Алаңда. Транзисторлық күшейткіш: түрлері, сұлбалары, қарапайым және күрделі

«Сапа көрсеткіші» терминін енгізейік:

(20)

M мәнін күріштен түсінуге болады. 12, ол p-арнасының FET типтік беріліс сипаттамасын көрсетеді.

U C. және =0 нүктелеріндегі қисық еңісі S макс. Егер U z.i = 0 нүктесіндегі жанама абсцисса осімен қиылысқанша жалғастырылса, онда ол осы осьтегі U ots /M кесіндісін кесіп тастайды. Мұны көрсету оңай (20):

(21)

Демек, M өрістік транзистордың өту сипаттамасының сызықты еместігінің өлшемі болып табылады. Онда диффузиялық әдіспен өрістік транзисторларды жасауда М = 2 болатыны көрсетілген.

(21) өрнек арқылы I c0 токтың мәнін табыңыз:

Оның мәнін (19) орнына қойсақ, мынаны аламыз:

Егер (1) формулаға R i >> R n қойсақ, онда жалпы көзі бар тізбек үшін кернеудің өсуі

(23)

(23) өсімінің мәнін (22) өрнекке қойып, мынаны аламыз:

(24)

(24) қатынастан мынадай қорытынды жасауға болады: берілген қоректендіру кернеуінде кезеңнің күшейту коэффициенті өрістік транзистордың кесу кернеуіне кері пропорционал. Сонымен, диффузиялық әдіспен өндірілген далалық транзисторлар үшін M = 2 және U ot1 = 1,5 В (KP103E), U ots2 = 7 В (KP103M), қоректену кернеуі 12,6 В және U c = 7 В, күшейту коэффициенттері каскадтар сәйкесінше 7,5 және 1,6-ға тең. PT1 бар каскадтың күшейту коэффициенті одан да артады, егер жүктеме кедергісін арттыру арқылы R n, U s 1,6 В-қа дейін төмендейді. Бұл жағдайда тұрақты қоректендіру кернеуі E n, транзистордың төменгі кернеуі бар екенін атап өткен жөн. көлбеу жоғары өткізгіштігі бар транзисторға қарағанда (үлкен жүктеме кедергісіне байланысты) кернеудің жоғарылауын қамтамасыз ете алады.

Төмен жүктеме кедергісі Rn жағдайында үлкен күшейту (S арттыру арқылы) алу үшін жоғары кесу кернеуі бар өрістік транзисторларды қолданған жөн.

Төмен кесу кернеуі бар транзисторлар үшін ағызу тоғының температурамен өзгеруі жоғары кесу кернеуі бар транзисторларға қарағанда әлдеқайда аз, сондықтан жұмыс нүктесін тұрақтандыруға қойылатын талаптар төмен. Ағызу тоғының температуралық коэффицентін нөлге орнататын қақпаның қисаюларымен, төмен кесу кернеуі бар транзисторлар кесу кернеуі жоғары транзисторға қарағанда жоғары ағызу токына ие. Сонымен қатар, қақпаның ығысу кернеуінен (нөлде температура коэффициенті) екінші транзисторда көбірек болса, транзистор оның сипаттамаларының сызықты еместігі күштірек әсер ететін режимде жұмыс істейді.

Берілген қоректендіру кернеуі үшін төмен кесу кернеуі бар FETs көбірек алуға мүмкіндік береді динамикалық диапазон. Мысалы, қоректендіру кернеуі 15 В болған кезде 0,8 және 5 В кесу кернеуі және (18) қатынасы бойынша есептелген максималды жүктеме кедергісі бар екі транзистордан біріншісінің шығысында амплитудасының екі еселігін алуға болады. шығыс сигналы (E p және U ots арасындағы айырмашылық ретінде анықталады), 14,2 В тең, ал екіншісінде - тек 10 В. Егер E p азайса, күшейту айырмашылығы одан да айқын болады. Сонымен, егер қоректендіру кернеуі 5 В-қа дейін төмендетілсе, бірінші транзистордың шығыс кернеуінің екі еселенген амплитудасы 4,2 В болады, ал екінші транзисторды осы мақсаттарда пайдалану мүмкін емес.

КҮШЕЙТКІШТЕРДЕГІ СЫЗЫҚТЫ ЕМЕС БҰРМАЛУ

FET күшейткіштерінде пайда болатын сызықты емес бұрмалану мөлшері тізбектің көптеген параметрлерімен анықталады: қиғаштық, жұмыс кернеуі, жүктеме кедергісі, кіріс сигналының деңгейі және өрістік транзисторлардың сипаттамалары.

Ортақ көзі бар күшейткіштің кірісіне синусоидальді кернеу U 1 sinωt берілгенде, қақпа-көз тізбегіндегі жалпы кернеудің лездік мәнін жазуға болады.

U z.i \u003d E см + U 1 sinωt

мұндағы E см - қақпаға қолданылатын сыртқы қиғаштық кернеуі.

Дренаждық токтың ысырма кернеуіне (1) квадраттық тәуелділігін ескере отырып, i c лездік мәні мынаған тең болады:

(24а)

(24a) теңдеудегі жақшаларды кеңейте отырып, ағызу тогы үшін егжей-тегжейлі өрнек аламыз:

(24б) өрнектен шығыс сигналда тұрақты компонент және бірінші гармоникамен бірге кіріс сигнал жиілігінің екінші гармоникасы бар екенін көруге болады.

THD шығыс сигналындағы негізгі гармониканың RMS мәніне барлық гармоникалардың RMS мәнінің қатынасы ретінде анықталады. Осы анықтаманы пайдалана отырып, (24b) өрнектен (E см -U ots) I c0 арқылы өрнектейтін гармоникалық коэффициентті табамыз:

(24в)

(24c) өрнек тек шамамен нәтиже береді, өйткені FET-тің нақты ағын сипаттамалары (1) өрнекте сипатталғандардан ерекшеленеді.

Минималды сызықты емес бұрмалауға қол жеткізу үшін қажет:

Us мәнін сақтаңыз және шығыс сигналының максималды дифференциалында шарт орындалатындай үлкен.

U s.i ≥(1,5...3)U ots

Бұзуға жақын ысырма-дренаждық кернеулерде жұмыс істемеңіз;
- жүктеме кедергісі жеткілікті үлкен болуы керек.

Суретте. 16, c өрістік транзистор үлкен R n жұмыс істейтін схеманы көрсетеді, ол төмен бұрмалануды және жоғары күшейтуді қамтамасыз етеді. Мұнда жүктеме кедергісі ретінде екінші өрістік транзистор T2 қолданылады. Бұл схема E pit = 9 В кезінде шамамен 40 дБ кернеудің өсуін қамтамасыз етеді.

Ең аз бұрмалануды қамтамасыз ететін FET түрін таңдау кіріс сигналының деңгейіне, қоректендіру кернеуіне және қажетті өткізу қабілеттілігіне байланысты. Жоғары шығыс сигнал деңгейімен және айтарлықтай өткізу қабілеттілігімен үлкен U ots бар FET-тер қажет. Төмен кіріс сигнал деңгейінде немесе төмен қуат кернеуінде шағын U ots бар FET жақсырақ.

ТҰРАҚТАНДЫРУ

FET-дегі, сондай-ақ басқа да белсенді элементтердегі ULF ұлғаюы әртүрлі тұрақсыздандыратын факторлардың әсеріне ұшырайды, олардың әсерінен оның мәні өзгереді. Осындай факторлардың бірі - қоршаған орта температурасының өзгеруі. Бұл құбылыстармен күресу үшін негізінен биполярлы транзисторлық тізбектердегідей әдістер қолданылады: олар теріс пайдаланады. кері байланыстокта да, кернеуде де бір немесе бірнеше сатыларды қамтитын температураға тәуелді элементтер тізбекке енгізіледі.

p-n өтуі бар өрістік транзисторда температураның әсерінен кері ығысқан қақпа тогы экспоненциалды түрде өзгереді, ағызу тогы және көлбеу өзгереді.

I g қақпақ тогын өзгертудің күшейтуге әсерін ысырма тізбегіндегі R g резистордың кедергісін азайту арқылы әлсіретуге болады. Дренаждық токтың өзгеруінің әсерін азайту үшін, биполярлы транзисторларды пайдалану жағдайындағы сияқты, тұрақты токтың теріс кері байланысын қолдануға болады (13-сурет, а).

S көлбеу өзгерісінің күшейтуге әсерін азайтудың кейбір жолдарын толығырақ қарастырайық.

Әлсіз сигналды күшейту режимінде компенсацияланбаған FET кезеңінің күшейту коэффициенті температура көтерілген сайын төмендейді. Мысалы, суреттегі тізбектің күшейту коэффициенті. 13, a, 20° С температурада 13,5-ке тең, +60° С кезінде 12-ге дейін төмендейді. Бұл төмендеу, ең алдымен, өрістік транзистордың көлбеуіндегі температураның өзгеруіне байланысты. Ағызу тогы Ic, қақпадан көзге кернеу Uc.i және көзден ағызу кернеуі Uc.i сияқты ауытқу параметрлері бар тұрақты ток кері байланысына байланысты шамалы ғана өзгереді.

Күріш. 13. Күшейткіш тұрақтандырылған күшейткіш тізбектер.

а - компенсацияланбаған каскад; b - компенсацияланған пайда кезеңі; c - OOS бар компенсацияланған күшейту кезеңі; g – өтпелі сипаттама.

Қақпа мен көз арасындағы теріс кері байланыс тізбегіне бірнеше қарапайым диодтарды қосу арқылы (13, б-сурет) қосымша кезеңдерді енгізбей-ақ күшейткіштің күшейтуін тұрақтандыруға болады. Температура жоғарылаған сайын әрбір диодтың тікелей кернеуі төмендейді, бұл өз кезегінде U c.i кернеуінің төмендеуіне әкеледі.

Кернеудің нәтижесінде пайда болған өзгеріс жұмыс нүктесін S еңісі температураның өзгеруінің белгілі шегінде салыстырмалы түрде тұрақты болатындай етіп жылжытатыны тәжірибе жүзінде көрсетілген (сурет 13, г). Мысалы, күріштегі схемаға сәйкес күшейткіштің күшейту коэффициенті. 13, b, 11-ге тең, 20-60 ° C температура диапазонында өз мәнін іс жүзінде сақтайды (K және тек 1% өзгереді).

Қақпа мен көз арасындағы теріс кері байланысты енгізу (13-сурет, в) пайданы азайтады, бірақ жақсы тұрақтылықты қамтамасыз етеді. Күшейткіштің күшеюі күріш схемасы бойынша. 13c, 9-ға тең, температура 20-дан 60°-қа дейін өзгергенде іс жүзінде өзгермейді.

Жұмыс нүктесін және диодтардың санын мұқият таңдау арқылы күшейтуді 100 ° C диапазонында 1% дәлдікпен тұрақтандыруға болады.

КҮШЕЙТКІЗГІШТЕРДІҢ ЖИІЛІКТІК ҚАСИЕТТЕРІНЕ ФЕТТІҢ КІРІС СЫЙЫМДЫЛЫҒЫНЫҢ ӘСЕРІН АЗАЙТУ

Суретте көрсетілген бастапқы ізбасар үшін. 11, а, оның айтуынша эквивалентті тізбек(11, б-сурет) кіріс тізбегінің уақыт константасын практикалық есептеулер үшін жеткілікті дәлдікпен төмендегідей анықтауға болады:

τ in \u003d R g [C g + C s.s + C s.i (1 - K және)], (25)

мұндағы R g және C g сигнал көзінің параметрлері.

(25) өрнектен кіріс тізбегінің уақытша константасы С з.с және С з.и сыйымдылықтарына тура пропорционалды, ал NFB әсерінен Сз.и сыйымдылығы (-ға кемігенін) көруге болады. 1-K u) рет.

Дегенмен, кәдімгі көздің ізбасары тізбегінде бірлікке жақын (C d.i сыйымдылығының әсерін жою үшін) кернеудің күшеюін алу өрістік транзистордың төмен бұзылу кернеуімен байланысты қиындықтарға толы. Осылайша, максималды төгу тогы I c0 \u003d 0,5 мА, максималды еңісі 0,7 мА / В болатын далалық транзистор KP102E 0,98 кернеуді алу үшін R n \u003d 65 кедергісін пайдалану қажет. кОм. I c0 \u003d 0,5 мА кезінде R n кедергісіндегі кернеудің төмендеуі шамамен 32,5 В болады, ал қоректену кернеуі кем дегенде осы кернеуден U ots мәні бойынша үлкен болуы керек, яғни E p \u003d 35 В.

Бірлікке жақын күшейтуді алу үшін жоғары қоректену кернеуін пайдалану қажеттілігін болдырмау үшін тәжірибеде өрістік және биполярлы транзисторларға негізделген біріктірілген бақыланатын тізбектер жиі қолданылады.

Суретте. 14, а онда қолданылатын транзисторлардың түріне қарай да, олардың қосылу схемасы бойынша да біріктірілген схеманы көрсетеді, ол бақылау қосылымы бар көз ізбасары деп аталады. Т1 өрістік транзистордың дренажы биполярлы транзистор T2 негізіне қосылады, оның коллекторынан сигнал кіріс сигналымен антифазада өрістік транзистордың бастапқы терминалына беріледі. R5 және R6 резисторларын таңдау арқылы кіріс кернеуіне тең көзде сигнал кернеуін алуға болады, осылайша C z.i сыйымдылығының әсерін жояды.

Қақпа тізбегінде орнатылған R1 резисторы үлкен С2 конденсаторы арқылы T1 транзисторының көзіне қосылған. Ауыстыру тізбегіндегі тиімді кедергі R 1 резистордың кедергісі және кері байланыс коэффициентімен анықталады, осылайша

(35)

мұндағы U және - Т1 транзисторының көзіндегі сигнал амплитудасы.

Күріш. 14. Кіріс сыйымдылығы төмендетілген күшейткіш тізбектер.

a - бақылау қосылымы бар бастапқы ізбасар; b - төмендетілген сыйымдылықпен C z.s; c - динамикалық жүктемесі бар көз ізбасары.

T2 биполярлы транзисторының β-ның үлкен мәндері үшін тізбектің күшейту коэффициентін шамамен келесі өрнекпен бағалауға болады:

(36)

Егер күшейткіш төмен жиілікте жұмыс істеуге арналған болса, онда R6 резисторын C3 конденсаторымен шунттауға болады (14-суретте а нүктелі сызықпен көрсетілген); бұл жағдайда жоғарғы жиілік шегі өрнекпен анықталады

(37)

Жоғарыда көз ізбасарынан бірлікке жақын күшейтуді алу арқылы күшейткіштің жиілік сипаттамасына қақпа-көз сыйымдылығының C z.i әсерін азайту әдісі қарастырылды. C s сыйымдылығының әсері өзгеріссіз қалды.

Күшейткіштердің жиілік реакциясын одан әрі жақсартуға тізбектің кіріс тізбегіндегі статикалық қақпа-дренаждық сыйымдылықты азайту арқылы қол жеткізуге болады.

Қақпа мен дренаж арасындағы сыйымдылықтың әсерін азайту үшін Cd сыйымдылығының әсерін азайту үшін жоғарыда сипатталғанға ұқсас әдісті қолдануға болады, яғни сыйымдылықтағы сигнал кернеуін азайту. Суретте көрсетілген схемада. 14, b, C s сыйымдылығының әсері соншалықты азаяды, бұл каскадтың кіріс сыйымдылығы тізбектегі бөліктердің орналасуымен және қондырғының сыйымдылығымен толығымен дерлік анықталады.

