на параметрическую стадию.

Возможность переключения между полочным и усилением низких частот не является обязательной. Переключатель переключается между ними, и когда он замкнут (C1 закорочен), регулятор низких частот откладывается, давая «традиционное» управление тембром.Колпачок 4,7 мкФ будет немного мешать, потому что это большое значение для колпачка из полиэстера, и может быть проще использовать параллельно конденсаторы более низкого значения. Это значение не слишком критично, поэтому вы можете использовать конденсаторы 5 x мкФ параллельно с небольшим изменением частоты (самая низкая частота упадет менее чем на 1 Гц). Не используйте здесь электролитический колпачок, и определенно не танталовый колпачок!

Будьте осторожны с умножителем переменной емкости. Хотя он работает точно так, как описано, иногда он может находиться в нестабильном состоянии после подачи питания.Я использовал эту схему проекта 199, и (как и ожидалось) она отказывалась работать неправильно, когда тестовое оборудование было где-то рядом с цепью. При использовании, а иногда и в редких случаях, он оказался нестабильным. Мне не удалось создать гарантированное исправление для , но показанный резистор 10 МОм (R9), похоже, работает. Если вы предпочитаете, просто используйте переключатель, чтобы выбрать другие конденсаторы, и оставьте U2B и связанные с ним схемы. Номинальное минимальное значение конденсатора составляет около 22 нФ, а максимальное — 120 нФ.

Вращение 0% 25% 50% 75% 100%

Низкие частоты (Гц) — пиковые 30 34 40 50 72

Низкие частоты (Гц) ± 3 дБ 66 85 120 205 720

Высокие частоты (Гц) ± 3 дБ 310 400 565 970 3.4k

Диапазоны двух элементов управления в значительной степени перекрываются, и это сделано намеренно. В сочетании с параметрическими секциями перекрытие обеспечивает широкий диапазон регулировки тона. Конечно, можно добавить еще больше разнообразия, включив так называемый «контурный» элемент управления, но это то, что может быть легко достигнуто (и с гораздо лучшим контролем) с помощью параметрических секций.

Рисунок 6 — Отклик регулятора низких и высоких частот

В приведенном выше примере вы можете увидеть реакцию элементов управления.Частота изменяется с шагом 25%, от нуля до полного вращения, повышение и понижение отображаются при максимальном срезании, ровном и максимальном усилении. Максимальный диапазон был ограничен до ± 12 дБ, и, хотя возможно больше, это вряд ли будет полезно. Отклик регулятора низких частот в режиме выделения контуров не отображается. Пиковый регулятор низких частот аналогичен параметрическим регуляторам средних частот, показанным ниже, но на частотах, показанных в приведенной выше таблице.

Параметрический
Далее у нас есть два параметрических раздела.Они настроены на максимальное усиление и ослабление 12 дБ, а добротность составляет 1,26 при максимальном усилении или понижении. Частота секции «Low Mid» может варьироваться от 66 Гц до 720 Гц. Секция «High Mid» имеет такие же усиление, срез и добротность и может изменяться от 310 Гц до 3,4 кГц. Вы можете изменить частотный диапазон обоих, изменяя значения C1 и C2 (Low Mid) или C3 и C4 (High Mid). Держите каждую пару крышек одинакового значения. Рассчитайте частоту по стандартной формуле частоты RC …

f = 1 / (2 * π * R * C) (где R — сопротивление в омах, а C — емкость в фарадах).Например …
f = 1 / (2 * π * 110k * 22nF) = 65,76 = 66 Гц

Это частота для секции Low Mid, когда VR3 (A&B) находится на максимальном сопротивлении, и в точности соответствует ожидаемому.

Рисунок 7 — Этапы параметрического эквалайзера

Существует бесчисленное множество вариантов параметрических эквалайзеров, но показанная схема довольно проста и не требует 4 операционных усилителей для каждой частоты (это стандартно для фильтров с переменным состоянием) [1]. У вас нет возможности изменить фильтр Q, но это обычно не вариант для басовых усилителей.Если вы можете изменить частоту, обычно будет достаточно двух параметрических секций среднего диапазона, особенно в сочетании с регуляторами регулируемых частот низких и высоких частот. Очевидно, что если вы хотите большего контроля, можно добавить еще одну секцию, но описанная схема регулировки тембра обеспечивает четыре регулятора переменной частоты.

Частота каждой параметрической секции настраивается с помощью двухканального потенциометра (VR3 и VR4). Q остается постоянным при изменении частоты, и, как показано, каждая секция имеет диапазон ± 12 дБ.Из-за количества каскадов используются низкие импедансы для минимизации шума. Показанная схема ведет себя не так хорошо, как альтернативная версия с буферами , как описано в Project 150, но она проще и очень сомнительно, что вы вообще услышите какую-либо разницу. Обратной стороной является то, что потенциометры частоты равны 100 кОм, поэтому может быть небольшое увеличение слышимого шума, если вы используете максимальное усиление. Усиление (и добротность) увеличиваются за счет добавления R6 и R11, и хотя они могут быть уменьшены для большего увеличения и уменьшения, это не рекомендуется.12 дБ — это увеличение (или уменьшение) в 4 раза, а увеличение количества усиления делает слишком легким ограничение операционных усилителей с помощью сигнала высокого уровня.

Рисунок 8 — Низко-средний и высокий средний контрольный отклик

Отклик двух секций показан на рисунке 8 при максимальном усилении и срезе, а также при максимальной и минимальной частотах. Промежуточные настройки не включены, потому что график будет представлять собой полный беспорядок трассировок, и вы не сможете увидеть что-либо даже отдаленно полезное.Имейте в виду, что если Low Mid и High Mid установлены на одну и ту же частоту (например, 500 Гц), максимально возможное усиление составляет 24 дБ (x17)! Это чрезмерно и определенно приведет к отключению операционных усилителей, потому что входное напряжение 300 мВ вызовет загорание светодиода O / L.

