Унч на 3 транзисторах: Усилитель мощности на трех транзисторах. Простая схема для начинающих.

Содержание

Усилитель мощности на трех транзисторах. Простая схема для начинающих.

Самая простая схема усилителя мощности.
Представляет собой двухтактный эмиттерный повторитель, использующий комплементарную пару транзисторов — VT2(n-p-n) и VT3(p-n-p). На транзисторе VT1 выполнен предварительный усилитель.Режим транзистора VT1 задается резистором R1, через который осуществляется стабилизирующая параллельная отрицательная связь по напряжению. Резисторы R3 и R4 вместе с диодами D1, D2 определяют ток покоя выходных транзисторов.

Параметры компонентов схемы:
С1=10мкФ*15В; С2=470мкФ*15В; R1=330кОм; R2=1кОм; R3=2,2Ом.
Транзисторы: VT1 — BC108(лучше — BC548), VT2 — BFY50, VT3 — BC461, диоды D1,D2 — 1N4148.

Российские аналоги: BC108 — КТ342В, выходные транзисторы — любые комплиментарные, средней мощности. Германиевые тоже подойдут(пара ГТ402 — ГТ404, например) при условии изменения значения R2 в большую сторону(его придется подбирать).


При напряжении питания 9 В такая схема обеспечивает выходную мощность 1 Ватт на нагрузке сопротивлением 8 Ом.

Если изменить параметры компонентов схемы следующим образом:
С1=22мкФ*25В; С2=1000мкФ*25В; R1=100кОм; R2=680Ом; R3=0,2Ом. Транзисторы: VT1 — BC337, VT2 — BD131, VT3 — BD132, диоды D1,D2 остаются 1N4148, то при напряжении питания 18 В можно получить мощность 5 Ватт на нагрузке сопротивлением 8 Ом. При увеличении напряжения питания до 25 В мощность увеличится почти до 10 Ватт.
Российские аналоги транзистров: BC337 — КТ660А( при отсутствии подойдут и КТ815, и КТ817),BD131 — КТ943(КТ817 тоже пойдет), BD132 — КТ932(КТ816 в пару к КТ817).

Для балансировки выходного каскада целесообразно вместо резистора R1=100 кОм установить последовательно подключенные постоянное сопротивление 47 кОм и переменное сопротивление 100 кОм. Переменное сопротивление необходимо регулировать таким образом, чтобы напряжение в точке соединения резисторов R3,R4 равнялось половине напряжения питания схемы. Выходные транзисторы следует установить на радиаторе с тепловым сопротивлением не более 10С/Вт.

Максимальное значение мощности, которую можно получить в нагрузке для такой схемы можно рассчитать по формуле:

RL здесь — сопротивление нагрузки, подключаемой через конденсатор С2.

Использованы материалы книги М.Тули — «Карманный справочник радиолюбителя».

На главную страницу

Каким должен быть хороший усилитель мощности на транзисторах

Феномен транзисторного звучания УНЧ против «тёплого» лампового звука.


История борьбы с феноменом транзисторного звучания уходит в далёкие 80-ые годы.
С появлением продвинутых мощных транзисторных усилителей низкой частоты многих гурманов качественного воспроизведения музыки постигло разочарование — новинки с более высокими электрическими характеристиками никак не могли сравниться со своими ламповыми собратьями по мягкости и естественности звучания.
Мало того, по «качеству» звучания они субъективно уступали и стареньким германиевым УМЗЧ, выполненным по канонам простейшей схемотехники, присущей ламповым конструкциям.
Сотни умных разработчиков чесали свои просветлённые репы в надежде хоть как-то снизить тембральные искажения в транзисторных усилителях, меняли схемотехнику и элементную базу, оживлённо гнались за сверхпараметрами, писали разные статьи, пока не поняли, что к цифрам, указанным в характеристиках усилителя надо относиться сдержанно, а верить можно только собственным ушам.
Однако, проиграв глобальную борьбу с лампой за чистоту музыкального звучания УНЧ, обиженные, но не разбитые в пыль транзисторные аудиофилы всё же собрались духом и вынесли на своих плечах ряд постулатов о происхождении в УНЧ пресловутого транзисторного звучания:

1 — Глубокая отрицательная обратная связь, без которой не обходится ни один транзисторный усилитель, порождает переходные искажения, вызванные запаздыванием сигналов в петле обратной связи.

2 — Всё та же глубокая обратная связь обуславливает низкое выходное сопротивление УНЧ. Это, с одной стороны, хорошо, так как повышает коэффициент демпфирования усилителя, но, с другой стороны, чревато возникновением интермодуляционных искажений в динамических головках, что, в свою очередь, вызывает неприятные призвуки, ошибочно принимаемые за искажения усилителя.
3 — Особо продвинутые специалисты упоминают тепловые искажения, которые вызваны скачками мгновенной температуры кристалла транзистора при прохождении сигнала, в связи с изменением рассеиваемой в нем мгновенной мощности. В результате, в процессе усиления музыкального сигнала коэффициент усиления по току (или крутизна) выходных транзисторов плавно (из-за инерции тепловых процессов) изменяется на 20-30%. Эти флуктуации, в свою очередь, становятся причиной инфразвуковых интермодуляционных искажений в УНЧ, к которым ухо слушателя чрезвычайно чувствительно.

4 — Поскольку уравнения, описывающие вольтамперные характеристики полевых транзисторов, практически идентичны ВАХ вакуумных приборов, «правильный» транзисторный УМЗЧ следует реализовывать именно на полевиках.
5 — Не столь важен общий коэффициент нелинейных искажений УНЧ (в ламповых Hi-End системах он часто составляет величину 0,1% и выше), сколь спектр гармоник этих искажений.
«Покажите мне график зависимости коэффициента искажений от частоты, и я скажу, как будет звучать усилитель», — написал Владимир Ламм, основатель и идеолог американской компании, занимающейся разработкой и выпуском звукового оборудования «Lamm Industries».

ИТАК, подытожим всё сказанное:
Идеальный усилитель должен быть построен на полевых транзисторах, иметь неглубокие и максимально короткие обратные связи (в идеале внутрикаскадные), работать в режиме А (для устранения тепловых искажений) и

быть однотактным (как обладающий наиболее приятным для уха спектром гармоник выходного сигнала).
Последние 2 пункта скорее применимы для усилителей мощности, работающих при максимальных мощностях до 10Вт. Хотя существуют примеры американских мелкосерийных изделий однотактных транзисторных УНЧ и с выходной мощностью, достигающей 150Вт. Правда весит такой агрегат в одноканальном исполнении ни много ни мало — 70кг…! Поэтому для усилителей, работающих в режиме А и при значительных мощностях, предпочтительными являются всё-таки двухтактные схемы.
Именно такую схему на полевых транзисторах мы рассмотрели на странице ссылка на страницу.

