Koʻpchilik qurilma ovoz chiqarganda, lekin biz xohlagan darajada baland ovozda chiqmasa, vaziyat bilan tanish. Nima qilish kerak? Ovozni qayta ishlab chiqaruvchi boshqa uskunani sotib olishingiz yoki audio chastotali quvvat kuchaytirgichni (keyingi o'rinlarda UMZCH) sotib olishingiz mumkin. Bundan tashqari, kuchaytirgichni qo'lda yig'ish mumkin.
Buni amalga oshirish uchun sizga faqat bipolyar tranzistorda emitent, baza va kollektor, drenaj, manba, maydondagi darvoza va boshqa elementar jihatlarni farqlash qobiliyati kabi elektronika bo'yicha asosiy bilimlar kerak bo'ladi..
Quyida koʻproq daromad olish uchun takomillashtirilishi kerak boʻlgan ovoz kuchaytirgichlarining eng muhim parametrlari, shuningdek, vakuum naychalari, tranzistorlar kabi turli xil asosiy komponentlarga yigʻilgan ushbu qurilmalarning eng oddiy sxemalari tavsiflanadi. operativ kuchaytirgichlar va integral mikrosxemalar.
Bundan tashqari, maqolada yuqori sifatli UMZCH sxemasi ko'rib chiqiladi. Uning tarkibi, parametrlari, shuningdek, dizayn xususiyatlari ta'sir qiladi. UMZCH Suxov sxemasi ham ko'rib chiqiladi.
UMZCH parametrlari
Kuchaytirgichning eng muhim parametriquvvat - kuchaytirish omili. U chiqish signalining kirish signaliga nisbatini ifodalaydi va uchta alohida parametrga bo'linadi:
- Joriy daromad. KI=Iout / Iin.
- Kuchlanish kuchayishi. KU=Uout / Uin.
- Quvvat ortishi. KP=Pout / Pin.
UMZCH holatida quvvatning oshishini hisobga olish oqilonaroq, chunki bu parametr kuchaytirishni talab qiladi, garchi quvvat qiymati - kirish va chiqish - oqimga bog'liqligini inkor etish ahmoqlikdir. va kuchlanish qiymatlari.
Albatta, kuchaytirgichlarda kuchaytirilgan signalning buzilish faktori kabi boshqa parametrlar ham bor, lekin ular daromadga nisbatan unchalik muhim emas.
Mukammal qurilmalar yo'qligini unutmang. Boshqa kamchiliklardan mahrum bo'lgan katta daromadga ega UMZCH yo'q. Boshqalar uchun har doim ba'zi parametrlarni qurbon qilishingiz kerak.
Elektrvakuum qurilmalarida UMZCH
Elektrovakuum qurilmalari - bu konstruksiyalarida vakuum yoki ma'lum bir gaz bo'lgan kolba, shuningdek kamida ikkita elektrod - katod va anod bo'lgan qurilmalar.
Kolba ichida uchta, beshta va hatto sakkizta qo'shimcha elektrod bo'lishi mumkin. Ikki elektrodli chiroq diod deb ataladi (yarim o'tkazgichli diod bilan adashtirmaslik kerak), uchtasi - triod, beshtasi - pentod.
Vakuum trubkasi quvvat kuchaytirgichlariOddiy musiqa ixlosmandlari va professional musiqachilar orasida juda yuqori baholanadi, chunki quvurlar "eng toza" kuchaytirgichni ta'minlaydi.
Bu qisman katoddan yuborilgan elektronlar anodga ketayotganda hech qanday qarshilikka duch kelmasligi va oʻzgarmagan holatda nishonga etib borishi bilan bogʻliq – ular zichlikda ham, tezlikda ham modulyatsiyalanmagan.
Tubli kuchaytirgichlar bozordagi eng qimmati hisoblanadi. Buning sababi, o'tgan asrda elektrovakuum qurilmalari endi keng qo'llanilmadi, mos ravishda ularni katta miqdorda ishlab chiqarish foydasiz bo'lib qoldi. Bu bir parcha mahsulot. Ammo bunday UMZCHlar, albatta, ularning pullariga arziydi: mashhur analoglar bilan solishtirganda, hatto integral mikrosxemalar bo'yicha ham farq aniq eshitiladi. Chipslar yoqmaydi.