Фильтр высоких частот
Фильтр верхних частот настроен на частоту -3 дБ 27 Гц, частота выбрана так, чтобы не ослаблять самые низкие ноты, но все еще используются резисторы и конденсаторы стандартного номинала.Перед спадом он имеет небольшой пик (1 дБ), но это не вызовет никаких проблем. Когда переключатель байпаса задействован, отклик полностью ровный. Спад составляет 24 дБ / октаву и очень эффективно удаляет дозвуковые частоты. Отклик на 10 Гц ниже на 35 дБ.

Вы также можете создать только один из показанных фильтров, но производительность далеко не так хороша, и ради нескольких долларов по частям это стоит дополнительных усилий.

Рисунок 9 — Фильтр высоких частот

Дозвуковой фильтр можно включать или выключать, не влияя на усиление.Все, что нужно, — это обойти конденсаторы, и цепь будет иметь постоянный ток. Естественно, на самом деле это не так, потому что емкостная связь используется в нескольких других местах предусилителя, поэтому наблюдается естественный спад низких частот, но он ниже 20 Гц и не четко определен. Это, в первую очередь, причина использования фильтра — не допускать попадания частот в усилители и динамики, которые просто потребляют энергию, но не производят полезный звук.

При указанных значениях частота -3 дБ составляет 27 Гц. Вы можете использовать более высокие или более низкие значения, чтобы изменить это по своему желанию.Например, 150 нФ дает -3 дБ частоту 22 Гц, а 100 нФ повышает частоту до 33 Гц. Вы можете сделать это переключаемым, но я сомневаюсь, что в этом есть необходимость — показанные значения должны подходить для большинства игроков.

В фильтре нет ничего примечательного, кроме немного необычного байпаса, который просто закорачивает два конденсатора. Большую часть времени фильтр должен быть включен в цепь, чтобы любые дозвуковые сигналы не вызывали чрезмерный ход диффузора и возможное повреждение динамика. Это также помогает экономить электроэнергию, поскольку меньшая выходная мощность усилителя будет использоваться для создания звука, который в любом случае нельзя будет услышать.

Точка, обозначенная как «PostEQ», используется для сбалансированного посыла. Это выход после эквалайзера. Основной выход идет на разъемы вставки эффектов.

Индикатор перегрузки / ограничения
Из-за величины усиления в секции предусилителя и особенно огромных доступных вариаций регулировки тембра, может быть довольно легко вызвать клипирование различных каскадов. Использование светодиодного индикатора, показывающего, что предусилитель ограничивается, позволяет вам уменьшить входное усиление и увеличить уровень с помощью регулятора громкости.Я показал только одну шину «O / L», но вы можете добавить столько, сколько захотите. Это может упростить определение того, какой раздел перегружен. Обратите внимание, что соединение GND должно быть прямым к источнику питания, и не должен использоваться совместно с каким-либо сигнальным каскадом. На рисунке 10 показаны 2 отдельных детектора. Уровень можно варьировать, изменяя значение R2 / R6. Как показано, порог обнаружения составляет 4,7 В + 0,65 В (для диодов), поэтому любой сигнал, превышающий пиковое значение 5,3 В, активирует светодиод.

Рисунок 10 — Индикатор отсечения

Это значительно упрощенная версия детектора отсечения, описанного в Проекте 146, но при желании конструктор может использовать «лучший» детектор.Основным предлагаемым изменением будет обнаружение как положительных пиков , так и отрицательных пиков , но показанная схема будет работать достаточно хорошо для большинства пользователей. Как показано, он включит светодиод «O / L» при любом напряжении выше 5 В.

Сигнал дискретизируется на входном предусилителе (дважды), после регуляторов тембра, возвращаются эффекты и, возможно, перед кроссоверами. Если что-то из этого приближается к отсечению, загорится светодиод. В большинстве случаев уровень сигнала должен быть достаточно высоким, чтобы светодиод кратковременно и очень редко мигал, так как это указывает на то, что усилитель работает на довольно высоком уровне повсюду и значительно превышает минимальный уровень шума.

Продолжение …
Часть 2 охватывает компрессор / лимитер, кроссоверы, включая переменную сеть для работы с двумя кабинетами, использующими разные динамики, и одним для компрессионного драйвера с высокочастотным рупором. Он также будет охватывать драйверы усилителя мощности, включая схемы искажения / мягкого ограничения.

Также описаны выход тюнера и схемы отправки и возврата эффектов, а также стереофоническая работа. Также есть балансный выход, предназначенный для звукового микшера на передней панели или для записи.Его можно переключить на предварительный или пост-эквалайзер, потому что во многих случаях звук, который вы хотите на сцене, отличается от звука, необходимого для микшера, и ваш сценический эквалайзер может быть немного радикальным для системы PA или студийного микшера. .

Многие из обсуждаемых элементов управления будут находиться на задней панели, в том числе разъемы вставки эффектов, балансный посыл, переключение эквалайзера до / после, выход тюнера и основные выходы (при условии, что устройство, которое вы создаете, является предусилителем). В противном случае выходы на динамики тоже будут на задней панели.Мы также рассмотрим требования к питанию и эффективность громкоговорителей, среди прочего.

Список литературы

Project 150 — эквалайзер на основе моста Вина

Информация об ограничениях мощности динамиков бас-гитары

Индекс проекта
Основной указатель

Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, помимо прочего, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и защищена авторским правом © 2015.Воспроизведение или переиздание любыми средствами, электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещено международными законами об авторском праве. Автор (Род Эллиотт) предоставляет читателю право использовать эту информацию только для личного использования, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки при создании проекта. Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта.