Не так давно я наткнулся на обсуждение темы «Про тёплый ламповый звук». Полемика велась на странице http://www.yaplakal.com/forum7/st/320/topic988477.html и, как это часто водится на любом неспециализированном форуме — никакого особого интереса не представляла… И всё было бы как обычно, если бы не единичный комментарий товарища по имени «aleks49».
Поскольку связаться с уважаемым «aleks49» мне не удалось, а мысли, изложенные в комментарии, были хороши: как по форме, так и по содержанию, то «не пропадать же добру», — подумал я и решил привести написанный им материал на этой странице — в полном объёме и авторском изложении.


«Итак:
Попытаюсь вставить свои 5 копеек. Может быть, мои наработки и наблюдения кому-то помогут правильно сориентироваться.
Дело в том, что я всю свою трудовую деятельность занимался ремонтом и настройкой всякой электронной, электромеханической и механической техники.
Так как это было оборонное предприятие мелкосерийной продукции, то разнообразие было очень широким.
Образование у меня специфическое — спец. училище подводного плавания радиолокационные и телевизионные системы. 8 лет службы на подводных лодках по специальности. В процессе службы так же 2 раза проходил специальную подготовку по быстрому поиску неисправностей в аппаратуре моей сферы деятельности.

Работая на «гражданке» в моих возможностях было использование любых лабораторных средств контроля и испытаний электронного оборудования. Эта преамбула нужна для того, чтобы те, кто будет мне оппонировать, могли ориентироваться в какие «дебри» может зайти разговор.
Продолжаю. В 70-е я увлёкся разработкой УНЧ. И к 1979 году, повторив большое количество распространённых на то время схем, пришёл к выводу, что транзисторные усилители, построенные по схемотехнике операционного усилителя с глубокой обратной связью, сильно грешат качеством звуковоспроизведения. Несмотря на низкие нелинейные искажения (измерялось измерителем нелинейных искажений) качество звука чем-то страдало. Получалась «каша» на звуке где звучат много различных инструментов. Некоторые инструменты даже в сольном исполнении с трудом узнаются. Никакие эквалайзеры не помогают.
Более тщательное исследование явления с помощью специализированного осциллографа (очень древний, ламповый, низкочастотный с высокой чувствительностью) обнаружило, что виной всему очень большое усиление исходных схем с разорванной общей обратной связью.
Действительно, такие схемы обладали таким же громадным коэффициентом усиления, как и интегральные ОУ. С помощью общей обратной связи усиление доводилось до нужного уровня и нелинейность устранялась. Но даже усилители с КНИ 0,01% и ниже при этом не удовлетворяли по звучанию. То, что в этом виноват именно транзисторный УНЧ не вызывало сомнений. На тех же акустических системах звучание от ламповых усилителей воспринималось лучше (имелись в наличии два ламповых советских усилителя на 50 и 100W).
Измерение КНИ показало, что ламповые УНЧ оказались совсем неидеальнами. КНИ у них достигал 1%.
В чём же дело? Работа с хорошим (правильным) осциллографом показала, что транзисторные УНЧ легковозбудимы. Так называемая нулевая точка на выходе совсем не нулевая. На уровне в несколько милливольт там присутствует хаотический колебательный процесс, который превращается в ВЧ генерацию при подаче на вход УНЧ даже самого маленького сигнала. В некоторых случаях эта генерация не превышает нескольких милливольт, а частенько бывает на весь размах напряжения питания.
Таким образом, если на вход УНЧ подавать синусоидальный сигнал то в «нулевой» точке это обнаруживается. Если подавать импульсный сигнал, то фронт импульса искажён выбросом. Частота этой генерации на уровне максимальной частоты выходных транзисторов УНЧ. Ко всему прочему выяснилось, что общая обратная связь обладает существенной задержкой. Задержку можно определить с помощью измерения единичного коэффициента усиления усилителя с разомкнутой обратной связью.
С хорошими высокочастотными транзисторами это может доходить до 100 и даже 200 кГц.
Итого, если усилитель без обратной связи способен усиливать сигнал до 100 кГц то задержка будет составлять 10 микросек. До появления обратной связи на выходе усилителя наблюдается размах выходного сигнала равный всему напряжению питания выходного каскада. При этом имеется ещё дополнительный выброс на переднем фронте. Через 10 микросекунд «срабатывает» обратная связь и с затухающим колебательным процессом сигнал опускается на уровень, который определён обратной связью.
Всё это можно увидеть с помощью хорошего осциллографа и присутствует на любом сигнале с любой звуковой частотой. На предельных для данного усилителя частотах присутствуют очень замысловатые виды искажений.

Вывод.
Виновата схемотехника построения УНЧ. Нельзя рассматривать УНЧ как операционный усилитель. Специфические искажения операционного усилителя улавливаются слуховым аппаратом человека.
Как с этим бороться? Полностью отказаться от схемотехники операционного усилителя при использовании в качестве УНЧ. Для УНЧ низкого класса можно это использовать и даже применять интегральные ОУ, но выходной каскад такого ОУ должен обладать большим током покоя. Таких ОУ почти не выпускают. Так называемые микромощные ОУ, хотя и обладают большой единичной частотой, но выход в покое микротоковый.
Ламповая схемотехника подсказала выход. В силу специфики ламп (они обладают невысокими показателями усиления и требуют для питания много энергии) не применяется излишнее усиление с последующим охватом общей обратной связью. В лампах используется довольно высокое анодное напряжение, что обусловливает очень протяжённую вольт-амперную характеристику. Перегрузка лампы тоже имеет протяжённую характеристику.
Одна из особенностей лампы состоит в том, что и нелинейность у неё несколько иная, чем у транзистора.
Здесь уже нужно сравнивать лампу с транзистором с помощью измерения образующихся при усилении гармоник.
В ламповом усилительном каскаде чётные гармоники на 5-8 децибелл выше по уровню, чем нечётные. Причём существенное значение имеют только 2-я и 3-я гармоники. Остальные ниже на 20-30 дб. и могут не учитываться.
В транзисторном усилителе на биполярном транзисторе 3-я гармоника выше, чем 2-я на 5 дб. но также существенна ещё и 5-я гармоника.
На полевых транзисторах 2-я и 3-я гармоники примерно равны и 5-я гармоника не имеет существенного значения.
Каскады усиления, построенные для увеличения токовой нагрузки(катодные повторители, истоковые повторители, эмиттерные повторители) не вносят заметных искажений в сигнал.
Что можно предпринять для высококачественного усиления.
1. Входные каскады УНЧ необходимо строить на полевых транзисторах и лампах для того, чтобы изначальный сигнал на малых уровнях не приобрёл неисправимых искажений.
2. Максимальное усиление по напряжению на один каскад не должно превышать 30.
3. Не охватывать обратной связью даже 2 каскада. Обратная связь должна существовать только на одном усилительном элементе (лампа, транзистор). Всякие новомодные усилительные микросхемы не должны рассматриваться как единый усилительный элемент.
4. Усиление сигнала необходимо разделить на две функции: усиление по напряжению и усиление по току. После усиления по напряжению необходимо обязательно повторителем разгрузить каскад.
5. Между каскадами усиления напряжения и разгрузкой разделительные конденсаторы применять не нужно, а при усилении напряжения конденсаторы ставить нужно, чтобы вывести рабочую точку лампы или транзистора на линейный рабочий участок.
6. Для усилительных каскадов, работающих с сигналами близкими к 1 вольту, использовать транзисторы с большим напряжением и задавать питание близкое к предельному. Именно таким образом удаётся растянуть вольт-амперную характеристику транзистора и получить большой динамический диапазон.
7. Не сдваивать полевые транзисторы во входных каскадах УНЧ. Иногда применяется такое для уменьшения коэффициента шума. Но такое решение приводит к увеличению нелинейности вольт-амперной характеристики и растёт 3-гармоника. В результате по гармоникам полевой транзистор становится ближе к биполярному.
8. Применять каскодные схемы в анод для ламп и в коллектор для транзисторов. Каскоды через катод или эмиттер не применять т.к. КНИ при этом возрастает сразу до 0,2%.