Albatta, quvur kuchaytirgichlarini mustaqil ravishda yig'ish shart emas, ularni ixtisoslashgan do'konlarda xarid qilishingiz mumkin. Vakuum qurilmalaridagi kuchaytirgichlarning narxi ₽50 000 dan boshlanadi. Siz nisbatan arzon ishlatilgan variantlarni topishingiz mumkin (hatto ₽10 000 gacha), lekin ular sifatsiz bo'lishi mumkin. Yaxshi quvur kuchaytirgichlari qancha turadi? ₽100 000 dan. Juda yaxshi kuchaytirgichlar qancha turadi? Bir necha yuz ming rubldan.
Chiroqlarda juda koʻp UMZCH sxemalari mavjud, bu boʻlimda oddiy misol koʻrib chiqiladi.
Eng oddiy kuchaytirgichni triodga yig'ish mumkin. U bir davrli UMZCH davrlari sinfiga kiradi. Triodda uchinchi elektrod anod oqimini tartibga soluvchi boshqaruv panjarasi hisoblanadi. Unga o'zgaruvchan kuchlanish ulangan va manba signalining kattaligi va qutbliligidan foydalanib, siz yokianod oqimini kamaytiring yoki oshiring.
Agar siz tarmoqqa manfiy yuqori potentsialni ulasangiz, elektronlar unga joylashadi va kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim nolga teng bo'ladi. Agar tarmoqqa ijobiy potentsial qo'llanilsa, katoddan anodga elektronlar to'siqsiz o'tadi.
Anod oqimini sozlash orqali siz triodning ish nuqtasini oqim kuchlanish xarakteristikasi bo'yicha o'zgartirishingiz mumkin. Bu sizga ushbu elektrovakuum qurilmasining tok va kuchlanish kuchayish miqdorini (oxirida - quvvat) sozlash imkonini beradi.
Oddiy triod kuchaytirgichni yig'ish uchun siz o'zgaruvchan quvvat manbasini boshqaruv tarmog'iga ulashingiz, katodga nol potentsialni, anodga musbat potentsialni qo'llashingiz kerak. Balast qarshiligi odatda anodga ulanadi. Balast va anod orasidagi yukni olib tashlash kerak.
Kuchli signal sifatini yaxshilash uchun siz filtr kondensatorini yukga ketma-ket yoki parallel ravishda (aniq holatga qarab) ulashingiz, katodga parallel ulangan kondansatör va rezistorni ulashingiz va ikkita rezistordan iborat oddiy kuchlanish ajratgichni boshqaruv tarmog‘iga ulang.
Nazariy jihatdan, lampalardagi UMZCH sxemalariga muvofiq quvvat kuchaytirgichni klistronda yig'ish mumkin. Klystron - bu elektrovakuum qurilmasi, dizayni diodga o'xshash, lekin signalni kiritish va chiqarish uchun xizmat qiluvchi ikkita qo'shimcha terminalga ega. Ushbu qurilmada kuchaytirish katod tomonidan kollektorga (anodga o'xshash) chiqadigan elektronlar oqimining avval tezlikda, keyin esa zichlikda modulyatsiyasi tufayli sodir bo'ladi.
Bipolyar tranzistorlarda UMZCH
Bipolyar tranzistor - ikkita diodning sintezi. Bu quyidagi komponentlarga ega p-n-p yoki n-p-n elementi:
- emitter;
- tayanch;
- kollektor.
Tranzistorlarning tezligi va ishonchliligi odatda vakuumli qurilmalarnikidan yuqori. Hech kimga sir emaski, dastlab elektron kompyuterlar lampalar ustida ishlagan, ammo tranzistorlar paydo bo'lishi bilan ular tezda o'zlarining antidiluviy raqobatchilarining o'rnini bosgan va bugungi kungacha muvaffaqiyatli qo'llanilmoqda.
Keyin, quvvat kuchaytirgich pallasida n-p-n tranzistoridan foydalanish misoli ko'rib chiqiladi. Shuni ta'kidlash kerakki, elektronlar (n) teshiklardan (p) bir oz tezroq, mos ravishda n-p-n va p-n-p tranzistorlarining ishlashi ikkinchisining foydasiga emas.