Страница опубликована и защищена авторскими правами © Род Эллиотт — Март 2015 г.

Схема усилителя мощного усилителя низких частот

Эта схема усилителя усиления низких частот может использоваться для создания мощных пульсирующих басовых эффектов в любой подключенной акустической системе.

Не влияя ни на какой нормальный выход или разделение стерео в текущей системе, усилитель успешно включает басовые сигналы через левый и правый стереоканалы и, при последующем усилении, передает их через общий басовый динамик.

Систему можно использовать разными способами. В простейшей форме объединяющий фильтр, показанный на рис. 1, связан с любым запасным моно- или стереоусилителем (мощностью 20 Вт или даже больше) и выполняется с помощью одного корпуса динамика, который обеспечивает хороший результат в области низких частот.

В другом варианте аналогичная компоновка используется вместе с акустической системой, изготовленной для воспроизведения басов.

Но так как у пары из нас есть запасные мощные усилители, лежащие в ожидании подобного проекта, мы разработали простой, но полезный усилитель специально для этого конкретного проекта.

Обратите внимание, что в последнем варианте конструкция фильтра продолжает несколько изменяться.

КОНСТРУКЦИЯ

В случае, если усилитель используется в простейшей форме с использованием отдельного усилителя, фильтр необходимо построить на небольшом куске перфорированной доски или полосок для ярлыков.

Схема изображена на рис. 1. Схема несущественная. В форме, показанной на рис. 2, усилитель и фильтр выполнены как одно целое.

Это полное устройство может быть установлено в новом корпусе низкочастотного динамика (как мы сделали с нашим прототипом) или размещено в любом легко доступном месте.

Когда вы убедитесь, что все компоненты подключены правильно, установите стеклоочиститель RV2 по центру его хода.

Старайтесь не связывать динамики на этом этапе процедуры.Включите основное питание 120 В и проверьте клеммы. Это наверняка будет ниже 200 мВ.

Если оно значительно выше, отключите и перепроверьте все соединения. (Если вольтметр недоступен, подключите одну сторону динамика к одной стороне усилителя и на мгновение прикоснитесь ко второму проводнику усилителя к остальной стороне динамика.

Если все в порядке, динамик должен оставаться практически бесшумным или почти разовьется легкий «щелчок» (если диффузор пытается пролететь через комнату, немедленно выключите его и перепроверьте все соединения).

После этого, если доступен миллиамперметр, отсоедините провод от контакта 2 и измерьте ток этим проводом. Отрегулируйте RV2 до значения около 40 мА. Если миллианиметр недоступен, оставьте RV2 в среднем положении.

Подключите провода имеющихся динамиков ко входу фильтра и подключите низкочастотный динамик к усилителю-усилителю. Теперь можно было включить питание и осмотреть всю систему.

Не забывайте, что звук из схемы усилителя низких частот будет сильно изменен, если требуется только это устройство, но при смешивании со звуком через существующие два динамика в вашей стереосистеме он звучит просто великолепно.

КОРПУС НИЗКОГО ДИНАМИКА

Корпус, протестированный для использования с этим методом, показан на рисунках 4 и 5. Используемые динамики были двух типов по 8 Ом, соединенных параллельно, поэтому они обладали высокоэффективным импедансом 4 Ом.

Внутренняя часть корпуса динамика была облицована по крайней мере на трех не обращенных друг к другу поверхностях (например, сбоку, сверху и сзади) вместе с поглощающим материалом, например войлоком.

Как это работает

Выход каждого канала данного стереоусилителя объединен резисторами R1, R4.Резисторы R6, R6 и RV1 в сочетании с конденсаторами C1, C2 и C3 образуют фильтр нижних частот, который включает частоту среза около 200 Гц и конечную 18 дБ на октаву крутизны.

Конденсатор C4 обеспечивает фильтр высоких частот около 30 Гц для защиты динамиков от сильных переходных процессов и уровней постоянного тока. (Показанный на рис. 1 фильтр, предназначенный для использования с отдельными усилителями, имеет аттенюатор на 20 дБ, установленный перед выходным потенциометром, что предохраняет следующий усилитель от перегрузок).

Усилитель, показанный на рис. 2, имеет усиление по напряжению 23x (R9 + R7) / R7, выходную мощность около 25 Вт на четыре Ом и частоту от 0 Гц до примерно 50 кГц.

Вместе с входным фильтром. Включенная, усилитель низких частот имеет частотную характеристику фильтра, показанного на рис. 3. Основное усиление напряжения схемы усилителя обеспечивается IC1, Q2 и Q3. Q4 и Q5 обеспечивают существенное усиление по току для работы выходных транзисторов Q6 и Q7.Транзистор Q1 компенсирует Q4. D2 и D3 компенсируют Q5 и Q7.

Стабилитроны ZD1 и ZD2 защищают Q2 и Q3, ограничивая размах выходного напряжения ИС. Мощный усилитель басов, описанный в этом конкретном проекте, также можно использовать без фильтра в качестве простого моноусилителя мощностью 25 Вт, в этом случае диод D2 или D3 (но не оба) необходимо снять с его позиции на печатной плате и перенести на радиаторе.

Как сделать простой предварительный усилитель низких частот с использованием транзистора 2n2222

Качество звука является важным фактором для любого живого производства или развлекательных медиа, будь то небольшая сессия записи или полный концерт EDM.В связи с новыми тенденциями в индустрии развлечений стало особенно необходимо иметь самое лучшее оборудование для обеспечения максимальной производительности, особенно с точки зрения качества звука. Итак, в этом проекте мы собираемся пройти пошаговую процедуру «Как сделать простой басовый усилитель» с использованием одного транзистора и небольшого количества других компонентов.
[спонсор_1]
Вы можете изготовить эту схему на печатной плате, чтобы заказать печатные платы на заказ по удивительно низкой цене 2 доллара за 5 печатных плат. Посетите: www.jlcpcb.com

Что такое усилитель низких частот?