Существует проблема фазоинверторов. Как получить противофазные сигналы с минимумом нелинейных искажений?
В дифкаскаде плечи оказываются по характеристикам разные и по усилению, и по нагрузочной способности и по нелинейности. Разгружать дифкаскад лучше всего истоковыми повторителями. И вообще любые каскады усиления напряжения разгружать истоковыми повторителями.
Вот те основы схемотехники, которые позволяют получить усиление звука с высокой верностью.

Мои соображения по поводу «мягкого лампового звука».
Лампа великолепный усилительный прибор для усиления звука и усилители на лампах за счёт растянутой характеристики показывают хороший результат. Но это не значит, что транзистор не способен конкурировать качеством звука.
В своё время в 1979 году мне удалось сделать усилитель с качеством звука, не отличимым от лампового. Тогда я применил технологии, которые перечислил текстом выше.
Получился усилитель без общей обратной связи с КНИ до 0,4% который не возможно было отличить по звучанию от лампового. Было изготовлено несколько штук разных по назначению УНЧ. Для домашнего использования до 30W и концертного использования до 100W причём для акустических систем с сопротивлением 16 ом и выше.
Качество звука оценивалось и сравнивалось работниками музыкальной культуры и лабухами, работающими по свадьбам и т.п. Для сравнения использовались имевшиеся в то время кинотеатральные профессиональные системы на транзисторах с выходными трансформаторами. Выходные трансформаторы никакого преимущества в усилителях на транзисторах не продемонстрировали. Разве только то, что могли согласовать выход усилителя с высокоомной акустикой. Но в случае с изготовленным усилителем, где применялось высокое напряжение питания и высоковольтные транзисторы, по мощностным параметрам он не уступил трансформаторным даже на высокоомной нагрузке. По качеству звука все участвующие отметили «чистоту» звука предъявленного УНЧ. Причём не возникло даже никаких ни у кого сомнений. Оказалось хорошее качество работы: как с микрофоном, так и с гитарами. Для Бас-гитары делали специальный усилитель с ограниченным диапазоном вверх и расширением вниз диапазона.
Усилители, которые делал я и мои соратники, по этому делу изготовлялись варварским способом, т.к. не было времени и денег оформлять конструкции в приличную форму. Распаивалось на «слепышах» обычными проводами, имевшимися под рукой. Под рукой тогда имелось большое количество провода МГШВ. Это многожильный провод в шёлковой и виниловой изоляции. Паялось внахлёст, межплатные соединения по месту.
Источники питания самые простецкие трансформаторы, диоды, электролиты. Платы обклеивались изолентами и полиэтиленом, иногда газетами или упаковочной бумагой. Всё обматывалось, чтобы нигде не замыкало. Коробку применяли от какого-нибудь прибора с заводской свалки. Всё уминалось и затискивалось. Имелись снаружи только сетевой шнур, тумблер включения, предохранители, регулятор уровня сигнала, регулятор громкости с тонкорректором, гнёзда для входа и выхода. Регулятор громкости был электронным своей конструкции. Для тон-коррекции применялись дроссели (сейчас никто такого не применяет).
Никаких регуляторов тембра не применялось. Как оказалось для хорошего усилителя они не нужны т.к. при использовании дома имеется уже нормализованная запись с винила или магнитофона. Никакой необходимости что-то менять в частотах не возникало.
Выходной каскад усилителя имел защиту от перегрузки по току на максимальный ток используемых транзисторов.
Входной усилитель делался на лампе 6Н16Б или 6Н23П и работал при напряжении 30В. В аноде стоял каскод на транзисторе (динамическая нагрузка), транзистор был германиевый. Разгрузка была эмиттерным повторителем на транзисторе П307. Далее стоял регулятор громкости с тон-корректором. Тон-корректор была возможность отключать. Регулятор громкости не был переменным резистором. Были три кнопки. Больше, меньше и вкл-откл тонкорректора. Схема на полевых транзисторах, максимальный уровень сигнала для такого регулятора 30мВ. Поэтому чувствительность усилителя была 30мВ. Именно при таком сигнале на входе выход получался на максимальную мощность. Внутри усилителя мощности между каскадами стояли фильтры НЧ. Частоты выше 30кГц обрезались, хотя без фильтров характеристика была линейна до 200кГц.
К чему я это рассказываю?
За всё время УНЧ творчества никогда и ни у кого не возникало даже мысли, что нужны какие-то особые провода, что провода нужно ориентировать в пространстве, что конденсаторы должны быть из меди или золота. Применялись обычные малогабаритные бумажные конденсаторы. Мощность сигнала в межкаскадных передачах мизерная, это не силовые элементы. У кондёра есть ёмкость, ТКЕ и утечка. Больше для него ничего не надо. В силовых цепях да! В силовых цепях важно ещё максимальный ток заряда-разряда. Иначе пластины отлетают.
Что касается «теплоты» звука, хочу обратить внимание на следующее. Лампоголики утверждают, что питание для ламп обязательно должно быть кенотронное, иначе звук становится неламповый. Я верю, что это действительно так. Дело в том, что кенотроны характеризуются током насыщения, что приводит к тому, что анодное напряжение слегка проседает при больших сигналах, а крутизна характеристики лампы зависима от анодного напряжения. Поэтому и появляется «мягкость» звучания. По всей видимости, это можно создать и в транзисторных каскадах. Но транзисторные каскады позволяют получить КНИ ниже, чем в лампах, с нечётными гармониками можно тоже побороться и получить приемлемый уровень. С шумами, конечно лампу не победить, но выйти на уровень когда они ниже порога слышимости — возможно.
Во всяком случае, в тех усилителях, что я делал, шумы на слух не обнаруживались. Никакого шипенья или шелеста. С гармониками та же история. 3-я гармоника всегда в транзисторных усилителях будет больше, чем в ламповых, но это примерно на 5 дб. Если же динамический диапазон усилителя сохраняется свыше 70 дб. то эту гармонику можно обнаружить только по прибору и никак не обнаружить прослушиванием. Если же транзисторный усилитель без общей ОС даёт КНИ 0.01% на малой и средней громкости (до 10W мощности), то такой усилитель значительно качественнее лампового. Опустить выходную лампу по КНИ ниже 0,2 задача очень сложная и потребует подспорья в виде добавок из транзисторов. В итоге мы опять вернёмся к вопросу — где транзисторное, а где ламповое.
Во входных каскадах лампа непревзойдённа из-за своей высоковольтности при милливольтных сигналах.
Хочу ещё отметить, что УНЧ на транзисторах без ОС тоже обладает мягкостью звучания и чёткостью звуковой картины, как и ламповые. Проблема только в том, что этот звук мало кто слышал. Только народные умельцы и их окружение».