T1 транзисторындағы бірінші саты ағызу тізбегінде шағын жүктемеге ие және көзден алынған сигнал үшін көз ізбасары болып табылады. Шығу сигналы биполярлы транзистордың көмегімен жалпы коллекторлық сатыға беріледі.

С z.s сыйымдылықтың әсерін азайту үшін шығыс сатысынан сигнал (эмиттер ізбасары) С2 конденсаторы арқылы кіріс сигналымен фазада Т1 транзисторының ағызуына беріледі. Компенсациялық әсерді арттыру үшін бірінші кезеңнің өткізу коэффициентін арттыру бойынша шаралар қабылдау қажет. Бұған эмитент ізбасарынан R3 ығысу резисторына сигналды қолдану арқылы қол жеткізіледі. Нәтижесінде су төгетін құбырға берілетін кернеу жоғарылайды, ал теріс кері байланыс тиімдірек болады. Сонымен қатар, бірінші кезеңнің өткізу коэффициентінің жоғарылауы С z.i сыйымдылығының әсерін одан әрі төмендетеді.

Егер сіз қақпаның сыйымдылығын азайту үшін аталған әдістерді қолданбасаңыз, онда кіріс сыйымдылығы әдетте айтарлықтай маңызды (KP103 транзисторы үшін бұл 20-25 пФ). Нәтижесінде кіріс сыйымдылығын 0,4-1 пФ дейін төмендетуге болады.

Динамикалық жүктемесі бар көз ізбасары (Ю. И. Глушков пен В. Н. Семеновтың материалдары бойынша) дренажға кейінгі кері байланыспен жабылған, күріште көрсетілген. 14, б. Мұндай сұлбаның көмегімен өрістік транзистордың μ статикалық күшейту күшінің көз ізбасарының берілу коэффициентіне әсерін жоюға, сонымен қатар С z.s сыйымдылықты азайтуға болады. Т2 транзисторы Т1 өрістік транзисторының бастапқы тізбегіндегі токты орнатып, тұрақты ток генераторы ретінде әрекет етеді. Т3 транзисторы өрістік транзистордың ағызу тізбегіндегі динамикалық жүктеме, бірақ айнымалы ток. Дереккөз ізбасарларының параметрлері:

ЭКОНОМИКАЛЫҚ ULF

Әзірлеуші ​​кейде төмен вольтты қуат көзінен жұмыс істейтін үнемді төмен жиілікті күшейткіштерді жасау міндетіне тап болады. Мұндай күшейткіштерде төмен кесу кернеуі U ots және қанықтыру тогы I с0 өрістік транзисторларды қолдануға болады; бұл схемалар түтік және биполярлы транзисторлық тізбектерге қарағанда сөзсіз артықшылықтарға ие.

Экономикалық өрістік транзисторлық күшейткіштердегі жұмыс нүктесін таңдау қуаттың минималды шығынын алу шарты негізінде анықталады. Бұл үшін ығысу кернеуі U c.i дерлік кесу кернеуіне тең таңдалады, ал ағызу тогы нөлге ұмтылады. Бұл режим транзистордың минималды жылытуын қамтамасыз етеді, бұл төмен ағып кету ағындарына және жоғары кіріс кедергісіне әкеледі. Төмен ағызу токтарында қажетті күшейтуге жүктеме кедергісін арттыру арқылы қол жеткізіледі.

Үнемді төмен жиілікті күшейткіштерде каскадты схема суретте көрсетілген. 10б. Бұл тізбекте температураның ауытқуы мен параметрдің таралуының әсерінен режимді тұрақтандыратын теріс ток кері байланысын тудыратын көз тізбегіндегі қарсылық бойынша ығысу кернеуі қалыптасады.

Суретке сәйкес жасалған үнемді ULF каскадтарын есептеудің келесі тәртібін ұсына аламыз. 10б.

1. Минималды қуат шығынын алу шартына сүйене отырып, төмен кесу кернеуі U от және қанықтыру тогы I с0 болатын өрістік транзисторды таңдаймыз.
2. Ток I с үшін өрістік транзистордың жұмыс нүктесін таңдаймыз (бірліктер – ондаған микроампер).
3. Кесілген кернеуге жақын ығысу кернеуінде ағызу тогын шамамен өрнек арқылы анықтауға болатынын ескере отырып

Rc ≈ U ots /R және (38)

көз тізбегіндегі кедергі

R және ≈ U ots / I және (39)

4. Қажетті күшейтудің негізінде R n табамыз. Күшейту коэффициентінен бастап

(40)

содан кейін дифференциалды кедергінің R i дренаждық көзінің маневрлік әрекетін елемей және (40) ағынды ток үшін өрнекті дифференциалдау арқылы алынған оның мәнін S орнына ауыстырып, аламыз:

(41)

Соңғы өрнектен біз қажетті жүктеме кедергісін табамыз:

(42)

Бұл жерде күшейткішті есептеу аяқталады және реттеу процесінде R n және R резисторларының мәндері ғана көрсетіледі.

Суретте. 15 сыйымдылық сенсорынан (мысалы, пьезокерамикалық гидрофоннан) жұмыс істейтін үнемді төмен жиілікті күшейткіштің практикалық диаграммасын көрсетеді.

Екі T2 және T3 транзисторларынан тұратын шығыс күшейткіштің төмен ығысу тоғының арқасында барлық алдын ала күшейткіштің қуат диссипациясы 13 мкВт құрайды. Алдын ала күшейткіш 1,35 В қоректену кернеуінде 10 мкА ток тартады.

Күріш. 15. Экономикалық күшейткіштің принципиалды сұлбасы.

Алдын ала күшейткіштің кіріс кедергісі R1 резисторының кедергісі арқылы анықталады. Іс жүзінде өрістік транзистордың кіріс кедергісін елемеуге болады, өйткені ол R1 резисторының кедергісінен үлкен шама реті.

Шағын сигнал режимінде алдын ала күшейткіштің алдыңғы шеті жалпы көз тізбегіне баламалы, ал ығысу тізбектері көз ізбасары тізбегіне ұқсас.

Бұл тізбекте қолданылатын өрістік транзистордың U c.i = 0 қақпалық кернеуінде шағын кесу кернеуі Uots және аз ағызу ток I c0 болуы керек.

Т1 өрістік транзистор арнасының өткізгіштігі ағызу тоғына байланысты, ал соңғысы шамалы болғандықтан өткізгіштігі де аз. Демек, жалпы көз тізбегінің шығыс кедергісі R2 кедергісі арқылы анықталады. Күшейткіштің шығыс кедергісі 4 кОм сәйкес кернеудің күшеюі 5 (14 дБ) құрайды.

ДИНАМИЯЛЫҚ ЖҮКТЕМЕЛЕР БАР ULF каскадтары

Өрістік транзисторлар динамикалық жүктемемен төмен жиілікті күшейткіш тізбектерді іске асыруды жеңілдетеді. Тұрақты жүктеме кедергісі бар реостатты күшейту сатысымен салыстырғанда, динамикалық жүктемесі бар күшейткіш кернеудің жоғарылауына ие.

Динамикалық жүктемесі бар күшейткіштің схемалық диаграммасы күріш. 16, а.

Т1 өрістік транзистордың ағызу жүктемесінің динамикалық кедергісі ретінде белсенді элемент - өрістік транзистор T2 пайдаланылады, оның ішкі кедергісі Т1 транзисторының ағызу кезіндегі сигнал амплитудасына байланысты. Т1 транзисторы ортақ көз тізбегіне сәйкес қосылады, ал T2 жалпы төгу тізбегіне сәйкес қосылады. Тұрақты ток үшін екі транзистор да тізбектей қосылған.

Күріш. 16. Динамикалық жүктемесі бар күшейткіштердің принциптік сұлбалары.

a - екі PT бойынша; b - ПТ және биполярлы транзисторда; c - бөлшектердің ең аз санымен.

U кіріс сигналы T1 өрістік транзистордың қақпасына қолданылады және T2 транзисторының көзінен жойылады.

Күшейту сатысы (16, а-сурет) көп сатылы күшейткіштерді салу кезінде үлгі бола алады. KP103Zh типті өрістік транзисторларды пайдаланған кезде каскад келесі параметрлерге ие:

Айта кету керек, төмен кесу кернеуі бар өрістік транзисторларды пайдаланған кезде, жоғары кесу кернеуі бар өрістік транзисторларды пайдаланғанға қарағанда, жоғары кернеуді алуға болады. Бұл төмен кесу кернеуі бар ФЭТ-тің ішкі (динамикалық) кедергісі жоғары кесу кернеуі бар FET-ке қарағанда үлкен болуымен түсіндіріледі.

Кәдімгі биполярлы транзисторды динамикалық кедергі ретінде де пайдалануға болады. Бұл жағдайда кернеудің жоғарылауы динамикалық жүктемеде өрістік транзисторды пайдаланған кездегіден де сәл жоғары болады (үлкен R i арқасында). Бірақ бұл жағдайда динамикалық жүктемесі бар күшейту сатысын құру үшін қажетті бөліктердің саны артады. Мұндай каскадтың принципиалды диаграммасы суретте көрсетілген. 16b және оның параметрлері күріште көрсетілген алдыңғы күшейткіштің параметрлеріне жақын. 16, а.

Төмен қоректену кернеуі бар төмен шулы ULF-де жоғары күшейтуді алу үшін динамикалық жүктемесі бар күшейткіштерді пайдалану керек.

Суретте. 16c динамикалық жүктелген күшейткіш сатысын көрсетеді, ол бөліктердің санын минимумға дейін азайтады, бұл схема төмен шу деңгейлерінде 40дБ-ге дейін күшейтуді қамтамасыз етеді. Бұл тізбек үшін кернеудің жоғарылауын былай көрсетуге болады

(43)

мұндағы S max1 – Т1 транзисторының еңісі; R i1 , R i2 - сәйкесінше T1 және T2 транзисторларының динамикалық кедергісі.

МИКРОСХЕМАЛАРДАҒЫ ULF

K2UE841 микросұлбасы біздің салада игерілген алғашқы сызықтық микросұлбалардың бірі болып табылады. Бұл өрістік транзисторларда жинақталған терең теріс кері байланысы бар екі сатылы күшейткіш. Осы типтегі микросұлбалар сезімтал кең жолақты күшейткіштердің кіріс кезеңдері ретінде, кабель арқылы сигналдарды беру кезінде қашықтағы сатылар ретінде, белсенді сүзгі тізбектерінде және жоғары кіріс пен төмен шығыс кедергісін және тұрақты өткізу коэффициентін қажет ететін басқа схемаларда кеңінен қолданылады.

Мұндай күшейткіштің схемасы күріш. 17a; микросұлбаны қосу жолдары - күріш. 17, b, c, d.

R3 резисторы шығыс транзисторын шығыста қысқа тұйықталу кезінде шамадан тыс жүктемелерден қорғау үшін тізбекке енгізіледі. Кері байланыстың шамалы төмендеуі (17-суретте, R os-та нүктелі сызықпен көрсетілген) бір немесе одан да көпке тең өткізу коэффициентін алуға болады.

Қайталауыштардың кіріс кедергісін айтарлықтай арттыруға болады (10-100 есе), егер кері байланыс вентиль тізбегіне С конденсаторы арқылы қамтамасыз етілсе (17, в-суретте нүктелі сызықпен көрсетілген). Бұл жағдайда ізбасардың кіріс кедергісі шамамен тең:

R в \u003d R s / (1-K және),

мұндағы K және - қайталағыштың берілу коэффициенті.

Негізгі электрлік, қайталағыш параметрлері мыналар:

Өнеркәсіп К226 сериялы гибридті пленкалы микросұлбаларды шығаруды игерді, олар кірісте өрістік транзисторы бар төмен шуылды төмен жиілікті күшейткіштер болып табылады. Олардың негізгі мақсаты жоғары вольтты сенсорлардан әлсіз айнымалы ток сигналдарын күшейту болып табылады. ішкі қарсылық.

Күріш. 17. K24E841 чипі.

а - схемалық диаграмма; b - бір қуат көзінің кернеуі 12,6 В тізбегі; c - кернеуі + -6,3 В болатын екі қоректендіру көзі бар тізбек; d - кернеуі -6,3 В болатын бір қуат көзі бар тізбек.

Микросұлбалар гибридті-пленка технологиясын пайдалана отырып, өрістік және биполярлы пакетсіз транзисторларды пайдалана отырып, шыны керамикалық субстратта жасалған.

Төмен жиілікті күшейткіштердің микросұлбалары күшейту және шу деңгейі бойынша топтарға бөлінеді (1-кесте). Сыртқы түріжәне жалпы өлшемдері күріште көрсетілген. он сегіз.

Негізгі электр тізбектерікүшейткіштер суретте көрсетілген. 19, a, b және 20, a, b және олардың коммутациялық тізбектері күріш. 21, а, г. Микросұлбаларды 1-суреттегі схемаларға сәйкес қосу кезінде. 21, a және c, күшейткіштердің кіріс кедергісі R i сыртқы резистордың кедергісіне тең. Кіріс кедергісін арттыру үшін (30 МΩ дейін немесе одан да көп) суреттегі тізбектерді пайдалану қажет. 21.6, г.

1-кесте

Күріш. 18. K2US261-K2US265 микросұлбаларының сыртқы түрі және габариттік өлшемдері.

K2US261 және K2US262 микросұлбаларының негізгі электрлік параметрлері:

Күріш. 19. Күшейткіштердің принциптік сұлбалары.

a - K2US261; b - K2US262.

Күріш. 20. Күшейткіштердің принципиалды сұлбалары.

a - K2US263; b - K2US264 (KD910B түрінің барлық диодтары).

K2US263 және K2US264 микросұлбаларының негізгі электрлік параметрлері:

Күріш. 21. Күшейткіштің коммутациялық сұлбалары.

Микросұлбаларды қолдану бойынша ұсыныстар.Кіріс тізбегінің жеткілікті үлкен уақыт константасы төмен жиілікті аймақта 0,7 В деңгейіндегі жиілікке тәуелділік және кесу жиілігі теріс кері байланыс сүзгісінің сыртқы конденсаторы С2 және кері байланыс тізбегінің кедергісі R os арқылы анықталады. қатынастарына сәйкес:

K2US261, K2US262 микросұлбаларының кірісіндегі ең жоғары кернеулер оң полярлық үшін 1 В-тан және теріс үшін 3 В-тан аспауы керек; K2US263, K.2US264 микросұлбаларының кірісінде - оң полярлық үшін 2 В артық емес және теріс үшін 1 В артық емес.

-60-тан +70°C-қа дейінгі жұмыс температурасының диапазонында кіріс тогы үшін ағып кету кедергісі R1 3 МΩ аспауы керек. Төменгі максималды температуралар диапазонында немесе шығыс кернеуінің мәніне төмендетілген талаптарда, сатының кіріс кедергісін арттыру үшін R1 резисторының кедергісін арттыруға болады.

Кіріс айыру конденсаторының C1 ағып кету тогы 0,06 мкА аспауы керек.

Максималды шығыс кернеуін сақтау үшін жұмыс температурасының диапазонында C2 конденсаторының ағып кету тогы 20 мкА аспауы керек. Бұл талапты сыйымдылығы 470 мкФ болатын K52-1A конденсаторы қанағаттандырады, оның ағып кету тогы осы кернеулерде 10 мкА аспайды.

ДЕРІС ТРАНЗИСТОРЛАРЫНДАҒЫ ТӨМЕН ЖИІЛІКТІ КҮШЕЙТКІШТЕРДІҢ ПРАКТИКАЛЫҚ СҰХБАСЫ

Өрістік транзисторлар әдетте биполярлы транзисторлармен бірге күшейткіштерде қолданылады, бірақ олар көп сатылы RC-байланысқан дыбыс күшейткіштерінде белсенді құрылғылар ретінде де пайдаланылуы мүмкін. Суретте. 22 RC күшейткіш тізбегінде өріс эффектісі транзисторларын пайдалану мысалын көрсетеді. Жазу үшін осы күшейткіштің тізбегі пайдаланылды дыбыс сигналдарытеңіздер. Күшейткіш кірісіне сигнал G пьезокерамикалық гидрофоннан алынды және күшейткіш жүктемесі ретінде ұзындығы 500 м болатын KVD4x1,5 типті кабель қызмет етті.

Күшейткіштің кіріс сатысы ең аз шу көрсеткіші бар КП103Ж типті өрістік транзисторда орындалады. Дәл осы мақсатта (шуды азайту) алғашқы екі кезең D1R8 параметрлік тұрақтандырғыш көмегімен алынған төмендетілген кернеумен беріледі. Осы шаралардың арқасында 4 Гц-20 кГц жиілік диапазонындағы кіріске жеткізілген шу деңгейі 1,5-2 мкВ болды.

Жоғары жиілік аймағында күшейткіштің жиілік реакциясын түзету үшін сәйкес түзету конденсаторларын R6 және R10 резисторларымен параллель қосуға болады.

Күшейткіштің жоғары шығыс кедергісін төмен кедергісі бар жүктемемен (кабельмен) сәйкестендіру үшін Т4, Т5 транзисторларындағы кернеу ізбасары қолданылады, ол тікелей қосылымы бар екі сатылы күшейткіш болып табылады. R11, R12 қиғаш резисторларының маневрлік әсерін жою үшін R13, C6 тізбегі арқылы айнымалы токқа оң кері байланыс енгізіледі. Мұндай қайталағыштың шығыс кедергісінің есептік мәні 10 Ом құрайды.

Күшейткіштің өнімділігі мен күшеюін тексеру үшін схемаға сәйкес жиналған калибрлеу генераторы қолданылады. симметриялық мультивибратор. Калибрлеу генераторы D808 типті D2-D5 стабилді диодтар көмегімен амплитудада тұрақтандырылған 85 Гц жиіліктегі тікбұрышты импульстарды шығарады, олар калибратор қосылған кезде гидрофон арқылы күшейткіштің кірісіне беріледі. R16, R17 резисторларындағы кернеу бөлгішті пайдаланып, импульс амплитудасы 1 мВ-қа орнатылды.

Күшейткіш тізбегінің қарапайымдылығына қарамастан, қоршаған ортаның температурасы 0-40 ° C диапазонында өзгергенде күшейту аздап өзгереді (шамамен 2%), ал бөлме температурасында 20 ° C күшейту 150 болды.

Күріш. 22. Гидроакустикалық күшейткіштің схемасы.

Егер өрістік транзистордағы бірінші кезеңнің шығыс кедергісін келесі кезеңдерде қарапайым биполярлы транзисторларды пайдалану мүмкін болатындай етіп азайтуға болатын болса, онда одан әрі күшейту үшін өрістік транзисторларды пайдалану үнемді емес. Бұл жағдайларда өрісті және биполярлы транзисторларды пайдаланатын күшейткіштер қолданылады.

Суретте. 23 өрістік және биполярлы транзисторлар негізіндегі төмен жиілікті күшейткіштің принциптік схемасын көрсетеді, оның параметрлері өрістік транзисторлар негізіндегі үш сатылы RC күшейткішіне жақын параметрлері бар (22-сурет). Сонымен, күшейту 150-ге тең, 20 Гц-тен 100 кГц-ке дейін 0,7 деңгейінде жиілік реакциясы, R n \u003d 3 кОм кезінде максималды шығыс бұрмаланбаған сигналдың мәні 2 В құрайды.

Өріс транзисторы T1 (23-сурет) жалпы көзі бар схемаға сәйкес, ал биполярлы транзистор - ортақ эмитенті бар схемаға сәйкес қосылады. Жұмысты тұрақтандыру үшін күшейткіш тұрақты ток кері байланысымен жабылады.

Суретте. 24-те В.Н.Семенов пен В.Г.Федорин әзірлеген, кіріс кедергісі жоғары көздерден әлсіз сигналдарды күшейтуге арналған, тікелей қосылымдары бар төмен жиілікті күшейткіш тізбегі көрсетілген. Күшейткіште оқшаулау конденсаторлары жоқ, сондықтан оның өлшемдері аз болуы мүмкін.

Күшейткіштің параметрлері келесідей:

Схема 100% тұрақты ток кері байланысы бар DCF; осының арқасында режимдердің ең аз ауытқуы мен тұрақтылығына қол жеткізіледі. Тұрақты токтың кері байланысы төмен жиілікті сүзгі арқылы енгізіледі, сондықтан күшейткіштің төменгі кесу жиілігі осы сүзгінің параметрлерімен анықталады.

Күшейтуді тұрақтандыру үшін тереңдігі шамамен 20 дБ болатын сигнал жиілігінде теріс кері байланыс қолданылады. Пайда кері байланыстың тереңдігіне байланысты.

Күріш. 23. Принципті ULF схемасыөрістік және биполярлы транзисторлар.

Күріш. 24. Тікелей қосылыстары бар ULF схемасы.

Кері байланысты пайдалану күшейткішті қоректену кернеуінің өзгеруіне және транзисторлардың және R10 және R11-ден басқа барлық бөліктердің параметрлерінің таралуына сыни емес етеді. Тізбектің ерекшеліктеріне Т3 және Т4 транзисторларының U k.e тең U b.e кернеулерімен жұмыс істеуі жатады.

Күшейткіштің жоғары кіріс кедергісіне өрістік транзисторларды қолдану арқылы қол жеткізіледі. Төменгі жиілікте ол R1 резисторының кедергісі, жоғары жиілікте тізбектің кіріс сыйымдылығымен анықталады.

А.Г. Милехин

Әдебиет:

1. Өрістік транзисторлар. Физика, технология және қолдану. Пер. ағылшын тілінен. ред. Майорова А. М., «Совет радиосы», 1971 ж.
2. Севин Л. Өрістік транзисторлар. М., «Совет радиосы», 1968 ж.
3. Malin VV‚ Sonin MS Өрістік транзисторлардың параметрлері мен қасиеттері. М., «Энергия», 1967 ж.
4. Шервин В. Өрістік транзисторлық күшейткіштердегі бұрмалану себептері. - «Электроника», 1966, No25.
5. Downes R. Экономикалық алдын ала күшейткіш. «Электроника», 1972, No5.
6. Холцман Н. Операциялық күшейткіштің көмегімен шығарындыларды жою. «Электроника», 1971 ж., No3.
7. Гозлинг В. Өрістік транзисторларды қолдану. М., «Энергия». 1970.
8. Суық. Өрістік транзистордың күшейту коэффициентін температураны тұрақтандыру үшін диодтарды қолдану – «Электроника», 1971 ж., No12.
9. Гальперин М.В., Злобин Ю.В., Павлейко В.А. Транзисторлық тұрақты ток күшейткіштері. М., «Энергия», 1972 ж.
10. Техникалық каталог. «Жаңа құрылғылар. Өрістік транзисторлар. гибридті интегралдық схемалар. Ред. «Электроника» Орталық ғылыми-зерттеу институты, 74.
11. Топчилов Н.А. Жоғары кедергісі бар гибридті сызықтық микросұлбалар - Электрондық индустрия, 1973, № 9.

Не екенін аз адамдар біледі mosfet, бірақ бәрі дерлік оның өте жақсы екенін естіді. Алдымен осы сөзге тоқталайық. MOSFET- үшін ағылшын аббревиатурасы металл-оксидті-жартылайөткізгіш өріс эффектісі транзисторы. Оның құрылымы кремний диоксиді (SiO2) қабатымен бөлінген металл мен жартылай өткізгіштен тұрады. Жалпы жағдайда құрылымды MIS (металл-диэлектрик-жартылай өткізгіш) деп атайды.

Мұндай құрылымдарға негізделген транзисторлар, биполярлылардан айырмашылығы, токпен емес, кернеумен басқарылады және оларды бірполярлы транзисторлар деп атайды, өйткені олардың жұмысы тек бір типті заряд тасымалдаушылардың болуын талап етеді. Температураның жоғары тұрақтылығы, төмен басқару қуаты, бұзылуға төмен бейімділік, өздігінен шектелетін ағынды ток, коммутация режиміндегі жоғары жылдамдық, төмен шу деңгейі - бұл MOSFET өрістік транзисторларының радиотүтіктерге және биполярлы транзисторларға қарағанда негізгі артықшылықтары.

Жоғары дәлдіктегі аудио энтузиастардың көпшілігі MOSFET күшейткішті өте жоғары бағалайды жоғары деңгей, түтік тәрізді дерлік, өйткені кәдімгі биполярлы транзисторлық күшейткіштермен салыстырғанда олар жұмсақ дыбыс шығарады, аз бұрмалау жасайды және шамадан тыс жүктемеге төзімді. MOSFET-тер демпферлік коэффициентте де, төмен және де классикалық түтік күшейткіштерінен асып түседі жоғары жиіліктер. Мұндай күшейткіштердің кесу жиілігі биполярлы транзисторлы күшейткішке қарағанда әлдеқайда жоғары, бұл дыбысқа жағымды әсер етеді.

Power MOSFET-тер биполярлы транзисторларға қарағанда негізгі параметрлердің аз таралуына ие, бұл олардың параллель қосылуын жеңілдетеді және қуат күшейткішінің жалпы шығыс кедергісін азайтады.

Қарапайым MOSFET күшейткішінің схемасы

Күшейткіш параметрлері

• Шығу қуаты (RMS): 140 Вт 8 Ом, 200 Вт 4 Ом.
• Жиілік реакциясы: 20Гц - 80кГц -1дБ.
• Кіріс сезімталдығы: 800 мВ 200 Вт 4 Омға.
• Бұрмалау:<0.1% (20 Гц - 20 кГц).
• Сигналдан шуылға қатынасы: >102дБ салмақсыз, 105дБ (200Вт 4 Омға дейінгі A-салмағы).

Суретте шығу сатысында осы типтегі өрістік транзисторларды қолданатын қарапайым UMZCH бірінің диаграммасы көрсетілген. Оның қуаты 200 ваттқа жетеді! Бұл MOSFET қуат күшейткіші қуатты жанды гитара немесе үй кинотеатры сияқты көптеген мақсаттарға жарамды. Күшейткіш жақсы жиілік диапазонына ие - 1 дБ 20 Гц-тен 80 кГц-ке дейін. Толық қуатта бұрмалау коэффициенті 0,1%-дан аз, ал сигнал-шу қатынасы -100 дБ-ден жақсы. Алдын ала күшейткіш сатысында операциялық күшейткішті қолдану арқылы одан әрі оңайлатуға болады.

ULF-тің бүкіл құрылымы шағын алюминий корпусында орналасқан. Схема 250 ватт тороидальды трансформаторы бар қарапайым биполярлы түзеткішпен қоректенеді. Фотосуретте моноблок, яғни бір арналы күшейткіш көрсетілгенін ескеріңіз, өйткені ол электрлік гитара үшін жиналған.

Радиатор қара анодталған алюминий профилінен жасалған. Корпустың ұзындығы 300 мм және артқы жағында 80 мм салқындатқыш желдеткішпен жабдықталған. Желдеткіш үнемі жұмыс істейді, сондықтан радиатор максималды қуатта (немесе қоршаған орта температурасынан сәл жоғары болса да) әрқашан салқын болады.

Ең қарапайым транзисторлық күшейткіш құрылғылардың қасиеттерін зерттеу үшін жақсы құрал бола алады. Схемалар мен конструкциялар өте қарапайым, сіз құрылғыны өз бетіңізше жасай аласыз және оның жұмысын тексере аласыз, барлық параметрлерді өлшей аласыз. Заманауи өрістік транзисторлардың арқасында үш элементтен шағын микрофон күшейткішін жасауға болады. Ал дыбыс жазу параметрлерін жақсарту үшін оны дербес компьютерге қосыңыз. Әңгімелесу кезінде әңгімелесушілер сіздің сөзіңізді әлдеқайда жақсы және анық естиді.

Жиілік сипаттамалары

Төмен (дыбыс) жиілікті күшейткіштер барлық дерлік тұрмыстық техникада бар - музыка орталықтары, теледидарлар, радиолар, радиолар және тіпті дербес компьютерлер. Бірақ транзисторларда, шамдарда және микросұлбаларда жоғары жиілікті күшейткіштер де бар. Олардың айырмашылығы - ULF тек адам құлағы қабылдайтын дыбыс жиілігінің сигналын күшейтуге мүмкіндік береді. Транзисторлық дыбыс күшейткіштері 20 Гц-тен 20 000 Гц-ке дейінгі диапазондағы жиіліктегі сигналдарды шығаруға мүмкіндік береді.

Сондықтан, ең қарапайым құрылғы да осы диапазондағы сигналды күшейте алады. Және ол мұны мүмкіндігінше біркелкі жасайды. Күшейткіш кіріс сигналының жиілігіне тікелей байланысты. Бұл шамалардың тәуелділік графигі түзу дерлік. Егер, керісінше, күшейткіштің кірісіне диапазоннан тыс жиілігі бар сигнал берілсе, жұмыс сапасы мен құрылғының тиімділігі тез төмендейді. ULF каскадтары, әдетте, төмен және орташа жиілік диапазонында жұмыс істейтін транзисторларда жиналады.

Аудио күшейткіштердің жұмыс істеу кластары

Барлық күшейткіш құрылғылар жұмыс істеу кезеңінде каскад арқылы өтетін токтың қандай дәрежесіне байланысты бірнеше сыныптарға бөлінеді:

1. «А» класы – күшейту сатысының жұмысының барлық кезеңінде ток тоқтаусыз өтеді.
2. «В» жұмысының сыныбында периодтың жартысы ток өтеді.
3. «АВ» класы периодтың 50-100% тең уақыт ішінде күшейту сатысы арқылы токтың өтетінін көрсетеді.
4. «С» режимінде электр тоғыжұмыс уақытының жартысынан аз уақытында жұмыс істейді.
5. «D» режимі ULF әуесқойлық радио тәжірибесінде жақында қолданылды - 50 жылдан сәл астам. Көп жағдайда бұл құрылғылар сандық элементтер негізінде жүзеге асырылады және өте жоғары тиімділікке ие - 90% -дан астам.

Төмен жиілікті күшейткіштердің әртүрлі кластарында бұрмаланудың болуы

«А» класындағы транзисторлық күшейткіштің жұмыс аймағы өте аз сызықты емес бұрмаланулармен сипатталады. Егер кіріс сигнал жоғары кернеу импульстарын шығарса, бұл транзисторлардың қанықтыруын тудырады. Шығу сигналында әрбір гармониканың жанында жоғары гармоникалар (10 немесе 11-ге дейін) пайда бола бастайды. Осыған байланысты металл дыбыс, тек үшін тән транзисторлық күшейткіштер.

Тұрақсыз қуат көзімен шығыс сигналы желі жиілігіне жақын амплитудада модельденеді. Жиілік реакциясының сол жағында дыбыс қаттырақ болады. Бірақ күшейткіштің қуатын тұрақтандыру неғұрлым жақсы болса, бүкіл құрылғының дизайны соғұрлым күрделі болады. «А» класында жұмыс істейтін ULF салыстырмалы түрде төмен тиімділікке ие - 20% -дан аз. Себебі транзистор үнемі қосулы және ол арқылы ток үздіксіз өтеді.

