Tranzistor kuchaytirgich o'zining uzoq tarixiga qaramay, yangi boshlanuvchilar va tajribali radio havaskorlari uchun sevimli o'rganish mavzusi bo'lib qolmoqda. Va bu tushunarli. Bu eng mashhur havaskor radio qurilmalarining ajralmas komponenti: radio qabul qiluvchilar va past (tovush) chastotali kuchaytirgichlar. Biz eng oddiy past chastotali tranzistorli kuchaytirgichlar qanday qurilganini ko'rib chiqamiz.
Amp chastotali javob
Har qanday televizor yoki radio qabul qilgichda, har bir musiqa markazida yoki ovoz kuchaytirgichda tranzistorli ovoz kuchaytirgichlarini (past chastotali - LF) topishingiz mumkin. Ovoz tranzistorli kuchaytirgichlarning boshqa turlaridan farqi ularning chastotali javobidadir.
Tranzistorli audio kuchaytirgich 15 Gts dan 20 kHz gacha bo'lgan chastota diapazonida bir xil chastotali javobga ega. Bu shuni anglatadiki, ushbu diapazondagi chastotaga ega bo'lgan barcha kirish signallari kuchaytirgich tomonidan o'zgartiriladi (kuchaytiriladi).taxminan bir xil. Quyidagi rasmda "kuchaytirgich kuchayishi Ku - kirish signali chastotasi" koordinatalarida audio kuchaytirgich uchun ideal chastota javob egri chizig'i ko'rsatilgan.
Bu egri chiziq 15Hz dan 20kHz gacha deyarli tekis. Bu shuni anglatadiki, bunday kuchaytirgich 15 Hz dan 20 kHz gacha bo'lgan chastotali kirish signallari uchun maxsus ishlatilishi kerak. 20 kHz dan yuqori yoki 15 Gts dan past chastotali kirish signallari uchun uning samaradorligi va ishlashi tezda yomonlashadi.
Kuchaytirgichning chastota ta'sirining turi uning sxemasining elektr radio elementlari (ERE) va birinchi navbatda tranzistorlarning o'zlari tomonidan belgilanadi. Transistorlar asosidagi audio kuchaytirgich odatda kirish signallarining umumiy o'tkazish qobiliyati o'nlab va yuzlab Gts dan 30 kHz gacha bo'lgan past va o'rta chastotali tranzistorlarga yig'iladi.
Amplifikator sinfi
Ma'lumki, tranzistor kuchaytiruvchi bosqich (kuchaytirgich) orqali oqim oqimining butun davri davomida uzluksizligi darajasiga qarab, uning ishlashining quyidagi sinflari ajratiladi: "A", "B", "AB", "C", "D ".
Ishlash sinfida "A" oqimi kirish signali davrining 100% davomida bosqichdan o'tadi. Bu sinfdagi kaskad quyidagi rasmda tasvirlangan.
"AB" toifali kuchaytirgich bosqichida oqim u orqali 50% dan ortiq, lekin kirish signali davrining 100% dan kamroq vaqt davomida oqadi (quyidagi rasmga qarang).
"B" bosqichining ishlash sinfida oqim rasmda ko'rsatilganidek, kirish signali davrining to'liq 50% u orqali o'tadi.
Nihoyat, "C" bosqichida ishlash sinfida oqim u orqali kirish signali davrining 50% dan kamroq vaqt davomida oqadi.
LF-tranzistorli kuchaytirgich: ishning asosiy sinflarida buzilish
Ish maydonida "A" klassi tranzistorli kuchaytirgich past darajadagi chiziqli bo'lmagan buzilishlarga ega. Ammo agar signal tranzistorlarning to'yinganligiga olib keladigan kuchlanishdagi impulsli kuchlanishlarga ega bo'lsa, chiqish signalining har bir "standart" harmonikasi atrofida yuqori harmonikalar (11-gacha) paydo bo'ladi. Bu tranzistorli yoki metall tovush deb ataladigan hodisani keltirib chiqaradi.
Tranzistorlardagi past chastotali quvvat kuchaytirgichlari barqaror bo'lmagan quvvat manbaiga ega bo'lsa, ularning chiqish signallari tarmoq chastotasiga yaqin amplituda modulyatsiya qilinadi. Bu chastota javobining chap chetida tovushning qattiqligiga olib keladi. Har xil kuchlanishni barqarorlashtirish usullari kuchaytirgich dizaynini murakkablashtiradi.
Bir uchli A toifali kuchaytirgichning odatiy samaradorligi har doim yoqilgan tranzistor va doimiy oqim komponentining uzluksiz oqimi tufayli 20% dan oshmaydi. Siz A sinfidagi kuchaytirgichni surish-pull qilishingiz mumkin, samaradorlik biroz oshadi, ammo signalning yarim to'lqinlari yanada assimetrik bo'ladi. Kaskadning "A" ishchi sinfidan "AB" ishchi sinfiga o'tkazilishi chiziqli bo'lmagan buzilishni to'rt baravar oshiradi, garchi uning sxemasining samaradorligi oshadi.
B"AB" va "B" sinflarining kuchaytirgichlari signal darajasining pasayishi bilan buzilish kuchayadi. Musiqaning kuchi va dinamikasini toʻliq his qilish uchun siz beixtiyor bunday kuchaytirgichni balandroq yoqmoqchi boʻlasiz, lekin koʻpincha bu unchalik yordam bermaydi.
Oʻrta darajadagi ish sinflari
"A" ish klassi o'zgarishi bor - "A+" sinf. Bunday holda, ushbu toifadagi kuchaytirgichning past kuchlanishli kirish tranzistorlari "A" sinfida ishlaydi va kuchaytirgichning yuqori kuchlanishli chiqish tranzistorlari, ularning kirish signallari ma'lum darajadan oshib ketganda, "B" sinflariga kiradi yoki "AB". Bunday kaskadlarning samaradorligi sof "A" sinfiga qaraganda yaxshiroqdir va chiziqli bo'lmagan buzilish kamroq (0,003% gacha). Shu bilan birga, ular chiqish signalida yuqoriroq harmonikalar mavjudligi sababli "metall" ovoz chiqaradi.
Boshqa toifadagi kuchaytirgichlar - "AA" chiziqli bo'lmagan buzilish darajasi bundan ham pastroq - taxminan 0,0005%, lekin yuqori harmoniklar ham mavjud.
A sinfidagi tranzistor kuchaytirgichga qaytilsinmi?
Bugungi kunda yuqori sifatli ovozni qayta ishlab chiqarish sohasidagi ko'plab mutaxassislar quvur kuchaytirgichlariga qaytishni qo'llab-quvvatlamoqda, chunki ular tomonidan chiqish signaliga kiritilgan chiziqli bo'lmagan buzilishlar va yuqori harmonikalar tranzistorlarnikidan pastroq.. Biroq, bu afzalliklar asosan yuqori empedansli quvur chiqish bosqichi va past empedansli dinamiklar o'rtasida mos keladigan transformatorga bo'lgan ehtiyoj bilan qoplanadi. Biroq, oddiy tranzistorli kuchaytirgich quyida ko'rsatilgandek transformator chiqishi bilan tayyorlanishi mumkin.
Bundan tashqari, faqat gibrid quvur-tranzistorli kuchaytirgich yakuniy ovoz sifatini ta'minlashi mumkin, uning barcha bosqichlari bir tomonlama, salbiy teskari aloqa bilan qoplanmaydi va "A" sinfida ishlaydi. Ya'ni, bunday quvvat izdoshi bitta tranzistorda kuchaytirgichdir. Uning sxemasi maksimal erishish mumkin bo'lgan samaradorlikka ega bo'lishi mumkin ("A" sinfida) 50% dan ko'p bo'lmagan. Ammo kuchaytirgichning kuchi ham, samaradorligi ham ovozni qayta ishlab chiqarish sifatining ko'rsatkichlari emas. Shu bilan birga, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan barcha ERE xususiyatlarining sifati va chiziqliligi alohida ahamiyatga ega.
Bir uchli kontaktlarning zanglashiga olib kelishi sababli, biz ularning variantlarini quyida koʻrib chiqamiz.
Bir uchli bitta tranzistorli kuchaytirgich
Uning "A" sinfida ishlash uchun kirish va chiqish signallari uchun umumiy emitent va R-C ulanishlari bilan tuzilgan sxemasi quyidagi rasmda ko'rsatilgan.