Электронный усилитель низких частот — это электронная схема, которая работает вместе со схемой усилителя, улучшая ее выходную характеристику. Он обычно устанавливается в базовую бытовую электронику, такую как динамики, игровые гарнитуры и наушники, чтобы улучшить качество прослушивания.

Компоненты оборудования

Для сборки этого проекта вам понадобятся следующие детали.

2N2222 Транзистор

Полезные шаги

1) Припаяйте транзистор 2n2222 на плате veroboard, после этого припаяйте резистор 47K между базой транзистора и землей схемы.

2) Припаяйте резистор 470K от базы транзистора к Vcc цепи. После этого припаяйте положительную клемму конденсатора емкостью 47 мкФ к базе транзистора (аудиовход).

3) Подключите конденсатор емкостью 100 пФ между выводами эмиттера и базы транзистора. Затем подключите сопротивление 10 кОм между коллекторным выводом транзистора и Vcc схемы.

4) Подключите сопротивление 470 Ом между коллектором транзистора и Vcc цепи.После этого подключите конденсатор емкостью 100 пФ между коллектором транзистора и Vcc схемы.

5) Подключите конденсатор емкостью 47 мкФ между выводом коллектора транзистора и аудиовыходом схемы. Также припаяйте потенциометр 100K к Audio OUT.

6) Подсоедините зажим аккумулятора 9 В. Припаяйте вход динамика между средним выводом потенциометра 10K и заземлением цепи.

7) Подключите аудиовход между конденсатором емкостью 47 мкФ и заземлением цепи.

8) Припаяйте аудиовыход к 8-омному динамику. Включите питание и проверьте цепь.

Рабочее объяснение

Аудиовход поступает с такого устройства, как микрофон / смартфон. Вход идет на базу транзистора 2n2222, действующего как управляющий сигнал. Здесь к базе транзистора подключен конденсатор емкостью 100 мкФ, который блокирует составляющую постоянного тока, позволяя при этом пропускать переменную составляющую сигнала.

Усиленный выход коллектора проходит через конденсатор фильтра (47 мкФ), чтобы удалить с выхода любой остаточный шум.Амплитуду выходного аудиосигнала можно отрегулировать с помощью предустановленного потенциометра (100K) перед отправкой на динамик 8 Ом.

Приложения

В основном используется в динамиках и домашних развлекательных системах.

См. Также: Бестрансформаторный регулируемый источник питания | Как сделать электронные цифровые часы с помощью AT89C2051 | Топ-5 лучших проектов электроники для печатных плат для начинающих

60W Bass Amplifier — схемы, схемы, проекты электроники

Регуляторы низких и низких частот
Выходная мощность: 40 Вт на 8 Ом и 60 Вт на нагрузку 4 Ом

Принципиальная схема усилителя:

Детали усилителя:
R1 6K8 1 Вт Резистор
R2, R4 470R 1 / 4Вт Резисторы
R3 2K 1 / 2W Trimmer Cermet
R5, R6 4K7 1 / 2W Resistors
R7 220R 1 / 2W Resistor
R8 2K2 1 / 2W Resistor
R9 50K 1 / 2W Trimmer Cermet
R10 68K 1 / 4W Resistor
R10 68K 1 / 4W R11 Resistor
R10 68K 1 / 4W R11 Resistor R12 R47 4Вт Резисторы с проволочной обмоткой
C1, C2, C4, C5 Электролитические конденсаторы 47 мкФ 63 В
C3 100 мкФ 25 В электролитический конденсатор
C6 33 пФ 63 В керамический конденсатор
C7 1000 мкФ 50 В электролитический конденсатор1 См.
C8 2200 мкФ электролитический конденсатор 1
C8 2200 мкФ 6 В электролитический конденсатор и цветной
D2 Диодный мост 200V 6A
Q1, Q2 BD139 80V 1.5A NPN транзисторы
Q3 MJ11016 120V 30A NPN транзистор Дарлингтона (см. Примечания)
Q4 MJ11015 120V 30A PNP Darlington Transistor (см. Примечания)
SW1 SPST сетевой выключатель
F1 4A предохранитель с розеткой
T1 220V первичный, 48-50V вторичный 75-150VA Сетевой трансформатор
PL1 Штекер Сетевой штекер
SPKR Один или несколько динамиков, подключенных последовательно или параллельно. Суммарный результирующий импеданс: 8 или 4 Ом. Минимальная мощность: 75 Вт

Принципиальная схема предусилителя:

Детали предусилителя:
P1 10K линейный потенциометр
P2 10K Log.Потенциометр
R1, R2 Резисторы 68 кОм 1/4 Вт
R3 Резистор 680 кОм 1/4 Вт
R4 220 кОм 1/4 Вт Резистор
R5 33 кОм 1/4 Вт резистор
R6 2K2 1/4 Вт резистор
R7 5 к6 1/4 Вт резистор
R8, R18 330 R18 Резисторы 1/4 Вт
R9 Резистор 47 кОм 1/4 Вт
R10 Резистор 18 кОм 1/4 Вт
R11 4K7 1/4 Вт Резистор
R12 1 кОм 1/4 Вт Резистор
R13 1 к5 1/4 Вт Резистор
R14, R15, R16 100 кОм 1/4 Вт
R17 Резистор 10 кОм 1/4 Вт
C1, C4, C8, C9, C10 Электролитические конденсаторы 10 мкФ 63 В
C2 Электролитический конденсатор 47 мкФ 63 В
C3 47pF Керамический конденсатор 63 В
C5 220nF 63V Полиэфирный конденсатор
C6 470nF Конденсатор F Конденсатор
C11 220 мкФ 63 В Электролитический конденсатор
Q1, Q3 BC546 65 В 100 мА NPN-транзисторы
Q2 BC556 65 В 100 мА PNP-транзистор
J1, J2 6.3мм. Гнезда Mono Jack
SW1 SPST Switch