Тиімділікті жоғарылату үшін (елеусіз болса да) сіз итермелеу схемаларын пайдалана аласыз. Бір кемшілігі - шығыс сигналының жарты толқындары асимметриялы болады. Егер сіз «А» класынан «АВ» класына ауыссаңыз, сызықты емес бұрмалану 3-4 есе артады. Бірақ құрылғының бүкіл тізбегінің тиімділігі әлі де артады. «AB» және «B» ULF кластары кірістегі сигнал деңгейінің төмендеуімен бұрмаланудың жоғарылауын сипаттайды. Бірақ дыбысты көтерсеңіз де, ол кемшіліктерден толық арылуға көмектеспейді.

Аралық сыныптарда жұмыс

Әр сыныптың бірнеше сорттары бар. Мысалы, «A+» күшейткіштер класы бар. Онда кірістегі транзисторлар (төмен вольтты) «А» режимінде жұмыс істейді. Бірақ шығыс кезеңдерінде орнатылған жоғары вольтты «В» немесе «АВ» жүйесінде жұмыс істейді. Мұндай күшейткіштер «А» класында жұмыс істейтіндерге қарағанда әлдеқайда үнемді. Сызықты емес бұрмаланулардың айтарлықтай аз саны - 0,003% жоғары емес. Биполярлы транзисторларды пайдалану арқылы жақсы нәтижелерге қол жеткізуге болады. Осы элементтердегі күшейткіштердің жұмыс істеу принципі төменде талқыланады.

Бірақ әлі де бар көп санышығу сигналындағы жоғары гармоника, бұл дыбыс сипаттамасын металдық етеді. Сондай-ақ «АА» класында жұмыс істейтін күшейткіш схемалар бар. Оларда сызықты емес бұрмалану одан да аз - 0,0005% дейін. Бірақ транзисторлық күшейткіштердің негізгі кемшілігі әлі де бар - тән металдық дыбыс.

«Баламалы» дизайн

Оларды балама деп айту мүмкін емес, тек жоғары сапалы дыбысты шығару үшін күшейткіштерді жобалаумен және құрастырумен айналысатын кейбір мамандар түтік конструкцияларын көбірек ұнатады. Түтік күшейткіштерінің келесі артықшылықтары бар:

1. Шығу сигналындағы сызықты емес бұрмаланудың өте төмен деңгейі.
2. Транзисторлық конструкцияларға қарағанда жоғары гармоникалар аз.

Бірақ барлық артықшылықтардан асып түсетін бір үлкен минус бар - сіз міндетті түрде үйлестіру үшін құрылғыны орнатуыңыз керек. Өйткені, түтік каскады өте жоғары қарсылыққа ие - бірнеше мың Ом. Бірақ динамик орамасының кедергісі 8 немесе 4 Ом. Оларды сәйкестендіру үшін трансформаторды орнату керек.

Әрине, бұл өте үлкен кемшілік емес - шығыс сатысы мен динамик жүйесіне сәйкес келетін трансформаторларды қолданатын транзисторлық құрылғылар да бар. Кейбір сарапшылар ең тиімді схема гибридті деп санайды - ол теріс кері байланыспен қамтылмаған бір жақты күшейткіштерді пайдаланады. Сонымен қатар, бұл каскадтардың барлығы ULF класының «А» режимінде жұмыс істейді. Басқаша айтқанда, қайталағыш ретінде транзисторланған қуат күшейткіші қолданылады.

Сонымен қатар, мұндай құрылғылардың тиімділігі айтарлықтай жоғары - шамамен 50%. Бірақ сіз тек тиімділік пен қуат көрсеткіштеріне назар аудармауыңыз керек - олар күшейткіш арқылы дыбысты шығарудың жоғары сапасы туралы айтпайды. Сипаттамалардың сызықтылығы және олардың сапасы әлдеқайда маңызды. Сондықтан билікке емес, ең алдымен соларға көңіл бөлу керек.

Транзистордағы бір жақты ULF схемасы

Жалпы эмитент тізбегі бойынша құрастырылған ең қарапайым күшейткіш «А» класында жұмыс істейді. Схемада n-p-n құрылымы бар жартылай өткізгіш элемент қолданылады. Коллектор тізбегінде R3 кедергісі орнатылған, ол ағып жатқан токты шектейді. Коллектор тізбегі оң қуат сымына, ал эмитент тізбегі теріске қосылады. Құрылымы бар жартылай өткізгішті транзисторларды пайдалану жағдайында p-n-p схемасыдәл солай болады, тек полярлықты өзгерту керек.

С1 муфта конденсаторының көмегімен айнымалы токтың кіріс сигналын тұрақты ток көзінен бөлуге болады. Бұл жағдайда конденсатор базис-эмиттер жолы бойынша айнымалы токтың өтуіне кедергі болмайды. R1 және R2 резисторларымен бірге эмитент-база түйінінің ішкі кедергісі қоректену кернеуінің ең қарапайым бөлгіші болып табылады. Әдетте, R2 резисторының кедергісі 1-1,5 кОм - мұндай тізбектер үшін ең типтік мәндер. Бұл жағдайда қоректендіру кернеуі дәл жартысына бөлінеді. Егер сіз тізбекті 20 вольт кернеуімен қуаттандырсаңыз, h21 ток күшінің мәні 150 болатынын көре аласыз. Айта кету керек, транзисторлардағы HF күшейткіштері ұқсас схемаларға сәйкес жасалған, тек олар жұмыс істейді. сәл басқаша.

Бұл жағдайда эмитенттің кернеуі 9 В, ал «Е-В» тізбегіндегі құлдырау 0,7 В (бұл кремний кристалдарына негізделген транзисторларға тән). Егер германий транзисторларына негізделген күшейткішті қарастыратын болсақ, онда бұл жағдайда «E-B» бөліміндегі кернеудің төмендеуі 0,3 В-қа тең болады. Коллектор тізбегіндегі ток эмиттерде ағып жатқанға тең болады. Эмитенттің кернеуін R2 - 9V / 1 кОм = 9 мА кедергісіне бөлу арқылы есептеуге болады. Негізгі токтың мәнін есептеу үшін 9 мА-ны h21 - 9mA / 150 \u003d 60 мкА пайдасына бөлу керек. ULF конструкциялары әдетте биполярлы транзисторларды пайдаланады. Оның жұмыс істеу принципі өрістен ерекшеленеді.

R1 резисторында сіз төмендеу мәнін есептей аласыз - бұл базалық және қоректену кернеулерінің арасындағы айырмашылық. Бұл жағдайда базалық кернеуді формула бойынша табуға болады - эмитент және «Е-В» ауысу сипаттамаларының қосындысы. 20 вольт көзінен қуат алған кезде: 20 - 9,7 \u003d 10,3. Осы жерден R1 = 10,3V / 60 мкА = 172 кОм қарсылық мәнін есептей аласыз. Схемада эмитент тоғының айнымалы құрамдас бөлігі өтетін тізбекті жүзеге асыру үшін қажетті С2 сыйымдылығы бар.

Егер сіз C2 конденсаторын орнатпасаңыз, айнымалы компонент өте шектеулі болады. Осыған байланысты, мұндай транзисторлық дыбыс күшейткішінде h21 ток күшеюі өте төмен болады. Жоғарыда келтірілген есептеулерде базалық және коллекторлық токтар тең деп қабылданғанына назар аудару қажет. Сонымен қатар, базалық ток эмитенттен тізбекке түсетін ток ретінде қабылданды. Ол транзистор негізінің шығысына ығысу кернеуі берілгенде ғана пайда болады.

Бірақ есте сақтау керек, бұл әрқашан, ауытқудың болуына қарамастан, коллектордың ағып кету тогы міндетті түрде базалық тізбек арқылы өтеді. Жалпы эмитенті бар тізбектерде ағып кету тогы кем дегенде 150 есе артады. Бірақ әдетте бұл мән германий транзисторларына негізделген күшейткіштерді есептеу кезінде ғана ескеріледі. «К-В» тізбегінің тогы өте аз болатын кремнийді пайдалану жағдайында бұл мән жай ғана ескерілмейді.

MIS транзисторлық күшейткіштері

Диаграммада көрсетілген өрістік транзисторлы күшейткіштің көптеген аналогтары бар. Соның ішінде биполярлы транзисторларды пайдалану. Сондықтан ұқсас мысал ретінде жалпы эмитент тізбегіне сәйкес жиналған дыбыс күшейткіштің конструкциясын қарастыруға болады. Фотосуретте жалпы көзі бар схемаға сәйкес жасалған схема көрсетілген. R-C қосылымдары кіріс және шығыс тізбектерінде құрылғының «А» класының күшейткіш режимінде жұмыс істеуі үшін жиналады.

Сигнал көзінен айнымалы ток тұрақты ток кернеуінен С1 конденсаторы арқылы бөлінеді. Өрістік транзисторлық күшейткіштің көзден төмен болатын қақпа әлеуеті болуы керек екеніне көз жеткізіңіз. Ұсынылған диаграммада қақпа R1 резисторы арқылы жалпы сымға қосылған. Оның кедергісі өте үлкен - конструкцияларда әдетте 100-1000 кОм резисторлар қолданылады. Мұндай үлкен кедергі кірістегі сигнал шунтталмаған етіп таңдалады.

Бұл қарсылық дерлік өтпейді электр тогы , нәтижесінде қақпаның әлеуеті (кірісте сигнал болмаған кезде) жердегідей болады. Көзде потенциал жерге қарағанда жоғары болады, тек R2 кедергісіндегі кернеудің төмендеуіне байланысты. Бұдан қақпаның әлеуеті қайнар көзге қарағанда төмен екені анық. Дәлірек айтқанда, бұл транзистордың қалыпты жұмыс істеуі үшін қажет. Айта кету керек, бұл күшейткіш тізбегіндегі C2 және R3 жоғарыда қарастырылған дизайндағыдай мақсатқа ие. Ал кіріс сигналы шығыс сигналға қатысты 180 градусқа ығысады.

Шығу трансформаторы бар ULF

Сіз өзіңіздің қолыңызбен мұндай күшейткішті жасай аласыз үйде пайдалану. Ол «А» сыныбында жұмыс істейтін схема бойынша жүзеге асырылады. Дизайн жоғарыда талқыланғандай - жалпы эмитентпен. Бір ерекшелігі - сәйкестендіру үшін трансформаторды пайдалану қажет. Бұл мұндай транзисторлық дыбыс күшейткішінің кемшілігі.

Транзистордың коллекторлық тізбегі бастапқы ораммен жүктеледі, ол екінші реттік арқылы динамиктерге берілетін шығыс сигналын дамытады. Кернеу бөлгіші R1 және R3 резисторларында жинақталған, бұл транзистордың жұмыс нүктесін таңдауға мүмкіндік береді. Осы тізбектің көмегімен базаға ығысу кернеуі беріледі. Барлық басқа компоненттер жоғарыда талқыланған схемалар сияқты бірдей мақсатқа ие.

push-pull дыбыс күшейткіші

Бұл қарапайым транзисторлық күшейткіш деп айтуға болмайды, өйткені оның жұмысы бұрын талқыланғандарға қарағанда біршама күрделірек. Push-pull ULF-де кіріс сигналы фазалары әртүрлі екі жарты толқынға бөлінеді. Және бұл жарты толқындардың әрқайсысы транзисторда жасалған өз каскады арқылы күшейтіледі. Әрбір жарты толқын күшейтілгеннен кейін екі сигнал да біріктіріліп, динамиктерге беріледі. Мұндай күрделі түрлендірулер сигналдың бұрмалануын тудыруы мүмкін, өйткені екі, тіпті бір типті транзисторлардың динамикалық және жиілік қасиеттері әртүрлі болады.

Нәтижесінде күшейткіштің шығысындағы дыбыс сапасы айтарлықтай төмендейді. «А» класындағы итермелейтін күшейткіш жұмыс істеп тұрған кезде күрделі сигналды жоғары сапалы қайта шығару мүмкін емес. Себебі, күшейткіштің иықтары арқылы ұлғайған ток үздіксіз өтеді, жарты толқындар асимметриялы және фазалық бұрмаланулар пайда болады. Дыбыс азырақ түсінікті болады және қыздырылған кезде сигналдың бұрмалануы әсіресе төмен және өте төмен жиіліктерде одан да артады.

Трансформаторсыз ULF

Трансформатордың көмегімен жасалған транзистордағы төмен жиілікті күшейткіш конструкцияның шағын өлшемдері болуы мүмкін болғанына қарамастан, әлі де жетілмеген. Трансформаторлар әлі де ауыр және көлемді, сондықтан олардан құтылған дұрыс. Әртүрлі өткізгіштік типтері бар қосымша жартылай өткізгіш элементтерде жасалған схема әлдеқайда тиімді. Қазіргі заманғы ULF-тердің көпшілігі дәл осындай схемаларға сәйкес орындалады және «В» сыныбында жұмыс істейді.

Жобалауда қолданылатын екі қуатты транзисторлар эмитенттің ізбасар тізбегіне сәйкес жұмыс істейді (жалпы коллектор). Бұл жағдайда кіріс кернеуі шығысқа жоғалтпай және күшейтпей беріледі. Егер кірісте сигнал болмаса, транзисторлар қосулы, бірақ әлі де өшірулі. Кіріске гармоникалық сигнал берілгенде, бірінші транзистор оң жарты толқынмен ашылады, ал екіншісі осы уақытта кесу режимінде болады.

Сондықтан жүктеме арқылы тек оң жарты толқындар өте алады. Бірақ терісі екінші транзисторды ашып, біріншісін толығымен блоктайды. Бұл жағдайда жүктемеде тек теріс жарты толқындар болады. Нәтижесінде қуатта күшейтілген сигнал құрылғының шығысында болады. Мұндай транзисторлық күшейткіш тізбегі жеткілікті тиімді және тұрақты жұмысты қамтамасыз ете алады, жоғары сапалы көбейтудыбыс.

Бір транзистордағы ULF тізбегі

Жоғарыда аталған барлық мүмкіндіктерді зерттей отырып, сіз өзіңіздің қолыңызбен күшейткішті қарапайым түрде жинай аласыз элементтік база. Транзисторды отандық KT315 немесе оның кез келген шетелдік аналогтары - мысалы, BC107 пайдалануға болады. Жүктеме ретінде кедергісі 2000-3000 Ом болатын құлаққаптарды пайдалану керек. 1 МΩ резистор және 10 мкФ ажырату конденсаторы арқылы транзистордың негізіне ығысу кернеуі қолданылуы керек. Схеманы кернеуі 4,5-9 Вольт, ток - 0,3-0,5 А көзден алуға болады.

Егер R1 кедергісі қосылмаса, онда база мен коллекторда ток болмайды. Бірақ қосылған кезде кернеу 0,7 В деңгейіне жетеді және шамамен 4 мкА ток өтуіне мүмкіндік береді. Бұл жағдайда ағымдағы күшейту шамамен 250 болады. Осы жерден транзисторлық күшейткіштің қарапайым есебін жасай аласыз және коллекторлық токты біле аласыз - ол 1 мА болып шығады. Осы транзисторлық күшейткіш тізбегін жинап, сіз оны тексере аласыз. Жүктемені - құлаққапты шығысқа қосыңыз.

Күшейткіштің кірісін саусағыңызбен түртіңіз - тән шу пайда болуы керек. Егер ол жоқ болса, дизайн дұрыс жиналмаған болуы мүмкін. Барлық қосылымдар мен элемент рейтингтерін қайта тексеріңіз. Демонстрацияны анық ету үшін дыбыс көзін ULF кірісіне қосыңыз - ойнатқыштың немесе телефонның шығысы. Музыка тыңдаңыз және дыбыс сапасын бағалаңыз.

Өрістік транзисторлық (FET) күшейткіштері үлкен кіріс кедергісіне ие. Әдетте мұндай күшейткіштер бірінші кезеңдер ретінде пайдаланылады алдын ала күшейткіштер, Өлшеу және басқа радиоэлектрондық жабдықтарға арналған тұрақты ток күшейткіштері.
Алғашқы кезеңдерде үлкен кіріс кедергісі бар күшейткіштерді пайдалану үлкен ішкі кедергісі бар сигнал көздерін кіші кіріс кедергісі бар кейінгі неғұрлым қуатты күшейткіш сатыларымен сәйкестендіруге мүмкіндік береді. Өрістік транзисторлардағы күшейту кезеңдері көбінесе жалпы көзді схемаға сәйкес орындалады.

Қақпа мен көз арасындағы ығысу кернеуі нөлге тең болғандықтан, транзистордың VT демалу режимі U GD = 0 кезінде ағызу қақпасының сипаттамасында А нүктесінің орнымен сипатталады (15, б-сурет).
Бұл жағдайда күшейткіштің кірісіне амплитудасы U mZI болатын U GS айнымалы гармоникалық (яғни синусоидалы) кернеу берілгенде, бұл кернеудің оң және теріс жарты циклдері басқаша күшейтіледі: теріс жартысы бар цикл кіріс кернеуі U ZI, ағызу тогының I "mc айнымалы құрамдас бөлігінің амплитудасы оң жарты циклмен салыстырғанда (I" "mc) үлкен болады, өйткені AB қимасындағы дренаждық қақпақ сипаттамасының көлбеулігі айнымалы ток секциясындағы көлбеу: Нәтижесінде ағызу тогының айнымалы құрамдас бөлігінің пішіні және ол U OUT жүктемесінде тудыратын айнымалы кернеу кіріс кернеуінің пішінінен ерекшеленеді, яғни күшейтілген сигналдың бұрмалануы орын алады.
Оны күшейту кезінде сигналдың бұрмалануын азайту үшін өрістік транзистордың оның дренаждық сипаттамасының тұрақты тіктігі кезінде, яғни осы сипаттаманың сызықтық бөлігінде жұмысын қамтамасыз ету қажет.
Осы мақсатта резистор R және бастапқы тізбекке кіреді (16-сурет, а).

Резистор арқылы өтетін I C0 ағызу тогы ондағы кернеуді тудырады
U Ri =I C0 Ri, ол қайнар көз мен қақпа арасында қолданылады, оның ішінде қақпа мен бастапқы аймақтар арасында қалыптасқан EAF қарама-қарсы бағытта. Бұл ағынды токтың төмендеуіне әкеледі және бұл жағдайда жұмыс режимі А нүктесімен сипатталатын болады «(Cурет 16, б).

Күшейтудің төмендеуін болдырмау үшін R резисторымен параллельді сыйымдылығы жоғары С конденсаторы қосылады, ол R және резисторындағы айнымалы кернеуден пайда болатын айнымалы токқа теріс кері байланысты болдырмайды. А" нүктесімен сипатталатын режимде айнымалы ток кернеуін күшейту кезінде ағызу қақпасының сипаттамасының тіктігі кіріс кернеуінің оң және теріс жарты циклдарын күшейту кезінде шамамен бірдей болып қалады, нәтижесінде күшейтілген кернеудің бұрмалануы орын алады. сигналдар шамалы болады
(А «В» және А «С» бөлімдері шамамен тең).
Егер тыныштық режимінде қақпа мен көз арасындағы кернеу U ZIO деп белгіленсе, ал FET арқылы өтетін ағызу тогы I C0 болса, онда R резисторының кедергісін және (оммен) формула бойынша есептеуге болады. :
Ri \u003d 1000 U ZIO / I C0,
онда I C0 ағызу тогы миллиампермен ауыстырылады.
15-суретте көрсетілген күшейткіш тізбегі басқару p-n өтуі және p-типті арнасы бар FET пайдаланады. Егер ұқсас транзистор FET ретінде пайдаланылса, бірақ n-типті арнасы бар болса, схема өзгеріссіз қалады және тек қуат көзінің қосылымының полярлығы өзгереді.
Индукцияланған немесе кірістірілген арнасы бар MOS өрістік транзисторларында жасалған күшейткіштер одан да үлкен кіріс кедергісіне ие. Сағат DCмұндай күшейткіштердің кіріс кедергісі 100 МОм-нан асуы мүмкін. Олардың ысырма және ағызу кернеулері бірдей полярлыққа ие болғандықтан, ысырма тізбегінде қажетті ығысу кернеуін қамтамасыз ету үшін сіз оны транзистордың кірісіне қосылған кернеу бөлгішіне 2-суретте көрсетілгендей қосу арқылы қуат көзінің кернеуін GC пайдалана аласыз. 17.

Жалпы төгу күшейткіштері

Жалпы дренажды FET күшейткіш тізбегі жалпы коллекторлы күшейткіш тізбегіне ұқсас. 18а-суретте басқару p-n өткелі және p-типті арнасы бар FET-де жалпы дренажы бар күшейткіштің диаграммасы көрсетілген.

Ри резисторы көз тізбегіне қосылған, ал дренаж тікелей қуат көзінің теріс полюсіне қосылған. Демек, кіріс кернеуіне байланысты ағызу тогы тек Ri резисторында кернеудің төмендеуін жасайды. Каскадтың жұмысы кіріс кернеуі синусоидалы пішінге ие болған жағдай үшін 18б-суретте көрсетілген графиктермен көрсетілген. Бастапқы күйде I C0 ағызу тогы транзистор арқылы өтеді, ол R резисторында U I0 (U OUT0) кернеуін жасайды. Кіріс кернеуінің оң жарты циклі кезінде қақпа мен көз арасындағы кері қиғаштық артады, бұл ағынды токтың төмендеуіне және Ri резисторындағы кернеудің абсолютті мәніне әкеледі. Кіріс кернеуінің теріс жарты циклінде, керісінше, қақпаның ығысу кернеуі төмендейді, ағызылатын ток және R резисторындағы кернеудің абсолютті мәні артады. Нәтижесінде Ri резисторынан алынған шығыс кернеуі, яғни FET көзінен (18, б-сурет) кіріс кернеуімен бірдей пішінге ие.
Осыған байланысты, жалпы ағызу бар күшейткіштер көз ізбасарлары деп аталады (көз кернеуі кіріс кернеуін пішіні мен мәні бойынша қайталайды).

– Көрші батареяны қағып шаршады. Ол естілмейтіндей музыканы қаттырақ шығарды.
(Аудиофилдік фольклордан).

Эпиграф ирониялық, бірақ аудиофил міндетті түрде Ресей Федерациясымен қарым-қатынас туралы брифингте Джош Эрнесттің физиогномиясымен «басынан ауырады» емес, ол көршілері «бақытты» болғандықтан «асығыс». Біреу үйінде залдағыдай салмақты музыка тыңдағысы келеді. Бұл үшін жабдықтың сапасы қажет, ол қатты децибелді ұнататындар үшін есі дұрыс адамдардың ақыл-ойы бар жерде жай ғана сәйкес келмейді, бірақ соңғысы үшін бұл ақыл қолайлы күшейткіштердің (UMZCH, аудио жиілігі) бағасынан келеді. қуат күшейткіші). Жол бойында біреудің қызметтің пайдалы және қызықты бағыттарына - дыбысты шығару техникасына және жалпы электроникаға қосылуға ниеті бар. Цифрлық ғасырда олар бір-бірімен тығыз байланысты және жоғары табысты және беделді кәсіпке айналуы мүмкін. Бұл мәселедегі бірінші қадам, барлық жағынан оңтайлы, өз қолыңызбен күшейткіш жасау: бұл UMZCH мектеп физикасына негізделген бастапқы дайындықпен бір үстелде жарты кешке ең қарапайым құрылымдардан (бірақ ол «жақсы ән салады») ең күрделі блоктарға өтуге мүмкіндік береді, олар арқылы жақсы жартас. топ қуанышпен ойнайды.Бұл басылымның мақсаты жаңадан бастағандар үшін осы жолдың алғашқы кезеңдерін қамту және, мүмкін, тәжірибелі адамдарға жаңа нәрсе айту.

Қарапайымдылар

Сонымен, жаңадан бастағандар үшін жай ғана жұмыс істейтін дыбыс күшейткішті жасауға тырысайық. Дыбыстық инженерияға тереңірек үңілу үшін сізге көптеген теориялық материалдарды біртіндеп меңгеру керек және алға жылжу кезінде білім қорыңызды байытуды ұмытпаңыз. Бірақ оның «аппараттық құралда» қалай жұмыс істейтінін көргенде және сезгенде, кез келген «ақылдылықты» қорыту оңайырақ. Бұл мақалада, әрі қарай, ол теориясыз болмайды - алдымен нені білу керек және формулалар мен графиктерсіз нені түсіндіруге болады. Бұл арада мультитестерді пайдалану мүмкіндігі жеткілікті болады.

Ескерту:электрониканы әлі дәнекерлемеген болсаңыз, оның құрамдас бөліктері қызып кетпеуі керек екенін ескеріңіз! Дәнекерлеу үтік - 40 Вт-қа дейін (25 Вт-тан жақсы), үзіліссіз максималды рұқсат етілген дәнекерлеу уақыты 10 с. Жылу қабылдағышқа арналған дәнекерленген қорғасын дәнекерлеу орнынан 0,5-3 см аспап корпусының бүйірінен медициналық пинцетпен ұсталады. Қышқылды және басқа белсенді ағындарды қолдануға болмайды! Дәнекер - POS-61.

Суретте сол жақта.- ең қарапайым UMZCH, «ол жай ғана жұмыс істейді». Оны германий де, кремний транзисторларында да жинауға болады.

Бұл үгіндіде ең таза дыбыс беретін каскадтар арасындағы тікелей байланыстары бар UMZCH орнату негіздерін меңгеру ыңғайлы:

• Бірінші қуат қосу алдында жүктеме (динамик) өшіріледі;
• R1 орнына біз 33 кОм тұрақты резистордың тізбегін және 270 кОм айнымалы (потенциометр) тізбегін дәнекерлейміз, яғни. бірінші ескерту. төрт есе аз, ал екіншісі шамамен. сызба бойынша түпнұсқамен салыстырғанда номиналды құнынан екі есе;
• Біз қуат береміз және потенциометрдің сырғытпасын айналдыру арқылы крестпен белгіленген нүктеде VT1 көрсетілген коллекторлық токты орнатамыз;
• Біз қуатты алып тастаймыз, уақытша резисторларды дәнекерлейміз және олардың жалпы кедергісін өлшейміз;
• R1 ретінде біз номиналды резисторды өлшенгенге жақын стандартты қатардан орнатамыз;
• Біз R3-ді тұрақты 470 Ом тізбегімен + 3,3 кОм потенциометрмен ауыстырамыз;
• Параграфтарға сәйкес. 3-5, оның ішінде кернеуді қоректену кернеуінің жартысына тең етіп орнатыңыз.

Сигнал жүкке түсетін жерден а нүктесі деп аталады. күшейткіштің ортаңғы нүктесі. Бір полярлы қуаты бар UMZCH-де оның мәнінің жартысы оған орнатылады, ал биполярлы қуатпен UMZCH-де - жалпы сымға қатысты нөл. Бұл күшейткіш тепе-теңдігін реттеу деп аталады. Сыйымдылықты жүктемені ажырататын бірполярлы UMZCH-де орнату кезінде оны өшірудің қажеті жоқ, бірақ оны рефлексивті түрде орындауға дағдыланған дұрыс: қосылған жүктемесі бар теңгерімсіз 2 полярлы күшейткіш өзінің қуатты және қымбат шығыс транзисторларын күйдіруі мүмкін, немесе тіпті «жаңа, жақсы» және өте қымбат қуатты динамик.

Ескерту:макетте құрылғыны орнату кезінде таңдауды қажет ететін құрамдас бөліктер диаграммаларда жұлдызшамен (*) немесе апострофты сызықшамен (‘) көрсетілген.

Ортасында сол суретте. – қарапайым UMZCHтранзисторларда, ол қазірдің өзінде 4 Ом жүктеме кезінде 4-6 Вт дейін қуатты дамытады. Ол алдыңғы сияқты, деп аталатын жерде жұмыс істейді. AB1 класы, Hi-Fi дыбысына арналмаған, бірақ егер сіз D класты күшейткішті (төменде қараңыз) арзан қытайлық компьютерлік динамиктерге ауыстырсаңыз, олардың дыбысы айтарлықтай жақсарады. Мұнда біз тағы бір трюкті білеміз: қуатты шығыс транзисторлары радиаторларға орналастырылуы керек. Қосымша салқындатуды қажет ететін құрамдас бөліктер нүктелі сызықпен диаграммаларда дөңгелектенеді; дегенмен, әрқашан емес; кейде - жылу қабылдағыштың қажетті диссипациялық аймағын көрсетумен. Осы UMZCH реттеу - R2 теңдестіру.

Суретте оң жақта.- әлі 350 Вт құбыжық емес (мақаланың басында көрсетілгендей), бірақ қазірдің өзінде қатты жануар: қарапайым 100 Вт транзисторлық күшейткіш. Ол арқылы музыка тыңдауға болады, бірақ Hi-Fi емес, жұмыс класы AB2. Дегенмен, бұл пикник алаңын немесе ашық жиналысты, мектеп жиналысын немесе шағын сауда алаңын жинау үшін өте қолайлы. Аспапта осындай UMZCH бар әуесқой рок тобы сәтті өнер көрсете алады.

Бұл UMZCH-те тағы 2 трюк пайда болады: біріншіден, өте қуатты күшейткіштерқуатты шығару каскадын да салқындату қажет, сондықтан VT3 100 шаршы метрден радиаторға орналастырылады. VT4 және VT5 шығыстары үшін 400 шаршы метрден радиаторлар қажет. қараңыз Екіншіден, биполярлық қуат көзі бар UMZCH жүктемесіз мүлде теңестірілмеген. Бір немесе басқа шығыс транзисторы үзілуге, ал конъюгацияланғаны қанығуға өтеді. Содан кейін, толық қуат кернеуінде, теңгерімдеу кезінде ток кернеуі шығыс транзисторларды бұзуы мүмкін. Сондықтан, теңгерімдеу үшін (R6, сіз ойладыңыз ба?), күшейткіш +/-24 В-тан қуат алады, ал жүктеменің орнына 100 ... 200 Ом сым резисторы қосылады. Айтпақшы, диаграммадағы кейбір резисторлардағы шиыршықтар рим цифрлары болып табылады, бұл олардың қажетті жылуды тарату қуатын білдіреді.

Ескерту:осы UMZCH үшін қуат көзі 600 ватт немесе одан да көп қуат қажет. Тегістеу сүзгі конденсаторлары - 6800 мкФ-тен 160 В-қа дейін. IP электролиттік конденсаторларымен параллельді ультрада өздігінен қозуды болдырмау үшін керамикалық 0,01 мкФ конденсаторлар қосылады. дыбыс жиіліктеріа, шығу транзисторларын бірден жағуға қабілетті.

Далалық жұмысшыларда

Жолда. күріш. - қуатты өрістік транзисторлардағы жеткілікті қуатты UMZCH (30 Вт және қоректендіру кернеуі 35 В - 60 Вт) үшін тағы бір нұсқа:

Ондағы дыбыс қазірдің өзінде Hi-Fi талаптарына сәйкес келеді Бастапқы деңгей(егер, әрине, UMZCH сәйкес акустикалық жүйелерде, динамиктерде жұмыс істесе). Күшті дала жұмысшылары қажет емес жоғары қуатжинақтау үшін, сондықтан алдын ала қуат каскады жоқ. Тіпті қуатты өрістік транзисторлар динамиктерді ешқандай ақаулар кезінде күйдірмейді - олар өздері тезірек жанып кетеді. Сондай-ақ жағымсыз, бірақ қымбат басс динамик басын (GG) ауыстырудан арзанырақ. Бұл UMZCH үшін теңгерімдеу және жалпы реттеу қажет емес. Жаңадан бастаушыларға арналған дизайн сияқты оның бір ғана кемшілігі бар: қуатты өрістік транзисторлар бірдей параметрлері бар күшейткіш үшін биполярлық транзисторлардан әлдеқайда қымбат. IP талаптары бұрынғымен бірдей. жағдайда, бірақ оның қуаты 450 ватт қажет. Радиаторлар - 200 шаршы метрден бастап. см.