Это сообщение отредактировал aleks49 — 12.01.2017 — 21:47

 

Простой усилитель на транзисторах своими руками. Усилитель на одном транзисторе: схема

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 радиолюбительских устройств: радиоприемников и усилителей низкой (звуковой) частоты. Мы рассмотрим, как строятся простейшие усилители низкой частоты 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 отрицательными обратными связями 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 делитель напряжения 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 германиевые транзисторы 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 биполярных транзисторах. 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 сигнал звуковой 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.

Громкоговорящий ППП на германиевых транзисторах

Пресытившись конструкциями на лампах и современных компонентах в последнее время в ностальгическом порыве маюсь конструкциями на германиевых транзисторах.

Начитавшись на форумах, что, дескать, из-за несовершенства технологии производства их параметры со временем сильно деградируют, для проверки своих запасов  даже приобрёл промышленный измеритель параметров транзисторов и маломощных диодов Л2-54.

Протестировал более сотни разных экземпляров транзисторов и могу с удовлетворением отметить, что ни один не забраковал – все как минимум с полуторакратным (а чаще всего с 2-3 кратным) запасом соответствуют справочным данным. Так что совсем не грех их трудоустроить, тем паче, что в мою юность многие из них были столь же желанны, как и недоступны.

И начинаем традиционно – с постройки УНЧ.

Целый ряд популярных и по сей день радиолюбительских приемников, например [1,2],  выполнены на германиевых транзисторах и рассчитаны на работу на дефицитные ныне высокоомные наушники. Рекомендуемые там же для повышения выходной мощности простые эмиттерные повторители способны обеспечить более-менее пристойное звучание лишь на связные низкоомные наушники (100- 600 Ом) или низкоомную нагрузку (4-16 Ом  современные наушники или динамик), подключаемую через трансформатор с Ктр не менее 1/5 (1/25 по сопротивлению) и всё равно при малых уровнях сильно сказывается искажения типа ступенька. Можно, конечно, попробовать притулить туда современные УНЧ на ИМС, но они требуют плюсовое питание. Можно пойти еще дальше и перевести конструкции на современные транзисторы, но… теряется «изюминка», вкус времени  — «ностальжи», так что это не наш путь.

Существенно улучшить качество звучания на низкоомную нагрузку и обеспечить громкоговорящий прием поможет усилитель мощности с глубокой ООС (рис.1 обведён синей рамкой), подключаемый вместо высокоомных наушников.

Как видим, его схема почти классика 60-70гг. Отличительной чертой является глубокая (более 32 дБ) ООС по постоянному и переменному току (через резистор R7), что и обеспечивает высокую линейность усиления (при  средних уровнях Кг менее 0,5%, при малой (менее 5 мВт) и максимальной мощности (0,5 Вт) Кг достигает 2%). Несколько непривычное включение регулятора громкости обеспечивает повышение глубины ООС при уменьшении громкости, благодаря этому оказалось возможным сделать УНЧ более экономичным (ток покоя всего УНЧ ППП не более 7 мА) практически при полном отсутствии искажений типа «ступенька». Конденсатор С6 ограничивает полосу пропускания на уровне примерно 3,5 кГц (без него она превышает 40 кГц!), что также снижает уровень собственных шумов – УНЧ очень тихий. Уровень собственных шумов на выходе примерно 1,2 мВ! (при заземлённом левом выводе С1). Общий Кус со входа (с левого вывода С1) примерно 8 тыс. Т.о. уровень собственных шумов приведенных ко входу — примерно 0,15 мкВ. При подключении к реальному источнику сигнала (ФНЧ) за счет токовой составляющей уровень собственных шумов, приведенных ко входу, возрастает до 0,3-0,4 мкВ.

 

В выходном каскаде применены недорогие и надежные ГТ403. УНЧ способен выдать «на гора» и большую мощность (до 2,5 Вт на нагрузке 4 Ома), но тогда потребуется установить транзисторы на радиаторы и/или применить более мощный (П213, П214 и т.п.), но, на мой взгляд,  0,5 Вт и современном чувствительном динамике «за глаза» хватает даже при прослушивании музыки. Для усилителя НЧ пригодны практически любые германиевые низкочастотные транзисторы соответствующей структуры и Н21э транзисторов не менее 40 (Т2, T3, Т4 –МП13-16, МП39-42, а Т5- МП9-11, МП35-38). Если планируется применение этого УНЧ в ППП, то нужно, чтобы Т1 был малошумящим (П27А, П28, МП39Б). Для выходного каскада пары Т4,Т5 и Т6,Т7 желательно подобрать с близкими ( не хуже +-10%) значениями Н21е.

За счет глубокой ООС по постоянному току режимы УНЧ устанавливаются автоматически.   При первом включении проверяют ток покоя (5-7 мА) и при необходимости добиваются требуемого подбором более удачного экземпляра диода. Упростить эту процедуру можно, если воспользоваться китайским мультиметром. Он в режиме прозвонки диодов пропускает через диод ток примерно 1 мА. Нам нужен экземпляр с падением напряжения порядка 310-320 мВ.

Для испытаний мощного УНЧ была выбрана схема простого двухдиапазонного ППП RA3AAE[3]. Давно хотел её попробовать, да всё как-то руки не доходили, а тут такая оказия (hi!).

Сразу сделал небольшие корректировки схемы (см. рис.3), которые здесь и опишу. Всё остальное, в т.ч. и процесс настройки смотрите в книжке [3].