Yana bir muhim nuance shundaki, bipolyar tranzistorlar bir nechta kommutatsiya davrlariga ega:
- Umumiy emitent (eng mashhur).
- Umumiy baza bilan.
- Umumiy manifold bilan.
Barcha sxemalar turli xil daromad parametrlariga ega. Quyidagi UMZCH sxemasi umumiy emitent ulanishiga ega.
N-p-n tranzistoriga asoslangan oddiy kuchaytirgichni yig'ish uchun uning bazasiga o'zgaruvchan kuchlanishni, kollektorga ijobiy potentsialni va emitentga salbiy potentsialni ulash kerak. Va taglik oldida va kollektor oldida va emitent oldida cheklovchi qarshiliklarni o'rnatish kerak. Yuk kollektor ballasti va kollektorning o'zi o'rtasida chiqariladi.
Elektrvakuum holatidagi kabitriod kuchaytirgichi, ushbu sxemada kuchaytirish sifatini yaxshilash uchun siz:
- taglik oldiga kuchlanish ajratgich va filtr kondensatorini o'rnating;
- emitterga parallel ulangan kondansatör va rezistorni o'rnating;
- shovqin va shovqinlarni bartaraf qilish uchun filtr kondensatorini yukga yoqing.
Agar ikkita shunday kuchaytiruvchi bosqich ketma-ket ulangan boʻlsa, ularning daromadlarini bir-biriga koʻpaytirish mumkin. Bu, albatta, qurilmaning dizaynini sezilarli darajada murakkablashtiradi, ammo bu ko'proq kuchaytirishga erishishga imkon beradi. To'g'ri, bu kaskadlarni cheksiz ravishda ulash ishlamaydi: bitta kuchaytirgichlar ketma-ket ulangan bo'lsa, ularning to'yinganlik ehtimoli shunchalik yuqori bo'ladi.
Agar tranzistor toʻyinganlik rejimida ishlayotgan boʻlsa, unda kuchaytiruvchi xususiyatlar haqida gap boʻlishi mumkin emas. Buni oqim kuchlanishining xarakteristikasiga qarab tekshirishingiz mumkin: tranzistorning ishlash nuqtasi, agar u to'yinganlik rejimida ishlayotgan bo'lsa, gorizontal qismda bo'ladi.
UMZCH FET
Keyin, MOS tipidagi tranzistorlardagi UMZCH sxemasi (metall-oksid-yarim o'tkazgich - dala effektli tranzistorning standart tuzilishi) ko'rsatiladi.
Dala effektli tranzistorlar tuzilishi bipolyar tranzistorlar bilan deyarli umumiylikga ega emas. Bundan tashqari, ularning ishlash printsipi bipolyar analoglarning ishlash printsipiga o'xshamaydi.
Dala effektli tranzistorlar elektr maydon tomonidan boshqariladi (bipolyar - oqim bilan). Ular oqim o'tkazmaydi va gamma nurlanishiga chidamli, shuningdek, deyiladiradioaktiv nurlanish. Oxirgi fakt audio quvvat kuchaytirgichni yaratmoqchi bo'lgan musiqachilar uchun hech qachon yordam berishi dargumon, ammo sanoatda dala effektli tranzistorlarning bu xususiyati juda qadrlanadi.
Ularning asosiy kamchiligi shundaki, ular statik elektr bilan yaxshi aloqada emas. Ushbu kelib chiqish tabiatining zaryadi ushbu turdagi tranzistorlarni o'chirib qo'yishi mumkin. Elementning kontaktiga barmoq bilan har qanday ehtiyotsizlik tegishi tranzistorga zarar etkazishi mumkin.
Ushbu elektron qismlarga quvvat kuchaytirgichlarini oʻrnatishda ushbu xususiyatlarni hisobga olish kerak.
O'z qo'lingiz bilan dala effektli tranzistorga UMZCH sxemasini qanday yig'ish mumkin? Qo'shimcha ko'rsatmalarga amal qilish kifoya.
Dala effektli tranzistordagi oddiy UMZCH sxemasi n-tipli kanalga ega p-n-birikmali dala effektli tranzistor yordamida yig'ilishi mumkin. Dizayn bipolyar tranzistorda kuchaytirgichni yig'ishda tasvirlanganga o'xshaydi, faqat eshik taglik o'rnini egalladi, kollektor - drenaj, emitent - manba.