U n-p-n tranzistor Q1ni ko'rsatadi. Uning kollektori +Vcc musbat terminaliga tokni cheklovchi R3 rezistori orqali, emitenti esa -Vcc ga ulangan. p-n-p tranzistorli kuchaytirgich bir xil sxemaga ega bo'ladi, lekin quvvat manbai simlari teskari bo'ladi.
C1 - bu AC kirish manbasini doimiy kuchlanish manbaidan Vcc ajratuvchi ajratuvchi kondansatkich. Shu bilan birga, C1 tranzistor Q1 ning tayanch-emitter birikmasi orqali o'zgaruvchan kirish oqimining o'tishiga to'sqinlik qilmaydi. R1 va R2 rezistorlari qarshilik bilan birgao'tish "E - B" statik rejimda Q1 tranzistorining ish nuqtasini tanlash uchun kuchlanish bo'luvchi Vcc hosil qiladi. Ushbu sxema uchun odatiy R2=1 kOhm qiymati va ish nuqtasining pozitsiyasi Vcc / 2 dir. R3 kollektor pallasida yuk qarshiligi bo'lib, kollektorda o'zgaruvchan kuchlanishli chiqish signalini yaratish uchun ishlatiladi.
Vcc=20 V, R2=1 kOm va oqim kuchayishi h=150 deb faraz qiling. Biz emitentdagi kuchlanishni Ve=9 V tanlaymiz va "A - B" o'tishdagi kuchlanish pasayishi. Vbe=0,7 V ga teng qabul qilingan Bu qiymat kremniy tranzistor deb ataladigan narsaga to'g'ri keladi. Agar biz germaniy tranzistorlari asosidagi kuchaytirgichni nazarda tutgan bo'lsak, u holda "E - B" ochiq birikmasidagi kuchlanishning pasayishi Vbe=0,3 V bo'ladi.
Emitent oqimi, taxminan kollektor oqimiga teng
Ie=9 V/1 kŌ=9 mA ≈ Ic.
Asosiy oqim Ib=Ic/h=9mA/150=60uA.
R1 rezistoridagi kuchlanish pasayishi
V(R1)=Vcc - Vb=Vcc - (Vbe + Ve)=20V - 9.7V=10.3V
R1=V(R1)/Ib=10, 3 V/60 uA=172 kOm.
C2 emitter oqimining o'zgaruvchan komponentining (aslida kollektor oqimi) o'tish davrini yaratish uchun kerak. Agar u mavjud bo'lmasa, u holda R2 rezistori o'zgaruvchan komponentni keskin cheklab qo'ygan bo'lardi, shuning uchun ko'rib chiqilayotgan bipolyar tranzistor kuchaytirgich past oqimga ega bo'lar edi.
Bizning hisob-kitoblarimizda biz Ic=Ib h deb faraz qildik, bu erda Ib - emitentdan unga oqib o'tadigan va bazaga egilish kuchlanishi qo'llanilganda paydo bo'ladigan asosiy oqim. Biroq, har doim baza orqali (ofset bilan ham, ofsetsiz ham)Icb0 kollektoridan oqish oqimi ham mavjud. Shuning uchun haqiqiy kollektor oqimi Ic=Ib h + Icb0 h, ya'ni. OE bilan zanjirdagi qochqin oqimi 150 marta kuchaytiriladi. Agar biz germaniy tranzistorlariga asoslangan kuchaytirgichni ko'rib chiqsak, hisob-kitoblarda bu holat hisobga olinishi kerak edi. Gap shundaki, germaniy tranzistorlari bir necha mA darajasidagi muhim Icb0 ga ega. Kremniyda u uch daraja kichikroq (taxminan bir necha nA), shuning uchun u odatda hisob-kitoblarda e'tiborga olinmaydi.
Bir uchli MIS tranzistorli kuchaytirgich
Har qanday dala effektli tranzistorli kuchaytirgich singari, ko'rib chiqilayotgan sxema ham bipolyar tranzistorli kuchaytirgichlar orasida o'z analogiga ega. Shuning uchun, umumiy emitent bilan oldingi sxemaning analogini ko'rib chiqing. U umumiy manba va "A" sinfida ishlash uchun kirish va chiqish signallari uchun R-C ulanishlari bilan amalga oshiriladi va quyidagi rasmda ko'rsatilgan.
Bu erda C1 bir xil ajratuvchi kondansatkich bo'lib, uning yordamida AC kirish manbai doimiy kuchlanish manbai Vdd dan ajratiladi. Ma'lumki, har qanday dala effektli tranzistor kuchaytirgichi MOS tranzistorlarining eshik potentsialiga ularning manbalarining potentsialidan past bo'lishi kerak. Ushbu sxemada eshik R1 tomonidan erga ulanadi, bu odatda yuqori qarshilikka ega (100 kŌ dan 1 MŌ gacha), u kirish signalini o'tkazmaydi. R1 orqali oqim deyarli yo'q, shuning uchun kirish signali bo'lmaganda eshik potentsiali tuproq potentsialiga teng. Rezistor R2 ustidagi kuchlanishning pasayishi tufayli manba potentsiali tuproq potentsialidan yuqori. Shunday qilibShunday qilib, darvoza potentsiali Q1 ning normal ishlashi uchun zarur bo'lgan manba potentsialidan pastroqdir. Kondansatör C2 va rezistor R3 oldingi sxemada bo'lgani kabi bir xil maqsadga ega. Bu umumiy manba zanjiri boʻlgani uchun kirish va chiqish signallari 180° ga fazadan tashqarida.
Transformator chiqish kuchaytirgichi
Quyidagi rasmda ko'rsatilgan uchinchi bir bosqichli oddiy tranzistorli kuchaytirgich ham "A" sinfida ishlash uchun umumiy emitent sxemasiga muvofiq ishlab chiqarilgan, ammo u mos keladigan qurilma orqali past empedansli dinamikga ulangan. transformator.
T1 transformatorining birlamchi oʻrashi Q1 tranzistorining kollektor davri yukidir va chiqish signalini ishlab chiqadi. T1 chiqish signalini karnayga yuboradi va tranzistorning chiqish empedansi past (bir necha ohm tartibida) dinamik empedansiga mos kelishini ta'minlaydi.
R1 va R3 rezistorlarida yig'ilgan Vcc kollektor quvvat manbaining kuchlanish bo'luvchisi Q1 tranzistorining ish nuqtasini tanlashni ta'minlaydi (uning bazasiga kuchlanish kuchlanishini beradi). Kuchaytirgichning qolgan elementlarining maqsadi avvalgi sxemalar bilan bir xil.
Push-pull audio kuchaytirgich
Ikki tranzistorli push-pull past chastotali kuchaytirgich kirish audio signalini ikkita fazadan tashqari yarim to'lqinlarga ajratadi, ularning har biri o'z tranzistor bosqichi bilan kuchaytiriladi. Bunday kuchaytirish amalga oshirilgandan so'ng, yarim to'lqinlar dinamik tizimga uzatiladigan to'liq harmonik signalga birlashtiriladi. Past chastotali bunday transformatsiyasignal (bo'linish va qayta termoyadroviy), albatta, zanjirning ikkita tranzistorining chastotasi va dinamik xususiyatlaridagi farq tufayli undagi qaytarilmas buzilishlarni keltirib chiqaradi. Bu buzilish kuchaytirgich chiqishidagi ovoz sifatini pasaytiradi.
"A" sinfida ishlaydigan surish-tortish kuchaytirgichlari murakkab audio signallarni yetarlicha qaytara olmaydi, chunki ularning qo'llarida doimiy doimiy oqim o'sib boradi. Bu signalning yarim to'lqinlarining assimetriyasiga, fazalarning buzilishiga va oxir-oqibat, ovozning tushunarliligini yo'qotishiga olib keladi. Qizdirilganda ikkita kuchli tranzistorlar past va infra-past chastotalarda signal buzilishini ikki baravar oshiradi. Ammo shunga qaramay, surish sxemasining asosiy afzalligi uning maqbul samaradorligi va yuqori chiqish quvvatidir.
Push-pull tranzistorli quvvat kuchaytirgich sxemasi rasmda ko'rsatilgan.
Bu "A" sinf kuchaytirgich, lekin "AB" va hatto "B" sinfidan ham foydalanish mumkin.
Transformersiz tranzistorli quvvat kuchaytirgich
Transformatorlar, o'zlarining miniatyuralarida erishilgan yutuqlarga qaramay, hali ham eng katta, og'ir va qimmat ERE hisoblanadi. Shuning uchun transformatorni har xil turdagi ikkita kuchli qo'shimcha tranzistorda (n-p-n va p-n-p) ishga tushirish orqali uni surish pallasidan chiqarib tashlash usuli topildi. Ko'pgina zamonaviy quvvat kuchaytirgichlari ushbu printsipdan foydalanadi va "B" sinfida ishlashga mo'ljallangan. Bunday quvvat kuchaytirgichning sxemasi quyidagi rasmda ko'rsatilgan.
Uning ikkala tranzistori umumiy kollektor (emitter izdoshi) sxemasiga muvofiq ulangan. Shuning uchun sxema kirish kuchlanishini kuchaytirmasdan chiqishga o'tkazadi. Agar kirish signali bo'lmasa, ikkala tranzistor ham yoqilgan holat chegarasida, lekin ular o'chirilgan.
Garmonik signal kiritilganda uning musbat yarim toʻlqini TR1 ni ochadi, lekin p-n-p tranzistor TR2ni toʻliq oʻchirish rejimiga qoʻyadi. Shunday qilib, faqat kuchaytirilgan oqimning ijobiy yarim to'lqini yuk orqali oqadi. Kirish signalining salbiy yarim to'lqini faqat TR2 ni ochadi va TR1 ni o'chiradi, shuning uchun kuchaytirilgan oqimning salbiy yarim to'lqini yukga beriladi. Natijada yukga to'liq quvvat kuchaytirilgan (joriy kuchayishi tufayli) sinusoidal signal uzatiladi.
Yagona tranzistorli kuchaytirgich
Yuqoridagilarni oʻzlashtirish uchun biz oʻz qoʻllarimiz bilan oddiy tranzistorli kuchaytirgichni yigʻamiz va uning qanday ishlashini aniqlaymiz.
BC107 tipidagi kam quvvatli T tranzistorining yuki sifatida biz 2-3 kOhm qarshilikka ega minigarnituralarni yoqamiz, biz yuqori qarshilikli R rezistoridan bazaga kuchlanish kuchlanishini qo'llaymiz. MŌ, biz T asosiy pallasida sig'imi 10 mF dan 100 mF gacha bo'lgan ajratuvchi elektrolitik kondansatör C ni yoqamiz. Biz kontaktlarning zanglashiga 4,5 V / 0,3 A batareyadan quvvat beramiz.
Agar R rezistori ulanmagan boʻlsa, u holda na Ib tayanch toki, na kollektor oqimi Ic boʻlmaydi. Agar rezistor ulangan bo'lsa, u holda bazadagi kuchlanish 0,7 V ga ko'tariladi va u orqali Ib \u003d 4 mA oqim o'tadi. Koeffitsienttranzistorning joriy kuchayishi 250 ga teng, bu Ic=250Ib=1 mA ni beradi.
O'z qo'llarimiz bilan oddiy tranzistorli kuchaytirgichni yig'ib, endi uni sinab ko'rishimiz mumkin. Eshitish vositalarini ulang va barmog'ingizni diagrammaning 1-bandiga qo'ying. Siz shovqin eshitasiz. Sizning tanangiz 50 Gts chastotada elektr tarmog'ining nurlanishini sezadi. Eshitish vositalaridan eshitadigan shovqin - bu radiatsiya, faqat tranzistor tomonidan kuchaytiriladi. Keling, ushbu jarayonni batafsilroq tushuntiramiz. 50 Gts chastotali AC kuchlanish tranzistorning bazasiga kondansatör C orqali ulanadi. Poydevordagi kuchlanish endi Rrezistoridan keladigan doimiy oqim kuchlanishining (taxminan 0,7 V) va AC barmoq kuchlanishining yig'indisiga teng. Natijada, kollektor oqimi 50 Gts chastotali o'zgaruvchan komponentni oladi. Bu o‘zgaruvchan tok karnaylarning membranasini bir xil chastotada oldinga va orqaga siljitish uchun ishlatiladi, ya’ni biz chiqishda 50 Gts ohangni eshitishimiz mumkin.
50 Gts shovqin darajasini eshitish unchalik qiziq emas, shuning uchun siz past chastotali manbalarni (CD pleer yoki mikrofon) 1 va 2 nuqtalarga ulashingiz va kuchaytirilgan nutq yoki musiqani eshitishingiz mumkin.