В качестве двухзвенного ФНЧ уже традиционно применил магнитофонную универсальную головку, что обеспечило повышенную селективность по соседнему каналу.  Катушка ФНЧ имеет довольно большую собственную емкость, поэтому она существенно нагружает ГПД, особенно если намотана не ПЭЛШО, а простым проводом типа ПЭВ, ПЭЛ (в т.ч. и магнитофонные ГУ). В этом случае собственная емкость катушки настолько велика, что весьма проблематично запустить ГПД с нормальной амплитудой на диодах — с этим сталкивались многие коллеги. Вот поэтому сигнал ГПД лучше снимать не с отвода катушки, а катушки связи, что исключает все эти проблемы и заодно полностью исключает попадание напряжение ГПД на вход УНЧ. Дабы не заморачиваться намоткой нашел подходящие готовые катушки и вперёд, к испытаниям ППП и неожиданно натолкнулся на серьезные «грабли» — при переключении на 40м диапазон амплитуда сигнала ГПД на катушке связи уменьшается в 2 раза! Ладно, подумал я, может у меня гранаты, то бишь катушки, не той системы (hi!). Нашел каркасы и перемотал строго по автору (см. фото)

и здесь надо отдать должное Владимиру Тимофеевичу  — без дополнительных телодвижений сразу попал в указанные частотные диапазоны — как входных контуров, так и ГПД.

Но… проблема осталась, а это значит, что нельзя оптимально настроить смеситель на обоих диапазонах – если выставить оптимальную амплитуду на одном, то на другом диоды будут или закрыты или практически постоянно открыты.  Возможен только некий средний, компромиссный, вариант  установки амплитуды ГПД, когда смеситель будет более-менее работать на обоих диапазонах, но с повышенными потерями (до 6-10 дБ). Решение проблемы оказалось поверхности – использовать свободную группу переключения в тумблере для коммутации эмиттерного резистора, которым и будем устанавливать оптимальную амплитуду ГПД на каждом диапазоне. Для контроля и регулировки оптимальной амплитуды ГПД применим такую же методу, как в [4].

Для этого левый (см. рис.3) вывод диода D1 переключаем на вспомогательный конденсатор 0С1. В результате получается классический выпрямитель напряжения ГПД с удвоением. Этот своеобразный «встроенный ВЧ вольтметр» и дает нам возможность провести фактически прямое измерение режимов работы конкретных диодов от конкретного ГПД непосредственно в работающей схеме.  Подключив для контроля к 0С1 мультиметр в режиме измерения постоянного напряжения, подбором эмиттерных резисторов (с начала R3 на 40м диапазоне, затем R5 на 80м) добиваемся напряжения +0,8…+1 В – это и будет оптимальное напряжения для диодов 1N4148, КД522,521 и т.п.  Вот вся настройка. Подпаиваем вывод диода обратно на место, а вспомогательную цепочку убираем. Теперь при оптимальном работающем смесителе можно оптимизировать (увеличить) его подключение к входному контуру (отвод делается не от 5 , а от 10 витка L2), тем самым повысить чутьё на 6-10дБ на обоих диапазонах.

По цепи питания мощного двухтактного УНЧ возможны большие пульсации напряжения, особенно при питания от батарей. Поэтому для питания ГПД применен экономичный параметрический стабилизатор напряжения на Т4,  где в качестве стабилитрона использован обратносмещённый эмиттерный переход КТ315 (что было под рукой). Выходное напряжение стабилизатора выбрано порядка -6..-6,5в, что обеспечивает стабильную частоту настройки при разряде батареи вплоть до 7в.  Из-за пониженного напряжения питания ГПД число витков катушки связи L3 увеличено до 8 витков. Но у КТ315 разброс по напряжению пробоя эмиттерного перехода довольно большой – первый попавшийся дал 7,5в – многовато, второй дал 7в (см. графики из [5])

– уже хорошо, применив в качестве Т4 кремниевый КТ209в получил требуемые -6,3в. Если не хочется заморачиваться с подбором, можно в качестве Т5 поставить КТ316, тогда Т4 должен быть германиевым (МП39-42). Тогда имеет смысл для унификации и в ГПД поставить КТ316 (см. рис.4), что положительно скажется на стабильности частоты ГПД. Именно такой вариант у меня сейчас работает.

Основные параметры приемника

Чувствительность при с/шум=10дБ  — не хуже 1,5 мкВ (на 40м не хуже 1 мкВ)

Коэффициент подавления АМ при отстройке мешающего АМ сигнала на 50 кГц – 86 дБ

Максимальная выходная мощность (при Кг не более 2%) на нагрузке 8 Ом – 0,5 Вт

Общий Кус (со входа антенны) примерно 10тыс.

Ослабление сигнала помехи при расстройке 10 кГц  — 74дБ

Полоса пропускания тракта НЧ

(по уровню -6дБ) – 2,75 кГц

(по уровню -20дБ) – 3,5 кГц

(по уровню -40дБ) – 5,3 кГц

(по уровню -60дБ) – 7,4 кГц

Приобрести набор деталей для самостоятельного изготовления этого приемника можно здесь 

Литература:

1.Поляков В. Приемник прямого преобразования. — Радио, 1977, №11, с.24

2.Поляков В. Простой радиоприемник коротковолновика-наблюдателя. — Радио, 2003, №1 с.58-60,№2 с.58-59

3.Казанский И., Поляков В. Азбука коротких волн. М., ДОСААФ, 1978, с.39

4.Беленецкий С. Я строю простой ППП.

5.Перлов В. Зайцев В.Транзисторы и диоды в качестве стабилитронов. — Радио, 1976, №10, с.46

 

С.Беленецкий US5MSQ                                                     г.Киев, Украина

Обсудить конструкцию приемника, высказать свое мнение и предложения можно на форуме

Простейший УНЧ на мощность до 10 ватт

Эта схема УНЧ с мощностью до 10 ватт была найдена на буржуйском сайте. Недавно была повторена на отечественных компонентах и с некоторыми заменами. Это достаточно хороший усилитель чистого А класса, доступен для повторения. В схеме использовано всего 3 транзистора.

Первый транзистор предварительно усиливает сигнал, он, как и все другие транзисторы в этой схеме не критичен. Я использовал отечественный — КТ829, но можно использовать буквально любые транзисторы обратной проводимости средней мощности.

В выходном каскаде использована легендарная комплементарная пара КТ818/КТ819. За годы их производства, они стали неразлучной парой. Благодаря этим транзисторам усилитель способен развивать 5 ватт от источника питания 12 вольт, хотя максимальная мощность усилителя доходит до 10 ватт. Единственная проблема схемы — повышенный уровень постоянного напряжения на выходе.

Резистор 56 ом был заменен на 52, мощность желательно подобрать 1-2 ватт, он перегревается (но не так страшно). Транзисторы выходного каскада были установлены на теплоотводы, один из них через изоляционную прокладку и шайбу, второй изолировать от теплоотвода не нужно.