Ескерту:мысалы, қуат көздерін ауыстыру үшін өрістік транзисторларда қуатты UMZCH құрудың қажеті жоқ. компьютер. Оларды UMZCH үшін қажетті белсенді режимге «жүргізуге» тырысқанда, олар жай күйіп кетеді немесе олар әлсіз дыбыс береді, бірақ сапасы бойынша «жоқ». Бұл, мысалы, қуатты жоғары вольтты биполярлы транзисторларға да қатысты. ескі теледидарларды көлденең сканерлеуден.

Дәл жоғары

Егер сіз алғашқы қадамдарды жасап қойған болсаңыз, онда құрылысты қалауыңыз табиғи болады UMZCH класс Hi-Fi, теориялық джунглиге тым терең кірмей.Мұны істеу үшін сізге аспаптар паркін кеңейту керек - сізге осциллограф, дыбыс жиілігі генераторы (GZCH) және тұрақты компонентті өлшеу мүмкіндігі бар айнымалы ток милливольтметрі қажет. Қайталаудың прототипі ретінде 1989 жылғы No1 радиода егжей-тегжейлі сипатталған UMZCH E. Gumeli-ді алған дұрыс.Оны құрастыру үшін сізге бірнеше қымбат емес қолжетімді компоненттер қажет, бірақ сапасы өте жоғары талаптарға жауап береді: қуат 60 Вт-қа дейін, өткізу қабілеті 20-20 000 Гц, жиілік реакциясының біркелкілігі 2 дБ, сызықты емес бұрмалану коэффициенті (THD) 0,01%, өзіндік шу деңгейі -86 дБ. Дегенмен, Gumeli күшейткішті орнату өте қиын; егер сіз оны жеңе алсаңыз, сіз басқа кез келген нәрсені ала аласыз. Дегенмен, қазір белгілі болған кейбір жағдайлар осы UMZCH құруды айтарлықтай жеңілдетеді, төменде қараңыз. Осыны және Радио мұрағатына кез келген адамның қол жеткізе бермейтінін ескере отырып, негізгі ойларды қайталау орынды болар еді.

Қарапайым жоғары сапалы UMZCH схемалары

UMZCH Gumeli схемалары және оларға арналған техникалық сипаттамалар суретте келтірілген. Шығу транзисторларының радиаторлары - 250 шаршы метрден. UMZCH үшін суретке сәйкес қараңыз. 1 және 150 шаршы метрден бастап. суретке сәйкес нұсқаны қараңыз. 3 (нөмірлеу түпнұсқа). Алдын ала шығыс кезеңінің транзисторлары (KT814/KT815) қалыңдығы 75х35 мм 3 мм алюминий пластиналарынан бүгілген радиаторларға орнатылады. KT814 / KT815-ті KT626 / KT961-ге ауыстырудың қажеті жоқ, дыбыс айтарлықтай жақсармайды, бірақ оны орнату өте қиын.

Бұл UMZCH электрмен жабдықтау, орнату топологиясы және жалпы үшін өте маңызды, сондықтан оны құрылымдық түрде дайын түрде және тек стандартты қуат көзімен реттеу керек. Тұрақтандырылған IP-ден қуат алуға тырысқанда, шығыс транзисторлары бірден жанып кетеді. Сондықтан, күріш. түпнұсқаның сызбалары баспа платаларыжәне орнату нұсқаулары. Оларға, біріншіден, егер «қозу» бірінші іске қосу кезінде байқалса, олар L1 индуктивтілігін өзгерту арқылы онымен күресетінін қосуға болады. Екіншіден, тақталарға орнатылған бөліктердің сымдары 10 мм-ден аспауы керек. Үшіншіден, орнату топологиясын өзгерту өте қажет емес, бірақ егер бұл өте қажет болса, өткізгіштердің бүйірінде жақтау экраны болуы керек (суретте көрсетілген жер контуры) және қуат беру жолдары оның сыртында өтуі керек. .

Ескерту:қуатты транзисторлардың негіздері жалғанатын жолдардағы үзілістер - технологиялық, орнату үшін, содан кейін олар дәнекерлеу тамшыларымен тығыздалады.

Бұл UMZCH құру айтарлықтай жеңілдетілген және пайдалану процесінде «қозу» пайда болу қаупі нөлге дейін төмендейді, егер:

• Тақталарды жоғары қуатты транзисторлы радиаторларға орналастыру арқылы өзара қосылатын сымдарды азайтыңыз.
• Барлық орнатуды тек дәнекерлеу арқылы орындай отырып, ішіндегі қосқыштарды толығымен тастаңыз. Содан кейін қуатты нұсқада R12, R13 немесе аз қуатты нұсқада R10 R11 қажет емес (олар диаграммаларда нүктелі).
• Ішкі сымдар үшін оттегі жоқ мыс дыбыс сымдарының ең аз ұзындығын пайдаланыңыз.

Осы шарттар орындалған кезде, қозу проблемалары болмайды және UMZCH құру 2-суретте сипатталған әдеттегі процедураға дейін төмендейді.

Дыбыс үшін сымдар

Аудио сымдар бос фантастика емес. Қазіргі уақытта оларды пайдалану қажеттілігі даусыз. Оттегі қоспасы бар мыста металл кристаллиттерінің беттерінде ең жұқа оксидті қабықша түзіледі. Металл оксидтері жартылай өткізгіштер болып табылады және егер сымдағы ток тұрақты компонентсіз әлсіз болса, оның пішіні бұзылады. Теориялық тұрғыдан, көптеген кристаллиттердегі бұрмаланулар бір-бірін өтеуі керек, бірақ өте аз (кванттық белгісіздікке байланысты) қалады. Қазіргі UMZCH-тің ең таза дыбысының фонында талғампаз тыңдармандардың назарын аудару жеткілікті.

Өндірушілер мен саудагерлер оттегісіз мыс орнына кәдімгі электрлік мысты сырғытады - біреуін екіншісінен көзбен ажырату мүмкін емес. Дегенмен, жалғанның бір мәнді болмайтын саласы бар: кабель бұралған жұпкомпьютерлік желілер үшін. Ұзын сегменттері бар торды сол жаққа қойыңыз, ол мүлдем басталмайды немесе ол үнемі сәтсіздікке ұшырайды. Импульстардың дисперсиясы, сіз білесіз.

Автор, дыбыс сымдары туралы әлі де әңгіме болған кезде, бұл негізінен бос әңгіме емес екенін түсінді, әсіресе ол кезде оттегісіз сымдар арнайы мақсаттағы жабдықта бұрыннан қолданылған, оны жақсы білетін. оның қызметінің сипаты. Содан кейін мен оны алып, TDS-7 құлаққаптарымның кәдімгі сымын икемді сымдары бар «витухадан» үйде жасалғанымен ауыстырдым. Дыбыс, құлақ арқылы аналогтық тректер үшін тұрақты түрде жақсарды, яғни. студиялық микрофоннан дискіге дейінгі жолда, ешқашан цифрланбаған. DMM технологиясы (Direct Meta lMastering, металды тікелей тұндыру) арқылы жасалған винилге жазбалар әсіресе жарқын болды. Осыдан кейін үйдегі барлық аудионы блокаралық өңдеу «витушныйға» айналдырылды. Содан кейін дыбысты жақсартуды музыкаға немқұрайлы және алдын ала ескертпейтін мүлдем кездейсоқ адамдар байқай бастады.

Қалай істеу керек өзара жалғау сымдарыбұралған жұп, келесіні қараңыз. бейне.

Бейне: өз қолыңызбен бұралған жұпты біріктіру сымдары

Өкінішке орай, икемді «витуха» көп ұзамай сатылымнан жоғалып кетті - ол бұралған қосқыштарда жақсы ұсталмады. Дегенмен, оқырмандар үшін икемді «әскери» сым MGTF және MGTFE (қорғалған) тек оттегісіз мысдан жасалған. Жалғандық мүмкін емес, өйткені. қарапайым мыс, фторопластикалық таспаның оқшаулауы тез таралады. MGTF қазір кеңінен қол жетімді және фирмалық, кепілдендірілген аудио сымдарынан әлдеқайда арзан. Оның бір кемшілігі бар: оны түсті етіп жасау мүмкін емес, бірақ оны тегтермен түзетуге болады. Сондай-ақ, оттегісіз орама сымдары бар, төменде қараңыз.

Теориялық интермедия

Көріп отырғаныңыздай, дыбыстық техниканы меңгерудің ең басында бізге Hi-Fi (High Fidelity), дыбысты жаңғыртудың жоғары дәлдігі тұжырымдамасымен айналысуға тура келді. Hi-Fi әр түрлі деңгейлерде келеді, олар келесі орынға ие. негізгі параметрлері:

1. Қайталанатын жиіліктер диапазоны.
2. Динамикалық диапазон – максималды (ең жоғары) шығыс қуатының өзіндік шу деңгейіне децибелдегі (дБ) қатынасы.
3. Өздігінен шу деңгейі дБ.
4. Номиналды (ұзақ мерзімді) шығыс қуатындағы сызықты емес бұрмалау коэффициенті (THD). Ең жоғары қуаттағы SOI өлшеу техникасына байланысты 1% немесе 2% деп қабылданады.
5. Қайталанатын жиілік диапазонындағы амплитудалық-жиілік сипаттамасының (AFC) бұзылуы. Үндеткіштер үшін – төмен (LF, 20-300 Гц), орташа (MF, 300-5000 Гц) және жоғары (HF, 5000-20,000 Гц) дыбыс жиіліктерінде бөлек.

Ескерту:кез келген I мәндерінің абсолютті деңгейлерінің қатынасы (дБ) P(dB) = 20lg(I1/I2) ретінде анықталады. Егер I1

Динамиктерді жобалау және салу кезінде Hi-Fi-дың барлық нәзіктіктері мен нюанстарын білу керек, ал үйге арналған үйде жасалған Hi-Fi UMZCH туралы айтатын болсақ, оларға көшпес бұрын олардың қуатына қойылатын талаптарды нақты түсінуіңіз керек. берілген бөлмені, динамикалық диапазонды (динамика), өзіндік шу деңгейін және SOI-ны бағалау үшін қажет. UMZCH-тен 20-20 000 Гц жиілік диапазонына 3 дБ шеттерінде бітелумен және қазіргі заманғы элементтік негізде 2 дБ орта диапазондағы жиілік реакциясының біркелкі еместігіне жету қиын емес.

Көлемі

UMZCH қуаты өздігінен аяқталмайды, ол берілген бөлмеде дыбыс шығарудың оңтайлы көлемін қамтамасыз етуі керек. Оны бірдей қаттылықтағы қисық сызықтармен анықтауға болады, суретті қараңыз. Тұрғын үй-жайлардағы табиғи шу 20 дБ-ден төмен; 20 дБ - шөл далада толық тыныштық. Есту шегіне қатысты 20 дБ дыбыс деңгейі түсініктіліктің шегі болып табылады - сіз әлі де сыбырды ажырата аласыз, бірақ музыка оның қатысу фактісі ретінде ғана қабылданады. Тәжірибелі музыкант қай аспапта ойнайтынын айта алады, бірақ дәл нені айта алмайды.

40 дБ - тыныш аймақтағы немесе саяжайдағы жақсы оқшауланған қалалық пәтердің қалыпты шуы - түсініктіліктің шегін білдіреді. Түсініктілік шегінен түсініктілік шегіне дейінгі музыканы терең жиілік реакциясын түзету арқылы тыңдауға болады, ең алдымен басс. Ол үшін MUTE функциясы заманауи UMZCH-ге енгізілген (мутация емес, мутация, мутация емес!), Оған респ. UMZCH-дегі түзету схемалары.

90 дБ - өте жақсы концерт залындағы симфониялық оркестрдің дыбыс деңгейі. 110 дБ кеңейтілген оркестрді бірегей акустикасы бар залда шығара алады, оның ішінде әлемде 10-нан аспайды, бұл қабылдаудың шегі: қаттырақ дыбыстар тіпті ерік күшімен мағынасы бойынша ерекшеленеді, бірақ қазірдің өзінде тітіркендіретін шу. Тұрғын үй-жайлардағы 20-110 дБ дыбыс қаттылығы аймағы толық естілетін аймақ, ал 40-90 дБ дайындығы жоқ және тәжірибесіз тыңдаушылар дыбыстың мағынасын толық қабылдайтын ең жақсы естілетін аймақ болып табылады. Егер, әрине, ол оның ішінде болса.

Қуат

Тыңдау аймағында берілген көлем үшін жабдықтың қуатын есептеу электроакустиканың негізгі және ең қиын міндеті болуы мүмкін. Өзіңіз үшін жағдайда акустикалық жүйелерден (АС) өту жақсы: олардың қуатын жеңілдетілген әдіспен есептеңіз және UMZCH номиналды (ұзақ мерзімді) қуатын шың (музыкалық) динамиктерге тең алыңыз. Бұл жағдайда UMZCH бұл динамиктерге өзінің бұрмалануларын айтарлықтай қоспайды, олар қазірдің өзінде аудио жолындағы сызықтылықтың негізгі көзі болып табылады. Бірақ UMZCH тым күшті жасалмауы керек: бұл жағдайда өз шуының деңгейі есту шегінен жоғары болуы мүмкін, өйткені. ол максималды қуаттағы шығыс сигналының кернеу деңгейінен қарастырылады. Егер оны қарастыру өте қарапайым болса, онда қарапайым пәтердің немесе үйдің бөлмесіне және қалыпты сезімталдығы бар динамиктерге (дыбыс шығару) із қалдыруға болады. UMZCH оңтайлы қуат мәндері:

• 8 шаршы метрге дейін. м - 15-20 Вт.
• 8-12 ш. м - 20-30 Вт.
• 12-26 ш. м - 30-50 Вт.
• 26-50 ш. м - 50-60 Вт.
• 50-70 ш. м - 60-100 ватт.
• 70-100 ш. м - 100-150 ватт.
• 100-120 ш. м - 150-200 ватт.
• 120 шаршы метрден астам. м - учаскедегі акустикалық өлшемдер бойынша есептеу арқылы анықталады.

Динамика

UMZCH динамикалық диапазоны бірдей қаттылық қисықтарымен және қабылдаудың әртүрлі дәрежелері үшін шекті мәндермен анықталады:

1. Симфониялық музыка және симфониялық сүйемелдеумен джаз - 90 дБ (110 дБ - 20 дБ) идеалды, 70 дБ (90 дБ - 20 дБ) қолайлы. Қалалық пәтерде 80-85 дБ динамикасы бар дыбысты кез келген сарапшы идеалдан ажырата алмайды.
2. Басқа маңызды музыкалық жанрлар - 75 дБ тамаша, 80 дБ шатырдың үстінде.
3. Кез келген түрдегі поптар мен фильмдердің саундтректері - көзге 66 дБ жеткілікті, өйткені. бұл опустар жазу кезінде 66 дБ-ге дейін және тіпті 40 дБ-ге дейін қысылған, сондықтан кез келген нәрсені тыңдай аласыз.

Берілген бөлме үшін дұрыс таңдалған UMZCH динамикалық диапазоны + белгісімен алынған өзінің шу деңгейіне тең деп саналады, бұл деп аталады. сигнал-шу қатынасы.

SOI

Сызықты емес бұрмаланулар (NI) UMZCH кірісте болмаған шығыс сигнал спектрінің құрамдас бөліктері болып табылады. Теориялық тұрғыдан алғанда, NI-ді өз шуының деңгейіне «итеру» жақсы, бірақ техникалық тұрғыдан оны жүзеге асыру өте қиын. Іс жүзінде олар деп аталатындарды ескереді. маскировка әсері: шамамен төмен дыбыс деңгейінде. 30 дБ адамның құлағы қабылдайтын жиілік диапазоны тарылады, дыбыстарды жиілік бойынша ажырату мүмкіндігі де тарылады. Музыканттар ноталарды естиді, бірақ дыбыстың тембрін бағалау қиын. Музыкалық құлағы жоқ адамдарда маска эффектісі 45-40 дБ дыбыс деңгейінде байқалады. Сондықтан, THD 0,1% (110 дБ дыбыс деңгейінен -60 дБ) UMZCH қарапайым тыңдаушымен Hi-Fi ретінде бағаланады, ал THD 0,01% (-80 дБ) болса, оны жоқ деп санауға болмайды. дыбысты бұзу.

Шамдар

Соңғы мәлімдеме, мүмкін, түтік схемасын ұстанушылар арасында ашулануға дейін бас тартуды тудыруы мүмкін: олар тек түтіктер ғана нақты дыбыс береді, бірақ кез келген емес, сегіздіктің белгілі бір түрлерін айтады. Тынышталыңыз, мырзалар - ерекше түтік дыбысы фантастика емес. Мұның себебі - электронды түтіктер мен транзисторлар үшін түбегейлі әртүрлі бұрмалану спектрлері. Бұл, өз кезегінде, шамдағы электрон ағынының вакуумда қозғалуымен және онда кванттық әсерлердің пайда болмауымен байланысты. Транзистор - бұл кристалда шағын заряд тасымалдаушылар (электрондар мен тесіктер) қозғалатын кванттық құрылғы, бұл әдетте кванттық әсерлерсіз мүмкін емес. Сондықтан түтіктердің бұрмалану спектрі қысқа және таза: онда тек 3 - 4-ке дейінгі гармоникалар анық байқалады және комбинациялық құрамдас бөліктер өте аз (кіріс сигналының жиіліктерінің қосындылары мен айырмашылықтары және олардың гармоникалары). Сондықтан вакуумдық схемалар кезінде SOI гармоникалық коэффициент (KH) деп аталды. Транзисторларда бұрмалану спектрін (егер олар өлшенетін болса, резервтеу кездейсоқ болса, төменде қараңыз) 15-ші және одан жоғары құрамдас бөліктерге дейін бақылануы мүмкін және ондағы аралас жиіліктер жеткілікті.

Қатты дене электроникасының басында транзисторланған UMZCH конструкторлары олар үшін әдеттегі «түтік» SOI 1-2% алды; мұндай шамадағы түтік бұрмалану спектрі бар дыбысты қарапайым тыңдаушылар таза деп қабылдайды. Айтпақшы, ол кезде Hi-Fi тұжырымдамасы болған жоқ. Белгілі болды - олар түтіккен және саңырау естіледі. Транзисторлық технологияның даму процесінде Hi-Fi деген не және ол үшін не қажет екендігі туралы түсінік қалыптасты.

Қазіргі уақытта транзисторлық технологияның өсіп келе жатқан ауыртпалықтары сәтті еңсерілді және жақсы UMZCH шығысындағы бүйірлік жиіліктер арнайы өлшеу әдістерімен әрең алынады. Ал шам схемасын өнер санатына өтті деп санауға болады. Оның негізі кез келген болуы мүмкін, неге электроника сонда бара алмайды? Бұл жерде фотосуретке ұқсастық орынды болар еді. Заманауи цифрлық SLR суретті аккордеоны бар фанера қорапшасына қарағанда, өлшеусіз анық, егжей-тегжейлі, жарықтығы мен түс ауқымы бойынша тереңірек беретінін ешкім жоққа шығара алмайды. Бірақ ең керемет Nikon-ы бар біреу «бұл менің семіз мысығым бейбақ сияқты мас болып, табанын жайып ұйықтап жатыр» сияқты «суреттерді шертіп», ал Свемов пленкасындағы Смена-8М бар біреу оның алдында суретке түседі. халық беделді көрмеге жиналып жатыр.

Ескерту:және тағы бір рет тыныштандырыңыз - бәрі соншалықты жаман емес. Бүгінгі күні төмен қуатты шамдар UMZCH-де кем дегенде бір қолданба қалды, бірақ олар техникалық тұрғыдан қажет.

Эксперименттік стенд

Көптеген аудио әуесқойлары дәнекерлеуді әрең үйреніп, бірден «шамдарға кіреді». Бұл, керісінше, айыптауға тұрарлық емес. Шығуға деген қызығушылық әрқашан негізделген және пайдалы, ал электроника лампаларға айналды. Алғашқы компьютерлер түтікке негізделген, ал бірінші ғарыш аппаратының борттық электрондық жабдығы да түтікке негізделген: ол кезде транзисторлар болды, бірақ олар жерден тыс сәулеленуге төтеп бере алмады. Айтпақшы, ең қатаң құпиялылықпен түтік ... микросұлбалары да жасалды! Суық катодты микролампалар. Ашық дереккөздерде олар туралы жалғыз белгілі Митрофанов пен Пикерсгилдің «Заманауи қабылдағыш-күшейткіш лампалар» сирек кітабында айтылған.

Бірақ ән мәтіні жеткілікті, енді іске кірісейік. Суреттегі шамдармен айналысуды ұнататындар үшін. - тәжірибелер үшін арнайы жасалған UMZCH стендтік шамының диаграммасы: SA1 шығыс шамының жұмыс режимін ауыстырады, ал SA2 - қоректену кернеуі. Схема Ресей Федерациясында жақсы белгілі, аздап нақтылау тек шығыс трансформаторына әсер етті: енді сіз өзіңіздің 6P7S-ді әртүрлі режимдерде «жүргізіп» қана қоймай, сонымен қатар ультра сызықты режимде басқа шамдар үшін экран торының ауысу коэффициентін таңдай аласыз. ; шығыс пентодтары мен сәулелік тетродтардың басым көпшілігі үшін ол не 0,22-0,25, не 0,42-0,45 болады. Шығу трансформаторын өндіру үшін төменде қараңыз.

Гитаристер мен рокерлер

Бұл шамдарсыз жасай алмайтын жағдай. Өздеріңіз білетіндей, электрогитара пикаптан алдын ала күшейтілген сигнал арнайы префикс – термобекіткіш арқылы оның спектрін әдейі бұрмалау арқылы өткеннен кейін толыққанды жеке аспапқа айналды. Онсыз жіптің дыбысы тым өткір және қысқа болды, өйткені. электромагниттік пикап аспаптың дыбыс тақтасының жазықтығындағы оның механикалық тербелістерінің режимдеріне ғана әрекет етеді.

Көп ұзамай жағымсыз жағдай анықталды: термобекіткіші бар электр гитарасының дыбысы тек жоғары дыбыс деңгейінде толық күш пен жарықтылыққа ие болады. Бұл, әсіресе, ең «жаман» дыбысты беретін гумбукер пикапы бар гитаралар үшін айқын көрінеді. Бірақ үйде жаттығуға мәжбүр болған бастаушы туралы не деуге болады? Аспаптың дәл сол жерде қалай дыбысталатынын білмей, орындау үшін залға бармаңыз. Тек рок әуесқойлары өздерінің сүйікті нәрселерін толық шырынмен тыңдағысы келеді, ал рокерлер әдетте лайықты және жанжалсыз адамдар. Кем дегенде, рок-музыкаға қызығушылық танытатындар, және шектен шыққан орта емес.

Сонымен, өлімге әкелетін дыбыс, егер UMZCH түтік болса, тұрғын үй-жайлар үшін қолайлы дыбыс деңгейінде пайда болатыны анықталды. Оның себебі термобекіткіштен келетін сигнал спектрінің түтік гармоникасының таза және қысқа спектрімен ерекше әрекеттесуі болып табылады. Бұл жерде тағы да ұқсастық орынды: b / w фотосурет түсті фотоға қарағанда әлдеқайда мәнерлі болуы мүмкін, өйткені. көру үшін контур мен жарықты ғана қалдырады.

Түтік күшейткішті эксперимент үшін емес, техникалық қажеттіліктен қажет ететіндер көпке дейін түтік электроникасының қыр-сырын меңгеруге уақыттары жоқ, олар басқаларға құмар. UMZCH бұл жағдайда трансформаторсыз жасаған дұрыс. Дәлірек айтқанда, тұрақты ауытқусыз жұмыс істейтін бір жақты сәйкес шығыс трансформаторымен. Бұл тәсіл UMZCH шамының ең күрделі және маңызды жинағын жасауды айтарлықтай жеңілдетеді және тездетеді.

«Трансформаторсыз» UMZCH түтігінің шығу сатысы және оған арналған алдын ала күшейткіштер

Суретте оң жақта. UMZCH түтігінің трансформаторсыз шығыс сатысының диаграммасы берілген, ал сол жақта оған алдын ала күшейткіш нұсқалары берілген. Жоғарыда - өте терең реттеуді қамтамасыз ететін, бірақ UMZCH екі жақты динамикте жұмыс істегенде маңызды болуы мүмкін сигналға шағын фазалық бұрмалануларды енгізетін классикалық Баксандал схемасына сәйкес тонды басқару. Төменде сигналды бұзбайтын тонды басқаратын қарапайым алдын ала күшейткіш бар.

Бірақ соңына оралайық. Бірқатар шетелдік көздерде бұл схема ашылған деп саналады, алайда, электролиттік конденсаторлардың сыйымдылығын қоспағанда, оған ұқсас, 1966 жылғы Кеңес радиосы әуесқойларының анықтамалығында кездеседі. 1060 беттен тұратын қалың кітап. Ол кезде интернет және дискілердегі мәліметтер базасы болған жоқ.

Сол жерде, суреттің оң жағында, бұл схеманың кемшіліктері қысқаша, бірақ анық сипатталған. Жақсартылған, сол көзден, ізде берілген. күріш. оң жақта. Онда L2 экрандық торы анодты түзеткіштің орта нүктесінен қоректенеді (күш трансформаторының анодтық орамасы симметриялы), ал L1 экрандық торы жүктеме арқылы. Егер жоғары кедергілі динамиктердің орнына, алдыңғыдағыдай әдеттегі динамикпен сәйкес трансформаторды қосасыз. тізбек, шығыс қуаты шамамен. 12 Вт, өйткені трансформатордың бастапқы орамасының белсенді кедергісі 800 Ом-нан әлдеқайда аз. Трансформатор шығысымен осы соңғы кезеңнің SOI - шамамен. 0,5%

Трансформаторды қалай жасауға болады?

Күшті сигналдық төмен жиілікті (дыбыстық) трансформатор сапасының негізгі жаулары магниттік контурды (ядроны) айналып өтетін, күш сызықтары тұйықталған магниттік адасу өрісі, магниттік контурдағы құйынды токтар (Фуко токтары) болып табылады. және аз дәрежеде ядродағы магнитострикция. Осы құбылыстың кесірінен абайсызда жиналған трансформатор «ән шығарады», ызылдайды немесе дірілдейді. Фуко токтары магниттік тізбектің пластиналарының қалыңдығын азайту және құрастыру кезінде оларды лакпен қосымша оқшаулау арқылы күреседі. Шығу трансформаторлары үшін пластиналардың оңтайлы қалыңдығы 0,15 мм, рұқсат етілген ең жоғары - 0,25 мм. Шығу трансформаторы үшін жұқа пластиналарды алуға болмайды: ядроның (магниттік тізбектің орталық өзегі) болатпен толтыру коэффициенті төмендейді, берілген қуатты алу үшін магниттік тізбектің көлденең қимасын арттыру керек болады, ол ондағы бұрмалау мен жоғалтуларды ғана арттырады.

Тұрақты қиғаштықпен жұмыс істейтін дыбыс трансформаторының өзегінде (мысалы, бір жақты шығу сатысының анодтық тогы) магниттік емес шағын (есептеу арқылы анықталған) саңылау болуы керек. Магниттік емес саңылаудың болуы, бір жағынан, тұрақты ауытқудан сигналдың бұрмалануын азайтады; екінші жағынан, кәдімгі магниттік тізбекте ол адасқан өрісті арттырады және үлкенірек ядроны қажет етеді. Сондықтан магниттік емес саңылау оңтайлы есептелуі және мүмкіндігінше дәл орындалуы керек.

Магнитизациямен жұмыс істейтін трансформаторлар үшін өзекшенің оңтайлы түрі Shp пластиналарынан (тесілген), поз. 1 суретте. Оларда ядроның енуі кезінде магниттік емес саңылау пайда болады және сондықтан тұрақты; оның мәні пластиналарға арналған паспортта көрсетіледі немесе зондтар жиынтығымен өлшенеді. Қаңғыбас өріс ең аз, өйткені магнит ағыны жабылатын бүйірлік тармақтары тұтас. Shp пластиналары жиі магниттелусіз трансформатор өзектерін жинау үшін пайдаланылады, өйткені Шп плиталары жоғары сапалы трансформаторлық болаттан жасалған. Бұл жағдайда өзек қабаттасуға жиналады (пластиналар бір бағытта немесе басқа жақта ойықпен орналастырылған) және оның көлденең қимасы есептелгеннен 10% -ға артады.

Трансформаторларды магниттелусіз Ush өзектеріне орау жақсы (кеңейтілген терезелермен кішірейтілген биіктік), поз. 2. Оларда адасу өрісін азайту магниттік жолдың ұзындығын азайту арқылы жүзеге асырылады. USh тақталары Shp-ге қарағанда қол жетімді болғандықтан, магниттелуі бар трансформатор өзектері де олардан жасалады. Содан кейін өзекшені құрастыру кесу арқылы жүзеге асырылады: W-пластиналар орамы жиналады, магниттік емес саңылау мәніне тең қалыңдығы бар өткізбейтін магнитті емес материалдан жасалған жолақ төселеді, жабылады. секіргіштер пакетінен жасалған қамыт және қысқышпен бірге тартылған.

Ескерту:Жоғары сапалы құбырлы күшейткіштердің шығыс трансформаторларына арналған ШЛМ типті «аудио» сигналдық магниттік тізбектердің пайдасы аз, олардың бос өрісі үлкен.

Поз. 3 - трансформаторды есептеуге арналған өзек өлшемдерінің диаграммасы, поз. 4 орама жақтау дизайны, және поз. 5 - оның бөлшектерінің үлгілері. «Трансформаторсыз» шығыс сатысы үшін трансформаторға келетін болсақ, оны SLMme-де қабаттасу арқылы жасаған дұрыс, өйткені. қиғаштық шамалы (ығысқан ток экран торының токына тең). Мұндағы басты міндет – адасу өрісін азайту үшін орамдарды барынша ықшамдау; олардың белсенді кедергісі әлі де 800 Ом-нан әлдеқайда аз болады. Терезелерде неғұрлым бос орын қалса, трансформатор соғұрлым жақсы болды. Сондықтан орамалардың желінің бұрылуы (егер орау машинасы жоқ болса, бұл қорқынышты машина) ең жұқа сымнан трансформатордың механикалық есебі үшін анодты орама төсеу коэффициенті 0,6 ретінде қабылданады. Орам сымы PETV немесе PEMM маркалы, олардың оттегісіз өзегі бар. PETV-2 немесе PEMM-2 алудың қажеті жоқ, олар екі жақты лактау есебінен сыртқы диаметрі ұлғайған және шашырау өрісі үлкенірек болады. Бастапқы орама біріншіден жараланады, өйткені. дыбысқа ең көп әсер ететін оның қаңғыбас өрісі.