Описание схемы:
Эта конструкция использует хорошо зарекомендовавшую себя топологию схемы для усилителя мощности, используя однорельсовое питание около 60 В и конденсаторную связь для динамика (-ов). Преимуществами гитарного усилителя являются очень простая схема, даже для сравнительно больших выходных мощностей, и определенная встроенная степень защиты громкоговорителя за счет конденсатора C8, предотвращающего передачу напряжения в громкоговорители в случае выходных транзисторов. отказ.
Предусилитель питается от тех же шин 60 В, что и усилитель мощности, что позволяет реализовать двухтранзисторный блок усиления, способный выдавать на выходе около 20 В RMS. Это обеспечивает очень высокую перегрузочную способность входа.

Технические данные:
Чувствительность:
Вход 70 мВ для выхода 40 Вт 8 Ом
Вход 63 мВ для выхода 60 Вт 4 Ом
Частотная характеристика:
От 50 Гц до 20 кГц -0,5 дБ; -1,5 дБ при 40 Гц; -3,5 дБ при 30 Гц
Суммарные гармонические искажения при 1 кГц и нагрузке 8 Ом:
Ниже 0.1% до 10Вт; 0,2% при 30 Вт
Суммарные гармонические искажения при 10 кГц и нагрузке 8 Ом:
Ниже 0,15% до 10 Вт; 0,3% при 30 Вт
Суммарные гармонические искажения при 1 кГц и нагрузке 4 Ом:
Ниже 0,18% до 10 Вт; 0,4% при 60 Вт
Суммарные гармонические искажения при 10 кГц и нагрузке 4 Ом:
Ниже 0,3% до 10 Вт; 0,6% при 60 Вт
Регулировка низких частот:
Полностью по часовой стрелке = + 13,7 дБ при 100 Гц; -23 дБ при 10 кГц
Центральное положение = -4,5 дБ при 100 Гц
Полностью против часовой стрелки = -12.5 дБ при 100 Гц; + 0,7 дБ при 1 кГц и 10 кГц
Переключатель низких частот:
-1,5 дБ при 300 Гц; -2,5 дБ при 200 Гц; -4,4 дБ при 100 Гц; -10 дБ при 50 Гц

Примечания:
Значение, указанное для C8, является минимальным рекомендуемым значением. Конденсатор емкостью 3300 мкФ или два конденсатора емкостью 2200 мкФ, подключенные параллельно, были бы лучшим выбором.
Перечисленные типы транзисторов Дарлингтона могут быть слишком большими для такой конструкции. Вы можете заменить их на MJ11014 (Q3) и MJ11013 (Q4) или TIP142 (Q3) и TIP147 (Q4).Трансформатор
T1 также может быть типа 24 + 24 В или 25 + 25 В (т.е. 48 В или 50 В с центральным ответвлением). Очевидно, что центральный отвод нужно оставить неподключенным.
Переключатель SW1 в разомкнутом состоянии включает функцию отсечки низких частот.
Во всех случаях, когда транзисторы Дарлингтона используются в качестве выходных устройств, важно, чтобы чувствительный транзистор (Q2) находился в как можно более тесном тепловом контакте с выходными транзисторами. Поэтому был выбран транзистор с корпусом TO126 для облегчения крепления болтами к радиатору, очень близко к выходной паре.
R9 необходимо обрезать, чтобы измерить примерно половину напряжения питания от положительного вывода C7 и земли. Более точную настройку можно выполнить с помощью осциллографа, чтобы получить симметричное ограничение формы выходного сигнала при максимальной выходной мощности.
Чтобы установить ток покоя, временно извлеките предохранитель F1 и вставьте щупы авометра в два вывода держателя предохранителя.
Установите регулятор громкости на минимум, а триммер R3 на минимальное сопротивление.
Включите цепь и отрегулируйте R3, чтобы получить значение тока от 30 до 35 мА.
Подождите около 15 минут, посмотрите, не меняется ли сила тока, и при необходимости отрегулируйте.
автор: RED Free Circuit Designs
электронная почта:
веб-сайт: http://www.redcircuits.com/
Схема 5-ваттного стереофонического усилителя с регуляторами низких и высоких частот

Представлена полная, автономная, небольшая и компактная схема стереоусилителя Hi-Fi с регулировкой уровня низких, высоких частот и громкости. в следующей статье.

Этот небольшой компактный стереоусилитель можно использовать для усиления музыки с мобильных телефонов, USB-компьютеров, iPod или любого другого источника, способного воспроизводить сигнал с низким напряжением до 50 милливольт.

Благодаря возможности управления высокими басами и высокими частотами пара небольших сабвуферов может использоваться для получения улучшенного музыкального отклика Hi-Fi от любого обычного музыкального входа.

Цепь низких частот и высоких частот

Мы начнем со схемы контроллера высоких частот с высоким коэффициентом усиления и высокой точности, которая составляет первую ступень конструкции этого компактного настольного усилителя.

Транзисторы T1 и T2 предназначены для работы как усилитель напряжения с высоким входным сопротивлением и с низким выходным сопротивлением.

Когда центральный рычаг ползунка предустановки P1 настроен на полный предел в 1 кОм, входная чувствительность вместе с небольшим 5-ваттным усилителем достигает примерно 150 мВ для 12-вольтовой версии, а когда используется динамик на 4 Ом. как груз. Это может стать 200 мВ, если напряжение питания увеличится до 17 В, а сопротивление динамика 8 Ом.

Если вам нужна более высокая входная чувствительность, вы можете использовать предустановленное значение P1 ниже 1 К. Если вы хотите включить выборочный диапазон для входной чувствительности, в этом случае вы можете установить селекторный переключатель с разными резисторами на вход для выбора желаемого диапазона входной чувствительности.

Формула для расчета номиналов резистора приведена ниже:

Rx = 500 x Vin / 300 — Vin

, где Vin обозначает входное среднеквадратичное значение напряжения в мВ. Формулу можно эффективно использовать для всех входных напряжений от 5 мВ до 250 мВ.
Транзисторы T3 сконфигурированы как схема регулировки тембра Баксандала. Конденсатор емкостью 1 нФ между коллектором T3 и линией заземления включен для улучшения стабилизации и ограничения колебаний.

Дизайн печатной платы для платы управления высокими частотами низких частот

Компактный 5-ваттный стереоусилитель

Вышеупомянутая активная регулировка тембра с высоким коэффициентом усиления может быть интегрирована с персональным небольшим компактным усилителем, как описано ниже.Это крошечная 5-ваттная версия.

Выход высокочастотного модуля низких частот должен быть объединен с входом следующей схемы усилителя.

Как это работает

Транзисторы TI и T2 сконфигурированы для работы как усилитель напряжения с прямой связью. Резистор R6 и диоды DI / D2 определяют уровень тока холостого хода или потребляемый ток покоя квазикомплементарного каскада T3 / T4 вместе с выходным каскадом T5 / T6.

Значения резисторов R7 и R8 выбраны таким образом, что выходные транзисторы либо почти не смещены, либо просто отключены.Это, в свою очередь, определяется коэффициентом усиления используемых транзисторов.

C3, C5, C6 и R3 включены для обеспечения надлежащей стабильности конструкции. Входная чувствительность этого 5-ваттного усилителя составляет примерно 400 мВ при напряжении питания 12 В и нагрузке на динамик 4 Ом, и 600 мВ при напряжении питания 17 В и сопротивлении динамика 8 Ом.

Можно улучшить коэффициент усиления усилителя, уменьшив R4, но это может быть не очень хорошей идеей, поскольку это может привести к нестабильности и более высоким уровням искажений.

При установке платы усилителя внутри шасси необходимо соблюдать следующие меры предосторожности при проектировании компоновки.

Отрицательный провод громкоговорителя должен быть подключен непосредственно к основному заземлению источника питания, а не к печатной плате усилителя. Этот кабель необходимо держать отдельно от печатной платы.

Каждый из кабелей питания, показанных на схеме, должен проходить отдельно к плате в указанных местах.

Выходная секция и проводка платы должны быть хорошо изолированы и держаться подальше от входной проводки и каскадов платы.

Чтобы избежать контуров заземления, каждый провод питания должен быть индивидуально подключен и отдельно подключен к источнику питания от платы.

Список деталей

Резисторы:

R1, R2 = 100 кОм

R3, R5 = 4k7

R4 = 470 Ом

R6 = 33 Ом

R7, R8 = 569 R7 R10 = 0,2 Ом

R11 = 1 кОм

R12 = см. Таблицу

Конденсаторы:

C1 = 2,2 мк, 16 В

C2 — 10011.16 В

C3 = 10n

C4 = см. Таблицу

C5, C6 = 47 n

Полупроводники:

T1, T3 — Любой NPN малый сигнал общего назначения

T2, T4 = Любой малый сигнал PNP сигнал общего назначения

TS, T6 = 2N1613

D1, D2 = 1N4148

радиаторы для TO -5

R12, C4 Таблица выбора

Дизайн стереофонической платы

Компоновка компонентной дорожки для вышеуказанной стереофонической компактной печатной платы

Схема источника питания

На следующей схеме показана схема регулируемого источника питания для компактной схемы стереоусилителя.

Транзисторы TI и 12 соединены как пара Дарлингтона, так что она работает как составной транзистор эмиттерного повторителя с высоким коэффициентом усиления и высокой мощностью.

Базовое опорное напряжение для этого эмиттерного повторителя фиксируется через Z1, который может быть выбран как стабилитрон 13 В или 18 В для получения питания 12 В или 17 В соответственно.

Из-за более низкого входного и выходного дифференциала T2 должен рассеивать очень небольшое количество энергии в виде тепла, поэтому радиатор может не потребоваться.

Дизайн печатной платы и компоновка компонентов источника питания

Полная компоновка печатной платы для источника питания приведена ниже:

Список деталей

Схема усилителя бас-гитары класса D

Завершенный проект усилителя класса d Мощность класса d усилитель, предусилитель, вю метр, блок питания, дизайн панели. Узнайте о конструкции усилителей в классе D. Проектирование проводки усилителя для баса с выходной мощностью около 100 Вт. Завершите выход … Electronics Projects, Class D Bass Guitar Amplifier Circuit «Схемы усилителя звука, схемы управления звуком, класс Схема усилителя d, « Дата 08.08.2019

Завершенный проект усилителя класса d Усилитель мощности класса d, предусилитель, измеритель мощности, блок питания, проектирование панели.Узнайте о конструкции усилителей класса D. Разработайте схему подключения усилителя для низких частот с выходной мощностью около 100 Вт. Завершите выходной каскад активным корректирующим предусилителем с трехполосным эквалайзером и переключаемой частотой коррекции центральной полосы. Характеристики проводки моделируются в PSpice, а дизайн печатных плат — в Eagle.

На основе предыдущих схемных решений реализовать функциональный образец усилителя мощности для низких частот заданных параметров, включая корректирующий предусилитель и блок питания.

Усилитель оживить и измерить его основные характеристики, сравнить результаты с ожидаемыми параметрами с результатами компьютерного моделирования.

В схему усилителя ошибки LT1358 подается звуковой сигнал с амплитудой 1 В и частотой 1 кГц. Выходной сигнал этой схемы сравнивается в компараторе LT1394 с треугольным напряжением с амплитудой +/- 4 В и периодом 20 мкс, что соответствует частоте 50 кГц. Эта частота для иллюстративных графиков выбрана ниже, чем в реальном подключении.

Цепи питаются симметрично +/- 5В. IN Вверху изображения вы можете видеть форму входного аудиосигнала, в середине — форму волны инвертированного напряжения после прохождения схемы LT1358 и сравнения ее с модуляцией с треугольным сигналом, а внизу — выходное напряжение компаратора.

Схема цепи усилителя бас-гитары класса D

В начале проектирования предполагалось использовать схему HIP4080A , которая предлагает интересное решение, так как в ней, к сожалению, есть встроенный входной компаратор. не достичь качества внешнего компаратора с точки зрения его точности, задержек, скоростей и тому подобного.

Более подробная информация об используемом компараторе описана в разделе 3.3.2. На момент проведения этой работы схема не была доступна у поставщиков и не могла быть отправлена в качестве образца напрямую от производителя.

Они являются ключом к достижению высокой эффективности усилителя и качественного воспроизведения оконечных транзисторов, которые действуют как переключатели. Подключение транзисторов должно обеспечивать наименьшие потери мощности, малую задержку и возможность быстрого переключения индуктивной силовой нагрузки.

Подключение выходного каскада, как было указано ранее, представляет собой полный мостовой тип, состоящий из 4 индуцированных полевых МОП-транзисторов. Поскольку нагрузка, остающаяся на выходном LC-фильтре и динамике, является сильно индуктивной, ее переключение создает всплески перенапряжения, которые должны устранить встроенную антипараллельность. диоды.Некоторые транзисторы соответствуют этим требованиям HEXFET от International Rectifier. Параметры International Rectifier HEXFET указаны ниже расчетных теоретических потерь мощности на выходном каскаде. Все транзисторы в корпусах ТО-220.

СПИСОК ССЫЛКИ ДЛЯ ЗАГРУЗКИ ФАЙЛОВ (в формате TXT): LINKS-26266.zip

Amplifier Tone Control

Изучив этот раздел, вы сможете:

Общие сведения о типовых схемах, используемых для регулировки тембра в усилителях звука.

• Регулировка тона.

• Пассивные низкие частоты — регулировка высоких частот.

• Активные низкие частоты — регулировка высоких частот.

• IC управление общими функциями усилителя.

Рис. 4.2.1 Простое управление тональным сигналом

Регулировка тона

Tone Control, наиболее простая форма которого показана на рис. 4.2.1, обеспечивает простое средство регулирования количества более высоких частот, присутствующих в выходном сигнале, подаваемом на громкоговорители.простой метод достижения этого состоит в том, чтобы разместить переменную CR-сеть между усилителем напряжения и каскадами усилителя мощности. Значение C1 выбирается так, чтобы пропускать более высокие звуковые частоты, это имеет эффект постепенного уменьшения более высоких частот в качестве переменного резистора. ползунок перемещается к нижнему краю регулятора тембра. Минимальный уровень ослабления высоких (высоких) частот ограничен R1, что предотвращает прямое подключение C1 к земле. Поскольку схема только снижает высокочастотную составляющую сигнала, ее можно назвать простым регулятором Treble Cut.Использование этих простых схем обычно ограничивается гитарными приложениями или недорогими радиоприемниками.

В усилителях Hi-Fi управление тональностью относится к усилению или уменьшению определенных звуковых частот. Это может быть сделано в соответствии с предпочтениями слушателя, не все воспринимают звук одинаково, например, частотная характеристика человеческого уха меняется с возрастом. Помещение или зал, в котором воспроизводится звук, также влияет на характер звука. для изменения звука используются многие методы, в частности частотная характеристика усилителей, производящих звук.Они варьируются от простых RC-фильтров, пассивных и активных сетей управления частотой до сложной цифровой обработки сигналов.

Цепь управления тоном Баксандала

Рис. 4.2.2 Цепь управления тональным сигналом Баксандала

Обсуждаемая здесь схема является примером схемы регулировки тембра Баксандалла, показанной на рис. 4.2.2, которая представляет собой аналоговую схему, обеспечивающую независимое управление низкими и высокими частотами; как низкие, так и высокие частоты могут быть усилены или ослаблены, и, когда оба регулятора находятся в их средних положениях, обеспечивает относительно ровную частотную характеристику, как показано синей линией графика «Level response» на рис.4.2.5. Первоначальная конструкция, предложенная П. Дж. Баксандаллом в 1952 году, использовала ламповый усилитель и обратную связь как часть схемы, чтобы уменьшить значительное затухание (около -20 дБ), вносимое пассивной сетью, и обеспечить истинное усиление низких и высоких частот. До сих пор существует множество вариантов используемых схем, как в виде активных цепей (с усилением, как было предложено изначально), так и в виде пассивных цепей без встроенного усилителя. В пассивных вариантах схемы Баксандалла могут использоваться дополнительные каскады усиления, чтобы компенсировать ослабление приблизительно -20bB, вызванное схемой.

Прочтите оригинальную статью 1952 года «Управление тоном с отрицательной обратной связью», написанную П. Дж. Баксандаллом, бакалавром наук (англ.), Опубликованную в журнале «Wireless World» (ныне Electronics World).

Как работает схема Баксандалла.

Рис. 4.2.3 Максимальное усиление низких и высоких частот

С регуляторами низких и высоких частот, установленными на максимальное усиление (оба дворника в верхней части резисторов VR1 и VR2), а неактивные компоненты выделены серым цветом, схема будет выглядеть, как на рис. 4.2.3. Потенциометры как низких, так и высоких частот, которые могут иметь линейные или логарифмические дорожки в зависимости от конструкции схемы, имеют гораздо более высокие значения, чем другие компоненты в цепи, и поэтому, когда дворники VR1 и VR2 установлены на максимальное сопротивление, оба потенциометра можно рассматривать как разомкнутые. схема.Также C4 не способствует работе схемы из-за высокого сопротивления VR2, а C1 эффективно закорачивается из-за того, что стеклоочиститель VR1 находится на верхнем конце его дорожки сопротивления.

Полная полоса частот сигнала подается на вход усилителя с низким выходным сопротивлением, а более высокочастотные компоненты сигнала подаются непосредственно на выход схемы регулировки тембра через конденсатор C3 емкостью 2,2 нФ, который имеет реактивное сопротивление. около 3,6 кОм при 20 кГц, но более 3.6 МОм при 20 Гц, поэтому нижние частоты блокируются.

Полная полоса частот также появляется на стыке R1 и C2, которые вместе образуют фильтр нижних частот с угловой частотой от 70 до 75 Гц, и поэтому частоты, значительно превышающие эту (средние и высокие частоты), проходят через заземление через R2.

Последовательное соединение R2 с C2 предотвращает ослабление частот средней полосы, превышающее примерно -20 дБ. Более низкие частоты поступают на выход через R3. Поскольку R3 имеет довольно большое значение (чтобы эффективно изолировать эффекты двух переменных регуляторов друг от друга, входное сопротивление (Z _в) цепи, следующей за регулятором тембра, должно быть очень высоким, чтобы избежать чрезмерных потерь сигнала из-за эффект делителя потенциала R3 и Z _на следующего этапа.

Срезание низких и высоких частот.

Рис. 4.2.4 Схема с VR1 и VR2 на минимуме

Когда регуляторы низких и высоких частот установлены на максимальное срезание (рис. 4.2.4), сигнал полной полосы пропускания проходит через R1, но с ползунком VR1 на нижнем конце его дорожки сопротивления, C1 / R2 теперь формируют проход высоких частот. фильтр, имеющий угловую частоту от 7 до 7,5 кГц, поэтому только частоты, значительно превышающие эту, могут проходить без ослабления. Таким образом, средние и более высокие частоты подаются на R3 и C4, которые теперь образуют фильтр нижних частот для постепенного ослабления частот выше примерно 70 Гц, средние частоты (примерно 600 Гц) уменьшаются примерно на -20 дБ, а на 20 кГц — как как видно из кривой отклика на рис.4.2.5.

Рис. 4.2.5 Модифицированная кривая ответа Баксандалла

Обратите внимание, что хотя схема обеспечивает то, что называется усилением низких и высоких частот, в пассивной версии схемы Баксандалла (без усиления) все частоты фактически снижаются.

Затухание схемы в средней полосе обычно составляет около -20 дБ, а при полном «усилении», применяемом либо на нижнем, либо на верхнем конце полосы пропускания, ослабление на этих частотах будет примерно от −1 до −3 дБ.

Активная цепь Баксандалла

Чтобы преодолеть существенные потери в пассивной версии этой схемы, которая дает отклик уровня (с обоими регуляторами в среднем положении), но на -20 дБ ниже входного напряжения, в конструкции обычно включают усилитель. В настоящее время операционный усилитель был бы разумным выбором, поскольку сеть Баксандалла формирует контур отрицательной обратной связи, чтобы обеспечить требуемые значения усиления в необходимой полосе пропускания. Возможны различные конструкции с разными значениями резисторов от R1 до R4 и от C1 до C4 в сети, в зависимости от некоторой степени от выходного сопротивления предыдущей цепи и входного сопротивления следующих цепей.

При использовании активных схем, таких как показанная на рис. 4.2.6, цель состоит в том, чтобы получить отклик уровня на уровне 0 дБ, чтобы не было усиления и потерь из-за схемы регулировки тембра. Максимально возможное усиление не должно быть достаточным для перегрузки любого каскада, следующего за регулятором тембра, если необходимо избежать искажений. Поэтому конструкция таких схем управления обычно является неотъемлемой частью общей конструкции системы усилителя.

Рис. 4.2.6 Активный регулятор тембра с использованием сети Baxandall и операционного усилителя с NFB.

ИС управления тембром

Рис. 4.2.7 Микросхема управления звуком LM1036

В современных усилителях есть тенденция использовать элементы управления на интегральных схемах, которые могут управляться как цифровыми, так и аналоговыми схемами. Простое решение для регулировки низких и высоких частот, баланса и громкости в аналоговых стереоусилителях предлагают такие микросхемы, как LM1036 от National Instruments.

Блок-схема и схема приложения показаны на рис. 4.2.7. Каждый из четырех элементов управления регулируется путем подачи переменного напряжения в диапазоне 5.4 В (который подается на вывод 17 микросхемы) и 0 В. Половина напряжения, приложенного к контактам 4, 9, 12 и 14 управления, дает частотную характеристику уровня, центральный баланс между левым и правым каналами и половину громкости.

LM1036 также имеет переключатель компенсации громкости. Когда «включено», это изменяет действие регуляторов для усиления низких и высоких частот при низком уровне громкости. Это сделано для того, чтобы компенсировать снижение слуха человека на высоких и низких частотах тихими звуками.

Начало страницы

.

No related posts.

Вращение	0%	25%	50%	75%	100%
Низкие частоты (Гц) — пиковые	30	34	40	50	72
Низкие частоты (Гц) ± 3 дБ	66	85	120	205	720
Высокие частоты (Гц) ± 3 дБ	310	400	565	970	3.4k