Первому транзистору теплоотвод не нужен, транзисторы оконечника тоже почти не греются, что достаточно странно для класса А. Ток потребления в пике доходит 1 А, это тоже очень мало для усилителя этого класса.

Резистор 330 Ом был заменен на 300 (просто не нашел такого резистора), его тоже нужно подобрать с мощностью 0,5-1 ватт. Выходной конденсатор не критичен, подобрать с напряжением 10-50 вольт, емкость 220 — 3300 мкФ. Входной конденсатор тоже не критичен, использовал на 22 мкФ 16 вольт, хотя емкость может отклонится от 1 до 47мкФ. Питал УНЧ от обычного бп на 12 вольт (мост и конденсатор на 2200 мкФ). Несмотря на простую конструкцию, усилитель получился неплохим. Конечно, схема не самая лучшее, но для новичка думаю в самый раз.

Лампово-транзисторный усилитель НЧ своими руками.

Делаем несложный лампово-транзисторный усилитель низкой частоты своими руками.

Усилители низкой ( или звуковой) частоты находят широчайшее применение в современном мире.  Практически ни одно устройство, способное воспроизвести звук, не обходится без усилителя НЧ. Радиолюбители тему построения  усилителей НЧ также не обходят стороной и изготавливают усилители НЧ как на интегральных микросхемах, так и на транзисторах и даже на радиолампах.

Номенклатура выпускаемых промышленностью интегральных усилителей НЧ огромна, и позволяет создать усилитель на любой вкус. Но, представляет определенный интерес изготовление усилителя НЧ на дискретных элементах, да еще и экзотических (как для сегодняшних дней) –электронных лампах и германиевых транзисторах.

В этой статье будет рассказано об изготовлении  лампово-транзисторного усилителя низкой частоты небольшой (до 4 Вт) мощности.

Для  повторения выбрана схема стереофонического усилителя НЧ из брошюры «В помощь радиолюбителю» №53 , 1976 год.

Почему именно эта схема выбрана для повторения? Из-за ее очень необычного и своеобразного построения. Это лампово-транзисторный усилитель. Причем выходной каскад собран на мощных кремниевых транзисторах П702 , а  каскады предварительного усиления собраны на электронной лампе 6Н23П. Изюминкой схемы является  очень низкое анодное напряжение лампы 6Н23П-всего 18 В. Другими словами – в данной конструкции отсутствуют опасные высокие напряжения, обычные для электронных ламп- 200…250В.

Данный усилитель не претендует на очень высокие параметры, но для бытовых применений вполне себе подходит.

Оригинальная схема  лампово-транзисторного усилителя НЧ из брошюры ВРЛ № 53 представлена ниже:

Входной сигнал через конденсатор 2С1 поступает на сетку левого ( по схеме) триода лампы 2Л1. Усиленный сигнал снимается с анода и поступает ( через эмиттерный повторитель на транзисторе 2Т1) на блок регулирования тембра. Далее сигнал поступает на регулятор громкости ( резистор R1), и далее, через конденсатор 2С3, на сетку правого ( по схеме) триода лампы 2Л1. Усиленный сигнал снимается с анода и подается на базу транзистора эмиттерного повторителя 2Т2. Эмиттерный повторитель служит для согласования высокого выходного сопротивления лампы 2Л1 и относительно низкого  входного сопротивления  оконечного усилителя мощности. Оконечный усилитель мощности собран на транзисторах 4Т1…4Т5. В выходной ступени применены мощные кремниевые транзисторы П702. Усилитель питается напряжением минус 30 В. Аноды ламп запитаны напряжением 18 В от параметрического стабилизатора на стабилитронах 2Д1 и 2Д2.

Накал лампы 2Л1 запитан постоянным напряжением 6,3 В.

Вот, вкратце, все об усилителе НЧ из брошюры ВРЛ №53…

 

Описание изготовленного мною экземпляра лампово-транзисторного усилителя НЧ.

 Я не ставил целью заиметь  стереоусилитель, поэтому был изготовлен один канал усилителя.

Мне пришлось несколько видоизменить схему по причине отсутствия  древних транзисторов П702. Усилитель я собирал как опытный образец, поэтому исключил из схемы блок регулирования тембра и эмиттерный повторитель на транзисторе 2Т1. Оконечный усилитель собран по иной схеме ввиду  отсутствия, как уже указывалось, транзисторов П702.

С целью соответствия  схемы духу времени ( 70-е года прошлого столетия), решено было оконечный усилитель собрать полностью на германиевых транзисторах. В выходном каскаде применены мощные германиевые транзисторы П214. Напряжение питания выбрано минус 24 В.

Изготовленный мною лампово-транзисторный усилитель имеет следующие технические характеристики:

-выходная мощность на нагрузке  5 Ом-4 Вт;

-чувствительность –около 30 мВ;

-уровень шумов и фона при закороченном  входе- 20 мВ;

-частотная характеристика при неравномерности +/- 1 дБ- 50 Гц…18 кГц.

 

Принципиальная фактическая схема лампово-транзисторного усилителя:

Входной сигнал через конденсатор С1 поступает на сетку левого (по схеме) триода электронной лампы  VL1. В качестве VL1 использована лампа двойной триод типа 6Н23П. Данная лампа содержит в одном баллоне два идентичных триода.Применение электронной лампы во входном каскаде обеспечивает получение высокого входного сопротивления  усилителя при минимуме шумов.  Усиленный примерно в 4 раза сигнал снимается с анода лампы и через регулятор громкости R4 подается на сетку правого (по схеме) триода лампы VL1. Далее усиленный сигнал поступает на базу транзистора VT1, на котором собран эмиттерный повторитель. Суммарный коэффициент усиления по напряжению обоих триодов лампы  составляет около 16 ( по 4 на каждый каскад). Лампа работает при низком анодном напряжении-около 20 В. Накал лампы питается постоянным напряжением 6 В.  Для питания накала лампы VL1 применен интегральный стабилизатор типа 7906 (не путать с 7806) на напряжение 6 В, который предназначен для работы в цепях, где на общий провод подан плюс источника питания. Ток накала лампы составляет около 300 мА, поэтому интегральный стабилизатор необходимо установить на небольшой радиатор.

Разумеется, можно применить и питание накала ламп от соответствующей по напряжению обмотки силового трансформатора.

 

Эмиттерный повторитель на транзисторе VT1 служит для согласования высокого выходного сопротивления лампы VL1 с низким входным сопротивлением оконечного усилителя. Оконечный усилитель собран по традиционной схеме полностью на германиевых транзисторах. В выходном каскаде работают транзисторы типа П214, установленные на радиаторы:

Налаживание усилителя не составляет особого труда.

Режимы работы лампы и транзисторов указаны на схеме. Каскады предварительного усиления наладки не требуют и при исправной лампе работают сразу.