Бұл трансформаторға арналған үтікті пластиналар мен қысқыштардың бұрыштарындағы тесіктермен іздеу керек (оң жақтағы суретті қараңыз), себебі. «Толық бақыт үшін» магниттік тізбекті құрастыру келесі түрде жүзеге асырылады. тәртіп (әрине, сымдар мен сыртқы оқшаулауы бар орамдар жақтауда болуы керек):

1. Жартылай сұйылтылған акрил лак немесе ескі әдіспен шеллак дайындаңыз;
2. Секіргіштері бар тақтайшалар бір жағынан тез лакпен жабылады және қатты баспай, мүмкіндігінше тезірек жақтауға салынады. Бірінші пластина лакталған жағы ішке қарай, келесісі - лаксыз жағы бірінші лакталған жағына қарай және т.б.;
3. Жақтау терезесі толы болған кезде, қапсырмалар қолданылады және болттармен мықтап бекітіледі;
4. 1-3 минуттан кейін, бос орындардан лактың экструзиясы тоқтаған кезде, тақталар терезе толтырылғанша қайтадан қосылады;
5. Параграфтарды қайталаңыз. 2-4 терезе болатпен тығыз жабылғанша;
6. Өзек қайтадан мықтап тартылып, батареяда немесе сол сияқты кептіріледі. 3-5 күн.

Осы технологияны қолдану арқылы жиналған өзек өте жақсы пластина оқшаулауына және болат толтыруға ие. Магнитострикциядан болатын жоғалтулар мүлде анықталмайды. Бірақ есте сақтаңыз - олардың пермаллойының өзегі үшін бұл әдіс қолданылмайды, өйткені. күшті механикалық әсерлерден пермаллойдың магниттік қасиеттері қайтымсыз нашарлайды!

Микрочиптерде

UMZCH интегралды схемалардағы (IC) көбінесе орташа Hi-Fi деңгейіне дейін дыбыс сапасына қанағаттанатындар жасайды, бірақ арзандығымен, жылдамдығымен, құрастырудың қарапайымдылығымен және арнайы білімді қажет ететін кез келген реттеу процедураларының толық болмауымен қызықтырады. . Қарапайым, микросұлбалардағы күшейткіш манекен үшін ең жақсы нұсқа болып табылады. Мұнда жанрдың классигі - TDA2004 IC-дегі UMZCH, серияда тұрған, Құдай сақтасын, 20 жыл бойы, суретте сол жақта. Қуат - бір арнаға 12 Вт дейін, қоректендіру кернеуі - 3-18 В бірполярлы. Радиатордың ауданы - 200 шаршы метрден. максималды қуат үшін қараңыз. Артықшылығы - 12 В борттық желіден қуат алған кезде толық қуатты алып тастауға мүмкіндік беретін 1,6 Ом-ға дейін, өте төмен қарсылықта жұмыс істеу мүмкіндігі, ал 7-8 Вт - 6 вольтпен. қуат көзі, мысалы, мотоциклде. Дегенмен, B класындағы TDA2004 шығысы қосымша емес (бірдей өткізгіштіктегі транзисторларда), сондықтан дыбыс сөзсіз Hi-Fi емес: THD 1%, динамикасы 45 дБ.

Қазіргі заманғы TDA7261 жақсы дыбысты бермейді, бірақ күштірек, 25 Вт-қа дейін, өйткені. қоректендіру кернеуінің жоғарғы шегі 25 В-қа дейін ұлғайтылды. Төменгі шек, 4,5 В әлі де 6 В борттық желіден қуат алуға мүмкіндік береді, TDA7261 27 В ұшақтан басқа барлық дерлік борттық желілерден іске қосылуы мүмкін. Топсалы құрамдас бөліктердің көмегімен (суретте оң жақта байлау) TDA7261 мутация режимінде және St-By (Stand By) режимінде жұмыс істей алады. , күту) функциясы, ол белгілі бір уақыт ішінде кіріс сигналы болмаған кезде UMZCH-ті ең аз қуат тұтыну режиміне ауыстырады. Ыңғайлылықтар ақшаға тұрады, сондықтан стерео үшін сізге 250 шаршы метр радиаторлары бар TDA7261 жұбы қажет. әрқайсысы үшін қараңыз.

Ескерту:егер сізді St-By функциясы бар күшейткіштер қызықтырса, олардан 66 дБ кең динамиктерді күтпеу керек екенін есте сақтаңыз.

«Супер үнемді» қуаты бойынша TDA7482, сол жақта суретте жұмыс істейді деп аталатын. класс D. Мұндай UMZCH кейде сандық күшейткіштер деп аталады, бұл дұрыс емес. Шынайы цифрландыру үшін деңгей үлгілері қайталанатын жиіліктердің ең жоғарысынан екі есе кем емес кванттау жиілігінде аналогтық сигналдан алынады, әрбір үлгінің мәні қатені түзететін кодта жазылады және болашақта пайдалану үшін сақталады. UMZCH D класы - импульстік. Оларда аналог тікелей төмен жиіліктегі сүзгі (LPF) арқылы динамикке берілетін жоғары жиілікті импульстік ені модуляцияланған (PWM) импульстар тізбегіне түрлендіріледі.

D класындағы дыбыстың Hi-Fi-ға ешқандай қатысы жоқ: UMZCH D класы үшін THD 2% және 55 дБ динамикасы өте жақсы көрсеткіштер болып саналады. Және бұл жерде TDA7482, айта кету керек, таңдау оңтайлы емес: D класына маманданған басқа компаниялар UMZCH IC-ті арзанырақ шығарады және аз байлауды қажет етеді, мысалы, Paxx D-UMZCH сериясы, оң жақта суретте.

TDA-лардың ішінде 4 арналы TDA7385-ті атап өту керек, суретті қараңыз, онда сіз орташа Hi-Fi-ге дейінгі динамиктерге жиілікті 2 диапазонға бөлуге немесе сабвуфері бар жүйеге жақсы күшейткішті жинай аласыз. Төмен жиілікті және орташа жоғары жиілікті екі жағдайда да сүзгілеу әлсіз сигнал бойынша кірісте орындалады, бұл сүзгілердің дизайнын жеңілдетеді және жолақтарды тереңірек бөлуге мүмкіндік береді. Ал егер акустика сабвуфер болса, онда TDA7385-тің 2 арнасы көпір тізбегінің суб-ULF үшін бөлінуі мүмкін (төменде қараңыз), ал қалған 2-і орта-жоғары жиіліктер үшін пайдаланылуы мүмкін.

Сабвуферге арналған UMZCH

«Сабвуфер» немесе сөзбе-сөз «сабвуфер» деп аударуға болатын сабвуфер 150-200 Гц-ке дейінгі жиіліктерді шығарады, бұл диапазонда адам құлағы дыбыс көзінің бағытын іс жүзінде анықтай алмайды. Сабвуфері бар динамиктерде «сабвуфер» динамигі бөлек акустикалық дизайнда орналастырылған, бұл сабвуфер. Негізінде сабвуфер орналастырылған, өйткені ол ыңғайлырақ және стереоэффект акустикалық дизайны үшін ерекше талаптар жоқ шағын өлшемді динамиктері бар жеке MF-HF арналары арқылы қамтамасыз етіледі. Білгірлер стерео дыбысты арнаны толық ажырата отырып тыңдау әлі де жақсы екендігімен келіседі, бірақ сабвуфер жүйелері басс жолында ақшаны немесе жұмысты айтарлықтай үнемдейді және акустиканы шағын бөлмелерде орналастыруды жеңілдетеді, сондықтан олар қалыпты есту қабілеті бар тұтынушылар арасында танымал. және ерекше талап етпейді.

Орташа диапазондағы жоғары жиіліктердің сабвуферге және одан ауаға «ағып кетуі» стереоды қатты бұзады, бірақ егер сіз, айтпақшы, өте қиын және қымбат суббасты күрт «кесіп» алсаңыз, дыбыс шығады. құлаққа өте жағымсыз секіру әсері пайда болады. Сондықтан сабвуфер жүйелеріндегі арналарды сүзу екі рет орындалады. Кірісте басс «құйрықтары» бар MF-HF электр сүзгілерімен ерекшеленеді, олар MF-HF жолын шамадан тыс жүктемейді, бірақ суббассқа тегіс өтуді қамтамасыз етеді. Орташа диапазондағы «құйрықтары» бар басс біріктіріліп, сабвуферге арналған жеке UMZCH-ке беріледі. Стерео нашарламас үшін ортаңғы диапазон сүзіледі, сабвуферде қазірдің өзінде акустикалық: сабвуфер, мысалы, сабвуфердің ортаңғы диапазонды сыртқа шығармайтын резонаторлық камералары арасындағы бөлімге орналастырылған. суреттегі оң.

Сабвуферге арналған UMZCH-ге бірқатар нақты талаптар қойылады, олардың ішінде «манекештер» ең үлкен қуатты негізгі деп санайды. Бұл мүлдем дұрыс емес, айталық, бөлме үшін акустиканы есептеу бір динамик үшін W ең жоғары қуат берсе, сабвуфердің қуаты 0,8 (2 Вт) немесе 1,6 Вт қажет. Мысалы, S-30 динамиктері бөлмеге жарамды болса, сабвуфер 1,6x30 \u003d 48 ватт қажет.

Фазалық және өтпелі бұрмаланулардың болмауын қамтамасыз ету әлдеқайда маңызды: егер олар кетсе, міндетті түрде дыбыс секірісі болады. THD-ге келетін болсақ, ол 1% дейін қабылданады.Бұл деңгейдегі басс бұрмалары естілмейді (бірдей дыбыстың қисық сызықтарын қараңыз) және олардың ең жақсы естілетін орташа диапазон аймағындағы спектрінің «құйрықтары» сабвуферден шықпайды.

Фазалық және өтпелі бұрмалауларды болдырмау үшін сабвуферге арналған күшейткіш деп аталатынға сәйкес салынған. көпір тізбегі: 2 бірдей UMZCH шығыстары динамик арқылы қарама-қарсы бағытта қосылады; кірістерге сигналдар антифазада. Көпір тізбегінде фазалық және өтпелі бұрмаланудың болмауы шығыс сигнал жолдарының толық электрлік симметриясына байланысты. Көпірдің иықтарын құрайтын күшейткіштердің сәйкестігі бірдей чипте жасалған IC-де жұпталған UMZCH пайдалану арқылы қамтамасыз етіледі; бұл микросұлбалардағы күшейткіш дискреттіден жақсы болған жалғыз жағдай.

Ескерту: UMZCH көпірінің қуаты екі есе өспейді, кейбір адамдар ойлағандай, ол қоректендіру кернеуімен анықталады.

20 шаршы метрге дейінгі бөлмедегі сабвуферге арналған көпір UMZCH схемасының мысалы. m (кіріс сүзгілері жоқ) TDA2030 IC-де суретте келтірілген. сол. Қосымша орташа диапазонды сүзу R5C3 және R'5C'3 тізбектері арқылы жүзеге асырылады. Радиатор ауданы TDA2030 - 400 шаршы метрден. қараңыз Ашық шығысы бар Bridge UMZCH-тердің жағымсыз қасиеті бар: көпір теңгерімсіз болған кезде жүктеме тоғында динамикті өшіретін тұрақты құрамдас пайда болады және суббасстағы қорғаныс тізбектері жиі істен шығады, қажет болмаған кезде динамикті өшіреді. Сондықтан қымбат «dubovo» вуферді электролиттік конденсаторлардың полярлы емес батареяларымен қорғаған дұрыс (түспен бөлектелген және бүйірлік тақтада бір батареяның диаграммасы берілген.

Акустика туралы аздап

Сабвуфердің акустикалық дизайны - бұл ерекше тақырып, бірақ мұнда сызба берілгендіктен, түсіндірулер де қажет. Корпус материалы - MDF 24 мм. Резонаторлық түтіктер жеткілікті берік шырылдамайтын пластиктен, мысалы, полиэтиленнен жасалған. Құбырлардың ішкі диаметрі 60 мм, ішке қарай шығыңқы жерлер үлкен камерада 113 мм, ал кіші камерада 61 мм. Белгілі бір динамик басы үшін сабвуферді ең жақсы басс үшін және сонымен бірге стереоэффектіге ең аз әсер ету үшін қайта конфигурациялау қажет болады. Құбырларды баптау үшін олар ұзаққа созылады және ішке және сыртқа итеріп, қажетті дыбысқа қол жеткізеді. Құбырлардың сыртқы шығыңқы жерлері дыбысқа әсер етпейді, содан кейін олар кесіледі. Құбырдың параметрлері бір-біріне тәуелді, сондықтан сіз өңдеуге тура келеді.

Құлаққап күшейткіші

Құлаққапты күшейткіш көбінесе екі себеп бойынша қолмен жасалады. Біріншісі «жолда» тыңдауға арналған, яғни. үйден тыс жерде, ойнатқыштың немесе смартфонның аудио шығысының қуаты «түймелерді» немесе «лопушкаларды» құру үшін жеткіліксіз болған кезде. Екіншісі жоғары сапалы үй құлаққаптарына арналған. Кәдімгі қонақ бөлмеге арналған Hi-Fi UMZCH динамикасы 70-75 дБ дейін қажет, бірақ ең жақсы заманауи стереоқұлаққаптардың динамикалық диапазоны 100 дБ-ден асады. Мұндай динамикасы бар күшейткіш кейбір автомобильдерге қарағанда қымбатырақ және оның қуаты бір арнаға 200 ватт болады, бұл қарапайым пәтер үшін тым көп: өте төмен қуат деңгейінде тыңдау дыбысты бұзады, жоғарыдан қараңыз. Сондықтан, қуаты аз, бірақ жақсы динамикасы бар құлаққаптар үшін бөлек күшейткішті жасау мағынасы бар: мұндай салмағы бар тұрмыстық UMZCH бағасы тым жоғары.

Транзисторлардағы ең қарапайым құлаққап күшейткішінің диаграммасы pos. 1 сур. Дыбыс - қытайлық «түймелерді» қоспағанда, В класында жұмыс істейді. Ол сонымен қатар үнемділікте ерекшеленбейді - 13 мм литий батареялары толық көлемде 3-4 сағатқа жетеді. Поз. 2 - жолдағы құлаққаптарға арналған TDA классикалық. Дегенмен, дыбыс жолды цифрландырудың параметрлеріне байланысты орташа Hi-Fi деңгейіне дейін жақсы береді. TDA7050 бауының әуесқойлық жақсартулары сансыз, бірақ әлі ешкім дыбыстың келесі сынып деңгейіне өтуіне қол жеткізе алмады: «микруха» өзі мүмкіндік бермейді. TDA7057 (3-позиция) әлдеқайда функционалды, сіз дыбыс деңгейін басқаруды қос емес, әдеттегі потенциометрге қосуға болады.

TDA7350 құлаққаптарына арналған UMZCH (4-позиция) жақсы жеке акустиканы құруға арналған. Дәл осы IC-де құлаққап күшейткіштері орта және жоғары сыныптағы көптеген тұрмыстық UMZCH-де жиналады. KA2206B құлаққаптарына арналған UMZCH (5-ші позиция) қазірдің өзінде кәсіби болып саналады: оның максималды қуаты 2,3 Вт TDS-7 және TDS-15 сияқты елеулі изодинамикалық «лопусктерді» құру үшін жеткілікті.