UMZCH operatsion kuchaytirgichda
Operatsion kuchaytirgich (keyingi o'rinlarda OU) ikkita kirishga ega bo'lgan elektron komponentdir - inverting (signalni fazada 180 darajaga o'zgartiradi) va inverting bo'lmagan (signal fazasini o'zgartirmaydi) - shuningdek. quvvat manbai uchun bitta chiqish va bir juft kontakt. U past nol ofset kuchlanishiga va kirish oqimlariga ega. Bu qurilma juda yuqori daromadga ega.
OU ikkita rejimda ishlashi mumkin:
- kuchaytirgich rejimida;
- rejimdagenerator.
Op-amp kuchaytiruvchi rejimda ishlashi uchun unga salbiy teskari aloqa zanjirini ulash kerak. Bu rezistor bo'lib, u bir chiqish bilan op-ampning chiqishiga, ikkinchisi esa inverting kirishiga ulanadi.
Agar siz bir xil sxemani teskari boʻlmagan kirishga ulasangiz, siz ijobiy qayta aloqa davriga ega boʻlasiz va op-amp signal generatori sifatida ishlay boshlaydi.
Op-ampda bir nechta turdagi kuchaytirgichlar yigʻilgan:
- Inverting - signalni kuchaytiradi va uning fazasini 180 darajaga o'zgartiradi. Op-ampda teskari kuchaytirgichni olish uchun siz op-ampning inverting bo'lmagan kirishini erga ulashingiz va kuchaytirilishi kerak bo'lgan teskari kuchaytirgichga signal berishingiz kerak. Bunday holda, salbiy teskari aloqa davri haqida unutmasligimiz kerak.
- Inverting emas - signalni fazasini o'zgartirmasdan kuchaytiradi. Inverting bo'lmagan kuchaytirgichni yig'ish uchun op-ampga manfiy teskari aloqa zanjirini ulashingiz, inverting kiritishni yerga ulashingiz va op-ampning inverting bo'lmagan piniga signal berishingiz kerak.
- Differensial - differensial signallarni kuchaytiradi (fazada farq qiladigan, lekin amplituda va chastotada bir xil bo'lgan signallar). Differensial kuchaytirgichni olish uchun siz cheklovchi rezistorlarni op-ampning kirishlariga ulashingiz kerak, salbiy geribildirim davri haqida unutmang va kirish kontaktlariga ikkita signalni qo'llang: teskari bo'lmagan musbat qutblilik signali qo'llanilishi kerak. kiritish, invertingga salbiy signal.
- Measuring - differentsial kuchaytirgichning o'zgartirilgan versiyasi. Asbob kuchaytirgichi differentsial kuchaytirgich bilan bir xil funktsiyani bajaradi, faqatikkita op-ampning kirishlarini bog'laydigan potansiyometr yordamida daromadni sozlash qobiliyatiga ega. Bunday kuchaytirgichning dizayni ancha murakkab va bir emas, uchta op-ampni o'z ichiga oladi.
Ishlatuvchi kuchaytirgichlar bilan ishlash qanchalik qiyin? Op-amp davrlari uchun rezistorlar va kondensatorlar kabi mos komponentlarni topish ba'zan qiyin bo'lishi mumkin, chunki elementlarning diqqat bilan mos kelishi nafaqat nominal qiymatlarda, balki materiallarda ham talab qilinadi.
UMZCH integral mikrosxemalarda
Integratsiyalashgan sxemalar - bu muayyan vazifani bajarish uchun maxsus mo'ljallangan qurilmalar. UMZCHda bitta kichik mikrosxema katta tranzistorlar, operativ kuchaytirgichlar yoki vakuum qurilmalari kaskadini almashtiradi.
Hozirda TDA7057Q yoki TDA2030 kabi turli seriya raqamlariga ega TDA chiplari juda mashhur. Mikrosxemalarda juda ko'p UMZCH sxemalari mavjud.
O'z tarkibida ular juda kichik korpusda jihozlangan ko'p sonli rezistorlar, kondansatörler va operatsion kuchaytirgichlarga ega, ularning hajmi 1 yoki 2 rubl tangadan oshmaydi.