Подбором резистора R14 устанавливают на средней точке оконечного усилителя напряжение, равное половине напряжения питания-минус 12 В. Ток покоя (примерно 40 мА ) устанавливается подбором резистора R15.

Печатная плата изготовлена методом ЛУТ:

Расположение основных узлов на плате :

Поскольку этот усилитель собирался как экспериментальный прототип, регулятор усиления я разместил прямо на плате. В других случаях этот регулятор, конечно же, размещается на передней панели устройства.

Общий вид собранного лампово-транзисторного УНЧ:

Для получения большей выходной мощности можно вместо использованного мной оконечного усилителя  ( выделен на принципиальной схеме пунктирным прямоугольником) применить более мощный. Схем  подобных усилителей полно в интернете-здесь есть простор для творчества.

 

Этот лампово-транзисторный усилитель НЧ изготовлен был по просьбе моего товарища для озвучивания радиопередач в  гараже))).. Но он может быть применен и как внешний УНЧ для ноутбука, планшета и тому подобное. К нему можно даже подключить электрогитару, или создать на его основе комбоусилитель для электронных музыкальных инструментов.

Небольшое видео о работе этого лампово-транзисторного усилителя НЧ:

 

 

Лучшее соотношение цены и качества на 3 транзистора — Отличные предложения на 3 транзистора от мировых до 3 продавцов транзисторов

Отличные новости !!! Вы попали в нужное место для транзистора to 3. К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене.Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку этот транзистор, входящий в тройку лидеров, в кратчайшие сроки станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что купили транзистор to 3 на AliExpress. Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще сомневаетесь в выборе трех транзисторов и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов.Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококлассную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь. А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе.Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца. Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет. Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести to 3 transistor по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы. На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

на транзисторах! Руководство для учителей, урок 3


Транзисторы в вашей жизни: поиск транзисторов

Обзор

На этом уроке учащиеся ищут в школе устройства на основе транзисторов.Они используют результаты своих поисков, чтобы объяснить значение транзистора в своей жизни.

Цели

• Найти образцы транзисторов в школе

• Осознать количество и значение транзисторов в повседневной жизни

Фон

Транзистор — это крошечное устройство, которое либо включает и выключает электрический ток, либо усиливает электрический ток. Изначально транзисторы были маленькими цилиндрами, немного больше ластика для карандашей.За прошедшие годы ученым и инженерам удалось сделать транзисторы все мельче и мельче. С изобретением интегральной схемы или микрочипа, в котором тысячи или миллионы транзисторов размещены на куске кремния, транзисторы стали микроскопическими.

Транзисторы являются основным компонентом микрочипов, используемых в компьютерах. Компьютеры работают в двоичной системе, в которой используются только две цифры: 0 и 1. В компьютерном микрочипе транзисторы действуют как переключатели, пропуская ток, чтобы представить двоичную цифру 1, или отключая ее, чтобы представить 0.Всякая информация (слова, числа, изображения и т. Д.) Преобразуется в строки из единиц и нулей.

Сегодня многие бытовые приборы, включая телевизоры, видеомагнитофоны, стереосистемы, телефоны, холодильники, стиральные и сушильные машины, микроволновые печи, системы сигнализации и факсы, имеют встроенные микросхемы. Микросхемы позволяют устройствам обрабатывать большие объемы информации и предоставлять пользователю именно ту информацию, которая требуется, от определения имени и номера телефона звонящего до воспроизведения и воспроизведения припева из последней версии хип-хопа.

Транзисторы также используются в кардиостимуляторах, слуховых аппаратах, фотоаппаратах, калькуляторах и часах. Большинство этих устройств питаются от крошечных батарей. Большинство космических аппаратов также используют микрочипы и, следовательно, транзисторы. Транзистор — действительно «нервная клетка» информационной эпохи.

Привлечь

Чтобы представить важность изобретения транзистора, помогите учащимся представить себе его влияние на конструкцию компьютеров. Если возможно, покажите студентам электрическую лампу.Если вакуумная лампа недоступна, вы можете использовать 25-ваттную лампочку в качестве модели для вакуумной лампы. Укажите, что ENIAC (электронный числовой интегратор и компьютер), построенный в 1946 году и считающийся первым электронным компьютером современного поколения, использовал около 18 000 электронных ламп. Машине требовалось много энергии для работы, и она производила огромное количество тепла. (Оборудование для кондиционирования воздуха, необходимое для охлаждения ENIAC, было достаточным для охлаждения Эмпайр-стейт-билдинг.) Более того, ENIAC занимал очень много места — занимая более 150 квадратных метров площади и занимая 2 места.5 метров высотой. Позвольте учащимся измерить и подсчитать, сколько аудиторий потребуется, чтобы заполнить пространство, занимаемое ENIAC.

Если студенты еще не просматривали видео Transistorized! , показаны первые десять минут, в том числе Айра Флэтоу, описывающий вакуумную лампу и ее недостатки, и обсуждение видения Мервина Келли твердотельного усилителя.

Изучить

Подготовьте студентов к проекту, спросив: Где можно найти транзисторы? Где они наиболее распространены? Что вообще такого особенного в транзисторах? Объясните, что они смогут ответить на эти и другие вопросы в этом проекте, поскольку они будут искать транзисторы вокруг себя.

Оценить

После того, как команды обсудят и представят свои выводы, проведите в классе дискуссию о распространении транзисторов в нашей жизни. Как минимум, студенты должны уметь

• перечислить повседневные действия, которые отслеживаются или контролируются транзисторами.

• определяет приборы и устройства, которые используют транзисторы и которые сильно влияют на качество нашей жизни.

• предоставить доказательства в поддержку или опровержение утверждения о том, что транзистор является наиболее значительным изобретением 20 века.


УРОК 3 Деятельность

Что вы собираетесь делать

Вы собираетесь работать в группах, чтобы искать транзисторные устройства в своей школе. Затем вы воспользуетесь результатами поиска, чтобы объяснить, почему транзистор так важен.

Что вам понадобится

• справочные материалы по транзисторам и транзисторным устройствам, включая информацию из Transistorized! Веб-сайт : www.pbs.org/transistor

Как это сделать

1. В своей команде используйте справочные материалы, чтобы ознакомиться с широким спектром устройств, в которых используются транзисторы. Возможно, вы захотите составить список этих устройств, чтобы использовать их во время охоты.

2. Найдите в школе электронные устройства, использующие транзисторы. Перечислите устройства. Если вы найдете определенное устройство более чем в одном месте, отметьте каждое место в своем списке. Если вы не уверены, что в устройстве используются транзисторы, воспользуйтесь справочными материалами для проверки.Запишите все обнаруженные вами электрические устройства, которые НЕ используют транзисторы.