UMZCH loyihalash
Tekstolit taxtasida kerakli qismlarni sotib olish va o'tkazgichlarni chizishdan oldin rezistorlar va kondensatorlarning qiymatlarini aniqlab olish, shuningdek tranzistorlar, operatsion kuchaytirgichlar yoki integral mikrosxemalarning kerakli modellarini tanlash kerak..
Buni kompyuterda NI Multisim kabi maxsus dasturlar yordamida amalga oshirish mumkin. DAUshbu dastur elektron komponentlarning katta ma'lumotlar bazasini to'pladi. Uning yordami bilan siz har qanday elektron qurilmalarning ishlashini taqlid qilishingiz mumkin, hatto xatolarni hisobga olgan holda, sxemalarning ishlashini tekshirishingiz mumkin.
Bunday dasturiy ta'minot yordamida kuchli UMZCH sxemalarini sinab ko'rish ayniqsa qulay.
200W tranzistorli stereo kuchaytirgich sxemasi
Ushbu bo'limda ko'rib chiqilgan sxema yuqorida tavsiflanganidan ancha murakkabroq. Ammo uning kuchaytiruvchi xususiyatlari maqolada keltirilgan bipolyar, dala effektli tranzistorlar, shuningdek operativ kuchaytirgichlar va integral mikrosxemalar asosidagi konstruksiyalarga qaraganda yaxshiroq.
Bu mahsulotga quyidagi elementlar kiradi:
- Rezistorlar.
- Kondensatorlar (ham qutbli, ham qutbsiz).
- Diodalar.
- Zener diodi.
- Sigortalar.
- N-p-n-tipli bipolyar tranzistorlar.
- P-n-p bipolyar tranzistorlar.
- P-kanal IGFETlari.
- N-kanalli FET izolyatsiyalangan eshik.
Ushbu quvvat kuchaytirgichning parametrlari:
- Pnominal chiqish=200 Vt (har bir kanal uchun).
- Uchiqish bosqichi quvvati=50V (ozgina oʻzgarishlarga ruxsat beriladi).
- Ichiqish bosqichi dam olish=200 mA.
- Ibitta chiqish tranzistorining qolgan qismi=50 mA.
- Usezuvchanlik=0,75 V.
Ushbu qurilmaning barcha asosiy qismlari (transformator, tizimradiatorlar va taxtaning o'zi ko'rinishidagi sovutish) qalinligi 5 mm bo'lgan duralumin varaqdan yasalgan anodlangan shassisda joylashgan. Qurilmaning old paneli va ovoz balandligini boshqarish tugmalari bir xil materialdan tayyorlangan.
35 V kuchlanishli ikkita o'rashli transformatorni tayyor holda sotib olish mumkin. Toroidal shakldagi yadroni tanlash tavsiya etiladi (uning ishlashi ushbu sxemada tasdiqlangan) va quvvat 300 Vt bo'lishi kerak.
O'chirish uchun quvvat manbai ham UMZCH quvvat pallasiga ko'ra mustaqil ravishda yig'ilishi kerak. Uni qurish uchun sizga sug'urta, transformator, diodli ko'prik, shuningdek, to'rtta qutbli kondansatör kerak bo'ladi.
UMZCH quvvat manbai sxemasi xuddi shu bo'limda berilgan.
Har qanday elektr zanjirini yig'ishda eslash kerak bo'lgan uchta oddiy haqiqat:
- Polar kondensatorlarning qutbliligiga e'tibor bering. Agar siz kichik kuchaytirgich pallasida ortiqcha va minusni chalkashtirib yuborsangiz, unda hech qanday dahshatli narsa bo'lmaydi, UMZCH sxemasi shunchaki ishlamaydi, lekin aynan shunday ahamiyatsiz xatolik tufayli, birinchi qarashda, bortda uskuna va ekipaj bilan raketalar qulagan.
- Diyotlarning polaritesini kuzatishni unutmang: anod bilan katodni almashtirish ham taqiqlangan. Zener diyot uchun bu qoida ham tegishli.
- Asosiysi shundaki, siz qismlarni faqat diagrammada aloqa nuqtasi bo'lgan joyda lehimlashingiz kerak. Aksariyat noto'g'ri elektr zanjirlari aniq ishlamaydi, chunki o'rnatuvchi qismlarni lehimlamagan yoki kerak bo'lmagan joyda lehimlamagan.
Ushbu sxema eng yaxshi UMZCH sxemalaridan biriga kiritilganmi? Balki. Hamma narsaga bog'liqiste'molchining xohishi.
Suxov sxemasi
Agar oldingi quvvat kuchaytirgich sxemasini mustaqil ravishda yig'ish mumkin bo'lsa, chunki u nisbatan oz sonli elementlarni o'z ichiga oladi, u holda Suxov kuchaytirgich sxemasini qo'lda yig'magan ma'qul. Nega? Ko'p sonli elementlar va ulanishlar tufayli xato qilish ehtimoli yuqori, buning natijasida barcha muhim hajmdagi ishlarni qayta bajarish kerak bo'ladi.
Aslida ushbu boʻlimda keltirilgan sxemani Suxov sxemasi deb atash toʻgʻri emas. Bu VVS-2011 modelining yuqori aniqlikdagi UMZCHidir (ushbu turdagi UMZCH ning sxematik diagrammasi ushbu bo'limda keltirilgan). Tarkibida u dala effektli tranzistorlarni o'z ichiga olmaydi, lekin quyidagilarni o'z ichiga oladi:
- Zener diodlari.
- Nochiziqli rezistorlar.
- Oddiy rezistorlar.
- Polar va qutbsiz kondansatörler.
- Diodalar.
- Ikkala turdagi bipolyar tranzistorlar.
- OpAmps.
- Grottle.
Ushbu kiritish imkoniyatlari:
- P=150 Vt, Ryuklashda=8 ohm.
- Chiziqlik: 0,0002 - 0,0003% 20kHz, P=100W va Rload=4 ohm.
- Doimiy U=0 V uchun yordam.
- Mavjud AC sim qarshiligi kompensatsiyasi.
- Hozirgi himoya mavjudligi.
- UMZCH sxemasining Uexit dan himoyasi mavjudligi=const.
- Yumshoq ishga tushirish mavjudligi.
Bu sxema sanoat miqyosida yig'ilgan va kichik doskaga mos keladi. Supero'tkazuvchilarning joylashuvi va elementlarning joylashishini Internetda topish mumkin,qayerda bu materiallar bepul mavjud.
Suxov seriyasining sxemalari UMZCHning eng yaxshi sxemalaridan biridir.
Natija
Ovoz kuchaytirgichi professional musiqachilar va oddiy musiqa ixlosmandlari orasida juda mashhur qurilma. UMZCH ham vakuum qurilmalari va tranzistorlar asosida, ham operatsion kuchaytirgichlar, integral mikrosxemalar asosida amalga oshiriladi.
Bunday qurilmalarni ixtisoslashtirilgan do'konlarda xarid qilish mumkin yoki o'zingiz yasashingiz mumkin. Narxiga kelsak, quvur kuchaytirgichlari eng qimmat, integral mikrosxemalar esa eng arzoni.
UMZCH trubka davrlari integral yoki tranzistorli UMZCH davrlariga qaraganda yuqori daromad sifatiga ega. Aynan shuning uchun odamlar bunday qurilmalarni ₽50 000, ₽ 100 000 va ₽ 450 000 ga sotib olishga tayyor.
Kuchaytirgichlarni oʻzingiz yigʻayotganda quyidagi qoidalarni esda tuting:
- Diodlar, zener diodlar va boshqa anod-katod qurilmalari, shuningdek, qutbli kondansatkichlarning qutblarini chalkashtirib yuborish qat'iyan man etiladi. Buning natijasida yig'ilgan UMZCH sxemasi ishlamasligi bilan bog'liq.
- Sxemani yig'ishda siz chizmada aloqa nuqtasi bo'lgan qismlarni lehimlashingiz kerak. Aniq qoidaga o'xshaydi. Bu toʻgʻri, lekin koʻpchilik oʻrnatuvchilar buni unutishadi.
Agar siz yuqorida keltirilgan barcha tavsiyalardan foydalansangiz, tranzistorlar yoki boshqa elementlardagi UMZCH sxemasiga muvofiq yaxshi ovoz kuchaytirgichni o'zingiz yig'ishingiz mumkin.