3. Обсудите свой список со своей командой. Сделайте трехколоночную диаграмму, как показано ниже. В первом столбце укажите пять устройств, которые, по мнению вашей команды, влияют на вас больше всего. Во втором столбце расскажите, почему каждое устройство важно для вашей жизни. В третьем столбце опишите, как ваша жизнь изменилась бы без каждого устройства.

4. Сравните и сопоставьте диаграмму вашей команды с диаграммами других команд.Какие устройства они идентифицировали, а вы нет? Что они сочли самым важным из того, что вы не нашли? При необходимости пересмотрите свой список, чтобы показать устройства, которые вы пропустили, или исключите устройства, не содержащие транзисторов.

Что вы узнали?

1. Какова ваша пятерка лучших устройств по сравнению с таковыми у ваших одноклассников? Какие устройства чаще всего определялись классом?

2. Объясните, почему транзистор считается самым значительным изобретением 20 века.

Попробуй!

  • Напишите эссе об электронном устройстве, которое больше всего изменило вашу жизнь.
  • Изучите размер современного индивидуального транзистора. Узнайте, как производится такой маленький объект и как с ним манипулируют.
  • Проведите «день без транзисторов». Откажитесь от как можно большего количества электронных устройств на один день. Затем обсудите, как ваша жизнь изменилась за эти 24 часа.
  • Насколько маленьким может стать транзистор? Есть ли предел? Изучите текущие исследования по этим вопросам и сообщите о своих выводах.
  • Работайте в группах над созданием электронного устройства, которое решит повседневную проблему.

Эти учебные материалы стали возможными благодаря гранту Lucent Technologies Foundation и могут быть продублированы для некоммерческого использования в образовательных целях.

Чтобы заказать видеосвязь, позвоните в PBS Learning Media по телефону 1-800-344-3337.


Авторские права 1999 г., ScienCentral, Inc. и Американский институт физики. Нет часть этого веб-сайта может быть воспроизведена без письменного разрешения. Все права защищены.

PPT — Лекция 3: Транзисторы Презентация PowerPoint, скачать бесплатно

  • Лекция 3: Транзисторы Введение в некоторые широко полезные концепции электротехники и вычислительной техники Введение в инженерную электронику К.А. Коннор

  • Обзор • Напряжение, ток • Закон Ома • Законы Кирхгофа для напряжения и тока • Эквивалентное сопротивление • Последовательные комбинации • Параллельные комбинации • Характеристики диода IV Введение в инженерная электроника KA Connor

  • Закон Ома Закон напряжения Кирхгофа Закон тока Кирхгофа Эквивалентный параллельный эквивалент Введение в инженерную электронику К. А. Коннор

  • Введение в инженерную электронику K.A. Коннор

  • Напряжение через REQ1 Введение в инженерное оборудование Электроника К.А. Коннор

  • Характеристика VI резистора • Резисторы подчиняются закону Ома • Напряжение пропорционально току • Напряжение в зависимости от тока — прямая линия Введение в инженерное дело Электроника KA Connor

  • Характеристика диода VI • Для идеального диода ток течет только в одну сторону • Настоящий диод близок к идеальному Идеальный диод Введение в инженерную электронику K.A. Коннор

  • Транзистор: комбинация 2 диодов Введение в инженерная электроника К. А. Коннор

  • Диоды • Ранее мы отмечали, что диоды действуют как откидные клапаны. Введение в инженерную электронику К. А. Коннор

  • Транзистор 2 PN перехода Введение в инженерную электронику KA Connor

  • MOSFET • При подаче напряжения затвора, превышающего пороговое напряжение, открывается канал между истоком и стоком • Это из отличной коллекции java-апплетов в SUNY Buffalo http: // jas.eng.buffalo.edu/ Введение в Engineering Electronics KA Connor

  • Введение в Engineering Electronics KA Connor

  • KVL Resistance R Параллельная комбинация двух равных резисторов R KCL Закон напряжения Кирхгофа R / 2 Voltage V делится на ток I Сумма всех токов в узле равна нулю Имя ________________ 2-минутный тест Соедините элементы слева с элементами справа I Раздел ________ Введение в инженерную электронику K.A. Connor

  • Модели транзисторов • 2 диода • Ток входит в одну клемму, управляется второй клеммой и выходит из третьей клеммы. Таким образом, он действует как клапан. • Клапаны могут быть полностью открытыми, полностью закрытыми или частично открытыми. Введение в Engineering Electronics KA Connor

  • Модели транзисторов Продолжение • Если управляющий сигнал изменяется со временем, общий ток, проходящий через транзистор, изменяется таким же образом , но с гораздо большей амплитудой Введение в инженерную электронику К.A. Коннор

  • Продолжение моделей транзисторов • Простая схемная модель транзистора Введение в инженерную электронику К. А. Коннор

  • Модели транзисторов продолжение • Транзистор как переключатель Введение в инженерную электронику KA Connor

  • 9000 Продолжение моделей • Транзистор как логический вентиль (инвертор) Введение в инженерную электронику KA Connor

  • Модели • Обычно существует много-много моделей инженерных устройств и систем • Модели различаются по сложности и сложности • Вы можете использовать модель что вы полностью понимаете или уверены, что применяете правильно • Используйте простейшую модель, которая содержит необходимую информацию Введение в Engineering Electronics K.A. Connor

  • Продолжение моделей • Для компонентов схемы обычно требуются более сложные модели при • высокой частоте • высокой мощности • высокой или низкой температуре • высоких уровнях излучения • небольшом размере Введение в инженерную электронику KA Connor

  • Модели: Logic Gates Введение в инженерную электронику KA Connor

  • Logic Gate: XOR (a) Вопрос: Какая обычная конфигурация домашнего коммутатора соответствует XOR? Введение в инженерную электронику К.А. Коннор

  • Модели: Черные ящики • Модели логических вентилей являются примерами черных ящиков • Внутренняя работа модели не представляет интереса • Существует четко определенная взаимосвязь между входом и выходом Введение в разработку Электроника KA Connor

  • Примеры черного ящика • Усилитель • Логический элемент XOR Gate Введение в инженерную электронику KA Connor

  • Clapper Circuit Введение в инженерную электронику K.A. Connor

  • Модели: черные ящики (продолжение). • Сигналы и системы Введение в инженерную электронику К. А. Коннор

  • Где вы увидите эту информацию дальше? • V, I, R, законы Кирхгофа, комбинирующие резисторы: ECSE-2010 Электрические схемы • Теория диодов и транзисторов и конструкция электроники: аналоговая электроника ECSE-2050, цифровая электроника ECSE-2060 и технология микроэлектроники ECSE-2210 • Логическая конструкция: ECSE -2610 Компьютерные компоненты и операции • Сигналы и модели «черного ящика»: ECSE-2410 Сигналы и системы Введение в инженерную электронику K.

  • Оставить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *