Leistungsstarke Bipolartransistor-Verstärkerschaltung. Do-it-yourself-Transistorverstärker der Klasse A. Zweistufiger Transistorverstärker

Auf Habré gab es bereits Veröffentlichungen über DIY-Röhrenverstärker, die sehr interessant zu lesen waren. Zweifellos klingen sie wunderbar, aber für den täglichen Gebrauch ist es einfacher, ein Transistorgerät zu verwenden. Transistoren sind praktischer, da sie vor dem Betrieb nicht aufgewärmt werden müssen und langlebiger sind. Und nicht jeder wagt es, eine Lampensaga mit Anodenpotentialen unter 400 V zu beginnen, und Transistortransformatoren für ein paar zehn Volt sind viel sicherer und einfach günstiger.

Ich wählte die Schaltung von John Linsley Hood aus dem Jahr 1969 als zu reproduzierende Schaltung, wobei ich die Parameter des Autors basierend auf der Impedanz meiner Lautsprecher von 8 Ohm nahm.

Das vor fast 50 Jahren veröffentlichte klassische Schema eines britischen Ingenieurs ist immer noch eines der reproduzierbarsten und sammelt ausschließlich über sich positive Bewertungen. Dafür gibt es viele Erklärungen:
- Die minimale Anzahl von Elementen vereinfacht die Installation. Es wird auch angenommen, dass je einfacher das Design ist, desto besserer Klang;
- trotz der Tatsache, dass es zwei Ausgangstransistoren gibt, müssen sie nicht in komplementäre Paare sortiert werden;
- Eine Leistung von 10 Watt mit einem Spielraum reicht für gewöhnliche menschliche Wohnungen aus, und eine Eingangsempfindlichkeit von 0,5 bis 1 Volt stimmt sehr gut mit der Leistung der meisten Soundkarten oder Player überein.
- Klasse A - ist in Afrika auch Klasse A, wenn es um guten Klang geht. Über Vergleich mit anderen Klassen wird ein wenig niedriger sein.

Internes Design

Der Verstärker startet mit Strom. Die Trennung von zwei Kanälen für Stereo erfolgt am besten von zwei verschiedenen Transformatoren, aber ich habe mich auf einen Transformator mit zwei Sekundärwicklungen beschränkt. Nach diesen Wicklungen existiert jeder Kanal für sich, also dürfen wir nicht vergessen, alles unten Erwähnte mit zwei zu multiplizieren. Auf dem Steckbrett machen wir Brücken auf Schottky-Dioden für den Gleichrichter.

Dies ist bei gewöhnlichen Dioden oder sogar vorgefertigten Brücken möglich, aber dann müssen sie mit Kondensatoren überbrückt werden, und der Spannungsabfall an ihnen ist größer. Nach den Brücken gibt es CRC-Filter aus zwei 33.000-Mikrofarad-Kondensatoren und einem 0,75-Ohm-Widerstand dazwischen. Wenn Sie sowohl die Kapazität als auch den Widerstand verringern, wird der CRC-Filter billiger und erwärmt sich weniger, aber die Welligkeit nimmt zu, was nicht comme il faut ist. Diese Parameter sind IMHO in Bezug auf den Preiseffekt angemessen. Im Filter wird ein leistungsstarker Zementwiderstand benötigt, der mit einem Ruhestrom von bis zu 2 A 3 W Wärme abführt, daher ist es besser, ihn mit einem Spielraum von 5-10 W zu nehmen. Für den Rest der Widerstände im Stromkreis reichen 2 W aus.

Als nächstes gehen wir zur Verstärkerplatine selbst über. In Online-Shops werden viele fertige Bausätze verkauft, aber es gibt nicht weniger Beschwerden über die Qualität chinesischer Komponenten oder Analphabeten-Layouts auf den Platinen. Daher ist es besser, es selbst zu tun, unter Ihrem eigenen „Los“. Ich habe beide Kanäle auf einem einzigen Steckbrett gemacht, damit ich es später an der Unterseite des Gehäuses befestigen kann. Mit Testobjekten ausführen:

Alles außer den Ausgangstransistoren Tr1/Tr2 befindet sich auf der Platine selbst. Ausgangstransistoren sind auf Radiatoren montiert, dazu weiter unten mehr. Zum Schema des Autors aus dem Originalartikel müssen Sie die folgenden Anmerkungen machen:

Es muss nicht alles gleich gelötet werden. Es ist besser, die Widerstände R1, R2 und R6 zuerst mit Trimmer zu setzen, sie nach allen Einstellungen zu entfernen, ihren Widerstand zu messen und die letzten Festwiderstände mit dem gleichen Widerstand zu löten. Die Einstellung reduziert sich auf die folgenden Operationen. Zuerst wird mit R6 so eingestellt, dass die Spannung zwischen X und Null genau die Hälfte der Spannung + V und Null ist. In einem der Kanäle fehlten mir 100 kOhm, daher ist es besser, diese Trimmer mit einem Spielraum zu nehmen. Dann wird mit Hilfe von R1 und R2 (bei ungefährem Verhältnis!) der Ruhestrom eingestellt - wir stellen den Tester auf Gleichstrommessung und messen genau diesen Strom am Eingangspunkt der Plus-Versorgung. Ich musste den Widerstand beider Widerstände deutlich reduzieren, um das zu bekommen gewünschter Strom sich ausruhen. Der Ruhestrom des Verstärkers in Klasse A ist maximal und tatsächlich geht in Abwesenheit eines Eingangssignals alles in Wärmeenergie über. Für 8-Ohm-Lautsprecher sollte dieser Strom laut Empfehlung des Autors 1,2 A bei 27 Volt betragen, was 32,4 Watt Wärme pro Kanal bedeutet. Da es mehrere Minuten dauern kann, bis der Strom angelegt wird, müssen die Ausgangstransistoren bereits auf kühlenden Kühlkörpern liegen, da sie sonst schnell überhitzen und absterben. Weil sie die meiste Zeit heiß werden.

Es ist möglich, dass Sie als Experiment den Klang verschiedener Transistoren vergleichen möchten, sodass Sie sich auch die Möglichkeit eines bequemen Ersatzes für diese überlassen können. Ich habe den Eingang 2N3906, KT361 und BC557C ausprobiert, es gab einen kleinen Unterschied zugunsten des letzteren. Am Vorwochenende haben wir KT630, BD139 und KT801 ausprobiert und uns für importierte entschieden. Obwohl alle oben genannten Transistoren sehr gut sind, kann der Unterschied eher subjektiv sein. Am Ausgang habe ich sofort 2N3055 (ST Microelectronics) gesetzt, da viele Leute sie mögen.

Beim Anpassen und Absenken des Widerstands des Verstärkers kann sich die Grenzfrequenz der niedrigen Frequenzen erhöhen, daher ist es für den Kondensator am Eingang besser, nicht 0,5 Mikrofarad, sondern 1 oder sogar 2 Mikrofarad in einem Polymerfilm zu verwenden. Im Web kursiert immer noch das russische Bildschema „Ultralinear Class A Amplifier“, wo dieser Kondensator allgemein mit 0,1 Mikrofarad vorgeschlagen wird, was mit einer Abschneidung aller Bässe bei 90 Hz behaftet ist:

Sie schreiben, dass diese Schaltung nicht zur Selbsterregung neigt, aber für alle Fälle wird eine Zobel-Schaltung zwischen dem X-Punkt und der Erde platziert: R 10 Ohm + C 0,1 Mikrofarad.
- Sicherungen, sie können und sollten sowohl am Transformator als auch am Stromeingang des Stromkreises installiert werden.
- Es wäre sehr angebracht, Wärmeleitpaste für maximalen Kontakt zwischen dem Transistor und dem Kühlkörper zu verwenden.

Schlosserei und Zimmerei

Nun zum traditionell schwierigsten Teil beim Heimwerken – dem Fall. Die Abmessungen des Gehäuses werden durch Heizkörper festgelegt, und in Klasse A sollten sie groß sein, denken Sie an etwa 30 Watt Wärme auf jeder Seite. Anfangs habe ich diese Leistung unterschätzt und ein Gehäuse mit durchschnittlichen Radiatoren 800cm² pro Kanal gemacht. Mit einem eingestellten Ruhestrom von 1,2 A erhitzten sie sich jedoch in nur 5 Minuten auf 100 ° C, und es wurde klar, dass etwas Stärkeres benötigt wurde. Das heißt, Sie müssen entweder größere Radiatoren installieren oder Kühler verwenden. Ich wollte keinen Quadcopter bauen, also kaufte ich riesige, hübsche HS 135-250 mit einer Fläche von 2500 cm² für jeden Transistor. Wie die Praxis gezeigt hat, stellte sich eine solche Maßnahme als etwas überflüssig heraus, aber jetzt kann der Verstärker bedenkenlos mit den Händen berührt werden - die Temperatur beträgt auch im Ruhemodus nur 40 °C. Das Bohren von Löchern in den Heizkörpern für Befestigungselemente und Transistoren wurde zum Problem - die ursprünglich gekauften chinesischen Metallbohrer wurden extrem langsam gebohrt, es dauerte mindestens eine halbe Stunde für jedes Loch. Kobaltbohrer mit einem Schärfwinkel von 135° eines namhaften deutschen Herstellers kamen zur Rettung – jedes Loch ist in wenigen Sekunden passiert!

Ich habe den Körper aus Plexiglas gemacht. Wir bestellen sofort geschnittene Rechtecke bei Glasern, machen die notwendigen Löcher für die Befestigung und streichen die Rückseite mit schwarzer Farbe.

Das auf der Rückseite lackierte Plexiglas sieht sehr schön aus. Jetzt bleibt nur noch, alles zusammenzubauen und die Musik zu genießen ... ach ja, bei der Endmontage ist es auch wichtig, den Boden richtig zu verdünnen, um den Hintergrund zu minimieren. Wie Jahrzehnte vor uns herausgefunden wurde, muss C3 mit der Signalmasse verbunden werden, d.h. an das Minus des Eingangseingangs, und alle anderen Minuspunkte können an den "Stern" in der Nähe der Filterkondensatoren gesendet werden. Wenn alles richtig gemacht ist, dann ist kein Hintergrund zu hören, selbst wenn Sie Ihr Ohr bei maximaler Lautstärke an den Lautsprecher bringen. Ein weiteres „Masse“-Merkmal, das typisch für Soundkarten ist, die nicht galvanisch vom Computer getrennt sind, sind Störungen vom Motherboard, die durch USB und Cinch kriechen können. Dem Internet nach zu urteilen, ist das Problem weit verbreitet: In den Lautsprechern sind die Geräusche der Festplatte, des Druckers, der Maus und der Hintergrund der Stromversorgung der Systemeinheit zu hören. In diesem Fall ist es am einfachsten, die Masseschleife zu unterbrechen, indem Sie die Masse des Verstärkersteckers mit Isolierband abkleben. Hier gibt es nichts zu befürchten, denn. Es wird eine zweite Masseschleife durch den Computer geben.

Auf einen Lautstärkeregler am Verstärker habe ich verzichtet, da ich keine hochwertigen ALPS bekommen konnte, und mir das Rauschen chinesischer Potentiometer nicht gefiel. Stattdessen wurde ein herkömmlicher 47-kΩ-Widerstand zwischen „Masse“ und dem „Signal“ des Eingangs eingebaut. Darüber hinaus ist der Regler des externen Soundkarte immer zur Hand, und jedes Programm hat auch einen Schieberegler. Nur der Vinyl-Player hat keinen Lautstärkeregler, also habe ich zum Abhören ein externes Potentiometer an das Verbindungskabel angeschlossen.

Ich kann diesen Container in 5 Sekunden erraten...

Endlich können Sie anfangen zuzuhören. Tonquelle ist Foobar2000 → ASIO → extern Asus Xonar U7. Lautsprecher Microlab Pro3. Der Hauptvorteil dieser Lautsprecher ist ein separater Block eines eigenen Verstärkers auf dem LM4766-Chip, der sofort irgendwo weit entfernt entfernt werden kann. Viel interessanter mit dieser Akustik klang der Verstärker aus dem Panasonic-Minisystem mit der stolzen Aufschrift Hi-Fi oder der Verstärker des sowjetischen Players Vega-109. Beide oben genannten Geräte arbeiten in Klasse AB. Die im Artikel vorgestellte JLH überspielte alle oben genannten Kameraden in einem Wicket, so die Ergebnisse eines Blindtests für 3 Personen. Obwohl der Unterschied mit bloßem Ohr und ohne Tests hörbar war, ist der Klang deutlich detaillierter und transparenter. Es ist zum Beispiel ziemlich einfach, den Unterschied zwischen MP3 und FLAC mit 256 kbps zu hören. Früher dachte ich, dass der verlustfreie Effekt eher ein Placebo ist, aber jetzt hat sich die Meinung geändert. Ebenso wurde es viel angenehmer, unkomprimierte Dateien aus dem Lautheitskrieg zu hören - ein Dynamikbereich von weniger als 5 dB ist überhaupt kein Eis. Die Linsley Hood ist die Zeit und das Geld wert, da ein Verstärker einer ähnlichen Marke viel mehr kostet.

Materialkosten

Transformator 2200 reiben.
Ausgangstransistoren (6 Stück mit Rand) 900 Rubel.
Filterkondensatoren (4 Stück) 2700 r.
"Rose" (Widerstände, kleine Kondensatoren und Transistoren, Dioden) ~ 2000 Rubel.
Heizkörper 1800 r.
Plexiglas 650 reiben.
Malen Sie 250 reiben.
Anschlüsse 600 reiben.
Platinen, Drähte, Silberlot etc. ~1000 r.
GESAMT ~12100 reiben.

Der Transistorverstärker bleibt trotz seiner bereits langen Geschichte ein beliebtes Studienfach sowohl für Anfänger als auch für ehrwürdige Funkamateure. Und das ist verständlich. Er ist ein unverzichtbarer Bestandteil die massivsten und Verstärker der niedrigen (Ton-) Frequenz. Wir werden uns ansehen, wie die einfachsten Transistorverstärker aufgebaut sind.

Frequenzgang des Verstärkers

In jedem Fernseh- oder Radioempfänger, in jedem Musik Zentrum oder einen Tonverstärker finden Sie Transistor-Tonverstärker (Niederfrequenz - LF). Der Unterschied zwischen Audio-Transistorverstärkern und anderen Typen liegt in ihrem Frequenzgang.

Der Transistor-Audioverstärker hat einen gleichmäßigen Frequenzgang im Frequenzband von 15 Hz bis 20 kHz. Das bedeutet, dass alle Eingangssignale mit einer Frequenz in diesem Bereich vom Verstärker in etwa gleich gewandelt (verstärkt) werden. Die folgende Abbildung zeigt den idealen Frequenzgangverlauf für einen Audioverstärker in den Koordinaten „Verstärkungsverstärkung Ku – Eingangssignalfrequenz“.

Diese Kurve ist von 15 Hz bis 20 kHz nahezu flach. Das bedeutet, dass ein solcher Verstärker speziell für Eingangssignale mit Frequenzen zwischen 15 Hz und 20 kHz eingesetzt werden sollte. Bei Eingangssignalen über 20 kHz oder unter 15 Hz nehmen Effizienz und Qualität der Leistung schnell ab.

Die Art des Frequenzgangs des Verstärkers wird durch die elektrischen Funkelemente (ERE) seiner Schaltung und vor allem durch die Transistoren selbst bestimmt. Ein auf Transistoren basierender Audioverstärker wird normalerweise auf den sogenannten Nieder- und Mittelfrequenztransistoren mit einer Gesamtbandbreite von Eingangssignalen von mehreren zehn und Hunderten von Hz bis 30 kHz aufgebaut.

Klasse Verstärker

Wie Sie wissen, werden je nach Grad der Kontinuität des Stromflusses während seiner gesamten Dauer durch die Transistorverstärkerstufe (Verstärker) die folgenden Betriebsklassen unterschieden: "A", "B", "AB", "C". "D".

In der Betriebsklasse fließt der Strom "A" für 100 % der Periode des Eingangssignals durch die Stufe. Die Funktionsweise der Kaskade in dieser Klasse ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

In der Betriebsklasse der Verstärkerstufe „AB“ fließt der Strom zu mehr als 50 %, aber weniger als 100 % der Periode des Eingangssignals durch sie (siehe Abbildung unten).

In der Betriebsklasse der „B“-Stufe fließt der Strom durch sie genau 50 % der Periode des Eingangssignals, wie in der Abbildung dargestellt.

Und schließlich fließt in der Betriebsklasse der "C"-Stufe der Strom durch sie weniger als 50 % der Periode des Eingangssignals.

Niederfrequenzverstärker an Transistoren: Verzerrung in den Hauptarbeitsklassen

Im Arbeitsbereich hat ein Transistorverstärker der Klasse "A" eine geringe nichtlineare Verzerrung. Wenn das Signal jedoch Spannungsstöße aufweist, die zu einer Sättigung der Transistoren führen, erscheinen höhere Harmonische (bis zur 11.) um jede „normale“ Harmonische des Ausgangssignals herum. Dies verursacht das Phänomen des sogenannten Transistor- oder Metallklangs.

Wenn Niederfrequenz-Leistungsverstärker auf Transistoren eine unstabilisierte Stromversorgung haben, werden ihre Ausgangssignale nahe der Netzfrequenz in der Amplitude moduliert. Dies führt zu einer Härte des Klangs am linken Rand des Frequenzgangs. Verschiedene Verfahren zur Spannungsstabilisierung machen das Design des Verstärkers komplexer.

Der typische Wirkungsgrad eines Single-Ended-Class-A-Verstärkers überschreitet 20 % aufgrund des Always-On-Transistors und des kontinuierlichen Flusses der DC-Komponente nicht. Sie können einen Klasse-A-Verstärker gegentakten, der Wirkungsgrad steigt leicht an, aber die Halbwellen des Signals werden asymmetrischer. Die Übertragung der Kaskade von der Arbeitsklasse "A" auf die Arbeitsklasse "AB" vervierfacht die nichtlineare Verzerrung, obwohl der Wirkungsgrad ihrer Schaltung zunimmt.

Bei Verstärkern der Klassen "AB" und "B" nehmen die Verzerrungen mit abnehmendem Signalpegel zu. Unwillkürlich möchte man einen solchen Verstärker lauter aufdrehen, um die Empfindungen der Kraft und Dynamik der Musik zu vervollständigen, aber oft hilft das nicht viel.

Mittlere Berufsklassen

Die Arbeitsklasse "A" hat eine Vielfalt - die Klasse "A +". In diesem Fall arbeiten die Niederspannungs-Eingangstransistoren des Verstärkers dieser Klasse in Klasse "A", und die Hochspannungs-Ausgangstransistoren des Verstärkers gehen in die Klassen "B" oder ein, wenn ihre Eingangssignale einen bestimmten Pegel überschreiten "AB". Der Wirkungsgrad solcher Kaskaden ist besser als in der reinen Klasse "A", und die nichtlinearen Verzerrungen sind geringer (bis zu 0,003%). Ihr Klang ist jedoch auch "metallisch", da im Ausgangssignal höhere Harmonische vorhanden sind.

Bei Verstärkern einer anderen Klasse - "AA" - ist der Grad der nichtlinearen Verzerrung noch niedriger - etwa 0,0005%, aber es sind auch höhere Harmonische vorhanden.

Eine Rückkehr zu einem Transistorverstärker der Klasse "A"?

Heute plädieren viele Experten auf dem Gebiet hochwertiger Klangwiedergabe für eine Rückkehr zu Röhrenverstärkern, da der Anteil an nichtlinearen Verzerrungen und höheren Harmonischen, die von ihnen in das Ausgangssignal eingebracht werden, offensichtlich geringer ist als bei Transistoren. Diese Vorteile werden jedoch weitgehend durch die Notwendigkeit eines Anpassungstransformators zwischen der hochohmigen und den niederohmigen Röhrenendstufen wieder aufgehoben. Sprecher. Ein einfacher Transistorverstärker kann jedoch auch mit einem Transformatorausgang hergestellt werden, wie unten gezeigt wird.

Es gibt auch den Standpunkt, dass nur ein Hybrid-Röhren-Transistor-Verstärker die ultimative Klangqualität bieten kann, der alle Stufen Single-Ended, nicht abgedeckt und in Klasse "A" arbeitet. Das heißt, ein solcher Leistungsfolger ist ein Verstärker an einem einzelnen Transistor. Sein Schema kann die maximal erreichbare Effizienz (in Klasse "A") nicht mehr als 50% haben. Aber weder die Leistung noch die Effizienz des Verstärkers sind Indikatoren für die Qualität der Klangwiedergabe. Dabei kommt es insbesondere auf die Qualität und Linearität der Kennlinien aller EREs im Schaltkreis an.

Da Single-Ended-Schaltungen diese Perspektive gewinnen, werden wir uns im Folgenden mit ihren Optionen befassen.

Single-Ended-Verstärker mit einem Transistor

Seine Schaltung, die mit einem gemeinsamen Emitter und R-C-Anschlüssen für Eingangs- und Ausgangssignale für den Betrieb in Klasse "A" ausgeführt ist, ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Es zeigt den npn-Transistor Q1. Sein Kollektor ist über einen Strombegrenzungswiderstand R3 mit dem positiven Anschluss +Vcc verbunden, und sein Emitter ist mit –Vcc verbunden. Transistorverstärker p-n-p-Strukturen haben die gleiche Schaltung, aber die Stromversorgungskabel sind vertauscht.

C1 ist ein Entkopplungskondensator, durch den die AC-Eingangsquelle von der DC-Spannungsquelle Vcc getrennt ist. Gleichzeitig verhindert C1 nicht den Durchgang eines Eingangswechselstroms durch den Basis-Emitter-Übergang des Transistors Q1. Die Widerstände R1 und R2 bilden zusammen mit dem Widerstand des "E - B"-Übergangs Vcc, um den Arbeitspunkt des Transistors Q1 im statischen Modus auszuwählen. Typisch für diese Schaltung ist der Wert von R2 = 1 kOhm, und die Lage des Arbeitspunktes ist Vcc / 2. R3 ist ein Lastwiderstand des Kollektorkreises und dient zum Anlegen am Kollektor Wechselstrom Spannung Ausgangssignal.

Angenommen, Vcc = 20 V, R2 = 1 kΩ und die Stromverstärkung h = 150. Wir wählen die Emitterspannung Ve = 9 V, und der Spannungsabfall am E-B-Übergang beträgt Vbe = 0,7 V. Dieser Wert entspricht dem so -Siliziumtransistor genannt. Wenn wir einen Verstärker auf Basis von Germaniumtransistoren in Betracht ziehen, dann wäre der Spannungsabfall über dem offenen E-B-Übergang Vbe = 0,3 V.

Emitterstrom, ungefähr gleich Kollektorstrom

Dh = 9 V/1 kΩ = 9 mA ≈ Ic.

Basisstrom Ib = Ic/h = 9 mA/150 = 60 µA.

Spannungsabfall am Widerstand R1

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

R1 \u003d V (R1) / Ib \u003d 10,3 V / 60 μA \u003d 172 kOhm.

C2 wird benötigt, um einen Stromkreis für den Durchgang der variablen Komponente des Emitterstroms (eigentlich des Kollektorstroms) zu erstellen. Wenn er nicht vorhanden wäre, würde der Widerstand R2 die variable Komponente stark begrenzen, so dass der fragliche Bipolartransistor-Verstärker eine niedrige Stromverstärkung hätte.

In unseren Berechnungen haben wir angenommen, dass Ic = Ib h, wobei Ib der Basisstrom ist, der vom Emitter in ihn fließt und entsteht, wenn eine Vorspannung an die Basis angelegt wird. Durch die Basis fließt jedoch immer (sowohl mit als auch ohne Vorspannung) auch der Leckstrom vom Kollektor Icb0. Daher ist der tatsächliche Kollektorstrom Ic = Ib h + Icb0 h, d. h. Der Leckstrom im Stromkreis mit OE wird um das 150-fache verstärkt. Würden wir einen Verstärker auf Basis von Germanium-Transistoren in Betracht ziehen, dann müsste dieser Umstand bei den Berechnungen berücksichtigt werden. Tatsache ist, dass sie einen signifikanten Icb0 in der Größenordnung von mehreren μA haben. In Silizium ist er um drei Größenordnungen kleiner (etwa wenige nA), wird also bei Berechnungen meist vernachlässigt.

Single-Ended-Verstärker mit MIS-Transistor

Wie jeder Verstärker Feldeffekttransistoren, hat die betrachtete Schaltung unter den Verstärkern ihr eigenes Analogon, daher betrachten wir ein Analogon der vorherigen Schaltung mit einem gemeinsamen Emitter. Es ist mit einer gemeinsamen Quelle und R-C-Anschlüssen für Eingangs- und Ausgangssignale für den Betrieb in Klasse "A" ausgestattet und in der folgenden Abbildung dargestellt.

C1 ist hier derselbe Entkopplungskondensator, durch den die Quelle des alternierenden Eingangssignals von der Quelle der konstanten Spannung Vdd getrennt ist. Wie Sie wissen, muss bei jedem Feldeffekttransistorverstärker das Gate-Potential seiner MIS-Transistoren unter den Potentialen ihrer Sources liegen. In dieser Schaltung ist das Gate durch R1 geerdet, das typischerweise hochohmig ist (100 kΩ bis 1 MΩ), damit es das Eingangssignal nicht überbrückt. Durch R1 fließt praktisch kein Strom, sodass das Gate-Potential bei fehlendem Eingangssignal gleich dem Massepotential ist. Das Source-Potential ist aufgrund des Spannungsabfalls über dem Widerstand R2 höher als das Massepotential. Somit ist das Gate-Potential niedriger als das Source-Potential, was z normale Operation Q1. Kondensator C2 und Widerstand R3 haben den gleichen Zweck wie in der vorherigen Schaltung. Da es sich um eine Common-Source-Schaltung handelt, sind die Ein- und Ausgangssignale um 180° phasenverschoben.

Verstärker mit Trafoausgang

Der dritte einstufige einfache Transistorverstärker, der in der folgenden Abbildung dargestellt ist, ist ebenfalls nach der Common-Emitter-Schaltung für den Betrieb in Klasse "A" ausgeführt, wird jedoch über einen Anpassungstransformator an einen niederohmigen Lautsprecher angeschlossen.

Die Primärwicklung des Transformators T1 ist die Last des Kollektorkreises des Transistors Q1 und entwickelt das Ausgangssignal. T1 sendet das Ausgangssignal an den Lautsprecher und stellt sicher, dass die Ausgangsimpedanz des Transistors mit der niedrigen Lautsprecherimpedanz (in der Größenordnung von einigen Ohm) übereinstimmt.

Der Spannungsteiler der Kollektorstromversorgung Vcc, der auf den Widerständen R1 und R3 aufgebaut ist, sorgt für die Wahl des Arbeitspunkts des Transistors Q1 (Lieferung einer Vorspannung an seine Basis). Der Zweck der übrigen Elemente des Verstärkers ist derselbe wie in den vorherigen Schaltungen.

Push-Pull-Audioverstärker

Gegentakt-Niederfrequenzverstärker auf zwei Transistoren aufgeteilt Eingangsfrequenz in zwei gegenphasige Halbwellen, die jeweils durch eine eigene Transistorkaskade verstärkt werden. Nach einer solchen Verstärkung werden die Halbwellen zu einem vollständigen harmonischen Signal kombiniert, das an das Lautsprechersystem übertragen wird. Eine solche Umwandlung des niederfrequenten Signals (Teilen und erneutes Zusammenführen) verursacht natürlich eine irreversible Verzerrung aufgrund des Unterschieds in der Frequenz und den dynamischen Eigenschaften der beiden Transistoren der Schaltung. Diese Verzerrungen verringern die Klangqualität am Ausgang des Verstärkers.

Gegentaktverstärker, die in Klasse "A" arbeiten, geben komplexe Audiosignale nicht gut genug wieder, da in ihren Schultern ein kontinuierlicher Fluss vorhanden ist Gleichstrom erhöhte Größe. Dies führt zu Asymmetrien der Halbwellen des Signals, Phasenverzerrungen und letztendlich zum Verlust der Tonverständlichkeit. Beim Erhitzen verdoppeln zwei leistungsstarke Transistoren die Signalverzerrung im Tief- und Infrarotbereich niedrige Frequenzen. Der Hauptvorteil der Gegentaktschaltung ist jedoch der akzeptable Wirkungsgrad und die erhöhte Ausgangsleistung.

In der Figur ist eine Gegentakttransistor-Leistungsverstärkerschaltung gezeigt.

Dies ist ein Verstärker für Klasse "A", aber es können auch Klasse "AB" und sogar "B" verwendet werden.

Transformatorloser Transistor-Leistungsverstärker

Transformatoren sind trotz des Erfolgs bei ihrer Miniaturisierung immer noch die sperrigsten, schwersten und teuersten ERE. Daher wurde ein Weg gefunden, den Transformator aus der Gegentaktschaltung zu eliminieren, indem er an zwei leistungsstarken komplementären Transistoren ausgeführt wird. verschiedene Typen(n-p-n und p-n-p). Die meisten modernen Leistungsverstärker verwenden dieses Prinzip und sind für den Betrieb in Klasse "B" ausgelegt. Ein Diagramm eines solchen Leistungsverstärkers ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Beide Transistoren sind gemäß einer gemeinsamen Kollektorschaltung (Emitterfolger) verbunden. Daher überträgt die Schaltung die Eingangsspannung unverstärkt an den Ausgang. Wenn kein Eingangssignal vorhanden ist, befinden sich beide Transistoren an der Grenze des Ein-Zustands, sind jedoch ausgeschaltet.

Wenn ein harmonisches Signal eingegeben wird, öffnet seine positive Halbwelle TR1, aber übersetzt pnp-Transistor TR2 befindet sich vollständig im Cutoff-Modus. Somit fließt nur die positive Halbwelle des verstärkten Stroms durch die Last. Die negative Halbwelle des Eingangssignals öffnet nur TR2 und schaltet TR1 aus, so dass die negative Halbwelle des verstärkten Stroms der Last zugeführt wird. Dadurch wird an der Last ein mit voller Leistung verstärktes (aufgrund der Stromverstärkung) sinusförmiges Signal abgegeben.

Ein-Transistor-Verstärker

Um das Obige zu assimilieren, werden wir einen einfachen Transistorverstärker mit unseren eigenen Händen zusammenbauen und herausfinden, wie er funktioniert.

Als Last eines Niederleistungstransistors T vom Typ BC107 schalten wir Kopfhörer mit einem Widerstand von 2-3 kOhm ein, wir legen die Vorspannung an der Basis von einem hochohmigen Widerstand R* von 1 MΩ an, der an entkoppelt Elektrolytkondensator C mit einer Kapazität von 10 μF bis 100 μF, wir schließen ihn in die Basisschaltung T ein. Die Schaltung wird von einer 4,5 V / 0,3 A-Batterie gespeist.

Wenn der Widerstand R* nicht angeschlossen ist, dann gibt es weder Basisstrom Ib noch Kollektorstrom Ic. Wird der Widerstand zugeschaltet, so steigt die Spannung an der Basis auf 0,7 V und der Strom Ib = 4 μA fließt durch ihn. Die Stromverstärkung des Transistors beträgt 250, was Ic = 250 Ib = 1 mA ergibt.

Nachdem wir einen einfachen Transistorverstärker mit unseren eigenen Händen zusammengebaut haben, können wir ihn jetzt testen. Schließen Sie die Kopfhörer an und legen Sie Ihren Finger auf Punkt 1 des Diagramms. Sie hören ein Geräusch. Ihr Körper nimmt die Strahlung des Netzes mit einer Frequenz von 50 Hz wahr. Das Rauschen, das Sie aus den Kopfhörern hören, ist diese Strahlung, die nur durch den Transistor verstärkt wird. Lassen Sie uns diesen Vorgang näher erläutern. An die Basis des Transistors wird über den Kondensator C eine Wechselspannung von 50 Hz angelegt. Die Spannung an der Basis ist nun gleich der Summe der DC-Vorspannung (ungefähr 0,7 V), die vom Widerstand R* kommt, und der AC-Fingerspannung. Dadurch erhält der Kollektorstrom einen Wechselanteil mit einer Frequenz von 50 Hz. Dies Wechselstrom wird verwendet, um die Membran der Lautsprecher mit der gleichen Frequenz hin und her zu bewegen, was bedeutet, dass wir am Ausgang einen 50-Hz-Ton hören können.

Das Hören des 50-Hz-Rauschpegels ist nicht sehr interessant, sodass Sie an den Punkten 1 und 2 niederfrequente Signalquellen (CD-Player oder Mikrofon) anschließen und Sprache oder Musik verstärkt hören können.

Ein Niederfrequenzverstärker (ULF) ist ein solches Gerät zur Verstärkung elektrischer Schwingungen, die dem für das menschliche Ohr hörbaren Frequenzbereich entsprechen, d.h. ULF sollte im Frequenzbereich von 20 Hz bis 20 kHz verstärken, aber einige ULF können einen Bereich bis zu haben 200kHz. ULF kann als eigenständiges Gerät zusammengebaut oder in komplexeren Geräten verwendet werden - Fernseher, Radios, Radios usw.

Die Besonderheit dieser Schaltung besteht darin, dass der 11. Ausgang der Mikroschaltung TDA1552 die Betriebsmodi steuert - Normal oder MUTE.

C1, C2 - Bypass-Sperrkondensatoren, die zum Abschneiden der konstanten Komponente des Sinussignals verwendet werden. Elektrolytkondensatoren sollten nicht verwendet werden. Es ist wünschenswert, den TDA1552-Chip mit Wärmeleitpaste auf einem Kühlkörper zu platzieren.

Im Prinzip handelt es sich bei den vorgestellten Schaltungen um Brückenschaltungen, da in einem TDA1558Q-Mikrobaugruppengehäuse 4 Verstärkungskanäle vorhanden sind, die Pins 1 - 2 und 16 - 17 daher paarweise verbunden sind und Eingangssignale von beiden Kanälen über die Kondensatoren C1 und C2 erhalten . Wenn Sie jedoch einen Verstärker für vier Lautsprecher benötigen, können Sie die folgende Schaltungsoption verwenden, obwohl die Leistung pro Kanal zweimal geringer ist.

Grundlage des Designs ist die Mikrobaugruppe TDA1560Q der Klasse H. Die maximale Leistung eines solchen ULF erreicht 40 W bei einer Last von 8 Ohm. Diese Leistung wird durch eine ungefähr verdoppelte Spannung aufgrund des Betriebs der Kondensatoren bereitgestellt.

Die Ausgangsleistung des Verstärkers in der ersten auf dem TDA2030 montierten Schaltung beträgt 60 W bei einer Last von 4 Ohm und 80 W bei einer Last von 2 Ohm; TDA2030A 80 W bei 4 Ohm Last und 120 W bei 2 Ohm Last. Die zweite Schaltung des betrachteten ULF liegt bereits bei einer Ausgangsleistung von 14 Watt.

Dies ist ein typisches Zweikanal-ULF. Mit ein wenig Verrohrung von passiven Funkkomponenten auf diesem Chip können Sie einen hervorragenden Stereoverstärker mit einer Ausgangsleistung von 1 Watt pro Kanal zusammenbauen.

Microassembly TDA7265 - ist ein ziemlich leistungsstarker Zweikanal HiFi-Verstärker Klasse AB im typischen Multiwatt-Gehäuse hat der Mikroschaltkreis seine Nische in der hochwertigen Stereotechnik der Hi-Fi-Klasse gefunden. Einfache Schaltkreise und hervorragende Parameter machten den TDA7265 zu einer perfekt ausbalancierten und hervorragenden Lösung für den Bau hochwertiger Amateurfunkgeräte.

Zuerst wurde eine Testversion genau nach dem Datenblatt unter dem obigen Link auf einem Steckbrett zusammengebaut und erfolgreich an S90-Lautsprechern getestet. Der Sound ist gut, aber etwas fehlte. Nach einiger Zeit entschied ich mich, den Verstärker entsprechend der geänderten Schaltung neu zu machen.

Die Micro Assembly ist ein Quad-Verstärker der Klasse AB, der speziell für den Einsatz in Automobil-Audioanwendungen entwickelt wurde. Basierend auf dieser Mikroschaltung können mit einem Minimum an Funkkomponenten mehrere hochwertige ULF-Varianten gebaut werden. Die Mikroschaltung kann Anfängern von Funkamateuren für die Selbstmontage verschiedener akustischer Systeme empfohlen werden.

Der Hauptvorteil der Verstärkerschaltung auf dieser Mikrobaugruppe ist das Vorhandensein von vier unabhängigen Kanälen darin. Dieser Leistungsverstärker arbeitet im AB-Modus. Es kann verwendet werden, um verschiedene Stereosignale zu verstärken. Wenn Sie möchten, können Sie eine Verbindung herstellen akustisches System Fahrzeug oder PC.

TDA8560Q ist nur ein leistungsstärkeres Analogon des TDA1557Q-Chips, der Funkamateuren weithin bekannt ist. Lediglich die Ausgangsstufe haben die Entwickler verstärkt, wodurch der ULF perfekt für eine Zwei-Ohm-Last geeignet ist.

Die Mikrobaugruppe LM386 ist ein fertiger Leistungsverstärker, der in Niederspannungsdesigns verwendet werden kann. Zum Beispiel beim Einschalten der Schaltung aus Batterie. LM386 hat eine Spannungsverstärkung von etwa 20. Durch Anschließen externer Widerstände und Kapazitäten können Sie die Verstärkung jedoch auf bis zu 200 einstellen, und die Ausgangsspannung wird automatisch gleich der halben Versorgungsspannung.

Microassembly LM3886 ist ein Verstärker Hohe Qualität mit einer Ausgangsleistung von 68 Watt an 4 Ohm oder 50 Watt an 8 Ohm. Im Spitzenmoment kann die Ausgangsleistung einen Wert von 135 Watt erreichen. Anwendbar auf die Mikroschaltung große Auswahl Spannungen von 20 bis 94 Volt. Darüber hinaus können Sie sowohl bipolare als auch unipolare Netzteile verwenden. Der harmonische ULF-Koeffizient beträgt 0,03 %. Und das über den gesamten Frequenzbereich von 20 bis 20.000 Hz.

Die Schaltung verwendet zwei ICs in einer typischen Verbindung - KR548UH1 als Mikrofonverstärker (in der PTT installiert) und (TDA2005) in einer überbrückten Verbindung als Endverstärker(wird anstelle der Originalplatine in das Sirenengehäuse eingebaut). Als Schallgeber wird ein modifizierter Alarmsirene mit Magnetkopf verwendet (Piezo-Emitter sind nicht geeignet). Die Verbesserung besteht darin, die Sirene zu zerlegen und den nativen Hochtöner mit einem Verstärker wegzuwerfen. Mikrofon - elektrodynamisch. Bei Verwendung eines Elektretmikrofons (z. B. von chinesischen Handgeräten) muss der Verbindungspunkt des Mikrofons mit dem Kondensator über einen Widerstand ~ 4,7 K (nach dem Knopf!) Mit + 12 V verbunden werden. Der 100K-Widerstand im K548UH1-Rückkopplungskreis ist besser mit einem Widerstand von ~ 30-47K zu setzen. Dieser Widerstand wird verwendet, um die Lautstärke einzustellen. Es ist besser, den TDA2004-Chip auf einem kleinen Kühler zu installieren.

Zum Testen und Bedienen - mit einem Kühler unter der Haube und einer Tangente in der Kabine. Andernfalls ist ein Quietschen durch Selbsterregung unvermeidlich. Der Trimmerwiderstand stellt den Lautstärkepegel so ein, dass es zu keiner starken Klangverzerrung und Selbsterregung kommt. Bei unzureichender Lautstärke (z. B. schlechtes Mikrofon) und deutlichem Leistungsspielraum des Senders können Sie die Verstärkung des Mikrofonverstärkers erhöhen, indem Sie den Wert des Trimmers im Rückkopplungskreis mehrmals erhöhen (derjenige, der 100 K entspricht zum Schema). Auf eine gute Weise - wir bräuchten einen anderen Primambas, der es der Schaltung nicht erlaubt, sich selbst zu erregen - eine Art Phasenverschiebungskette oder einen Filter für die Anregungsfrequenz. Obwohl das Schema und ohne Komplikationen gut funktioniert

Verstärker, deren Hauptzweck darin besteht, das Signal leistungsmäßig zu verstärken, werden als Leistungsverstärker bezeichnet. Solche Verstärker treiben in der Regel eine niederohmige Last, beispielsweise einen Lautsprecher.

Spannung 3-18 V (nominal - 6 V) . Die maximale Stromaufnahme beträgt 1,5 A bei einem Ruhestrom von 7 mA (bei 6 V) und 12 mA (bei 18 V). Spannungsverstärkung 36,5 dB. bei -1 dB 20 Hz - 300 kHz. Nennausgangsleistung bei 10 % THD

Tonspur vorübergehend ausschalten. Sie können die Ausgangsleistung des TDA7233D verdoppeln, wenn sie gemäß dem Schema in Abb. 31.42. C7 verhindert eine Selbsterregung des Gerätes in der Umgebung

hohe Frequenzen. R3 wird ausgewählt, bis eine gleiche Amplitude der Ausgangssignale an den Ausgängen der Mikroschaltungen erhalten wird.

Reis. 31.43. KR174UNZ 7

Der KR174UN31 ist für den Einsatz als Haushalts-REA mit niedrigem Stromverbrauch vorgesehen.

Wenn sich die Versorgungsspannung ändert

2,1 bis 6,6 V bei einer durchschnittlichen Stromaufnahme von 7 mA (ohne Eingangssignal) variiert die Spannungsverstärkung der Mikroschaltung von 18 bis 24 dB.

Der Koeffizient der nichtlinearen Verzerrung bei einer Ausgangsleistung von bis zu 100 mW beträgt nicht mehr als 0,015%, die Ausgangsrauschspannung überschreitet 100 μV nicht. Eingangsmikroschaltung 35-50 kOhm. Last - nicht weniger als 8 Ohm. Betriebsfrequenzbereich - 20 Hz - 30 kHz, Grenze - 10 Hz - 100 kHz. Die maximale Eingangssignalspannung beträgt bis zu 0,25-0,5 V.

Zur Wandlung werden Niederfrequenzverstärker (ULF) verwendet schwache Signale vorwiegend im Audiobereich in stärkere Signale umgewandelt, die für die direkte Wahrnehmung durch elektrodynamische oder andere Schallgeber akzeptabel sind.

Beachten Sie, dass Hochfrequenzverstärker bis zu Frequenzen von 10 ... 100 MHz nach ähnlichen Schemata aufgebaut sind. Der gesamte Unterschied beruht meistens darauf, dass die Werte der Kapazitäten der Kondensatoren solcher Verstärker abnehmen so oft, wie die Frequenz des Hochfrequenzsignals die Frequenz des Niederfrequenzsignals übersteigt.

Ein einfacher Ein-Transistor-Verstärker

Das einfachste ULF, das nach dem Schema mit einem gemeinsamen Emitter hergestellt wurde, ist in Abb. 1. Als Ladung wurde eine Telefonkapsel verwendet. Die zulässige Versorgungsspannung für diesen Verstärker beträgt 3 ... 12 V.

Es ist wünschenswert, den Wert des Vorspannungswiderstands R1 (zig kΩ) experimentell zu bestimmen, da sein optimaler Wert von der Versorgungsspannung des Verstärkers, dem Widerstand der Telefonkapsel und dem Übertragungskoeffizienten eines bestimmten Beispiels des Transistors abhängt .

Reis. 1. Schema einer einfachen ULF auf einem Transistor + Kondensator und Widerstand.

Um den Anfangswert des Widerstands R1 auszuwählen, sollte berücksichtigt werden, dass sein Wert etwa hundertmal oder mehr größer sein sollte als der im Lastkreis enthaltene Widerstand. Um einen Vorspannungswiderstand auszuwählen, wird empfohlen, einen konstanten Widerstand mit einem Widerstandswert von 20 ... 30 kOhm und in Reihe zu schalten variabler Widerstand 100 ... 1000 kOhm, danach am Eingang des Verstärkers angelegt Tonsignal kleine Amplitude, zum Beispiel von einem Tonbandgerät oder Player, durch Drehen des Knopfes variabler Widerstand Erzielen Sie die beste Signalqualität bei höchster Lautstärke.

Der Kapazitätswert des Übergangskondensators C1 (Abb. 1) kann im Bereich von 1 bis 100 Mikrofarad liegen: Je größer der Wert dieser Kapazität ist, desto niedrigere Frequenzen kann der ULF verstärken. Um die Technik der Verstärkung niedriger Frequenzen zu beherrschen, wird empfohlen, mit der Auswahl der Werte der Elemente und der Betriebsarten der Verstärker zu experimentieren (Abb. 1 - 4).

Verbesserte Einzeltransistor-Verstärkeroptionen

Kompliziert und verbessert im Vergleich zum Schema in Abb. 1 Verstärkerschaltungen sind in Abb. 1 dargestellt. 2 und 3. Im Diagramm in Abb. 2 Verstärkungsstufe enthält zusätzlich eine frequenzabhängige Negativkette Rückmeldung(Widerstand R2 und Kondensator C2), was die Signalqualität verbessert.

Reis. 2. Schema eines Einzeltransistor-ULF mit einer Kette frequenzabhängiger Gegenkopplung.

Reis. 3. Ein Einzeltransistor-Verstärker mit einem Teiler, um eine Vorspannung an die Basis des Transistors zu liefern.

Reis. 4. Einzeltransistorverstärker mit automatischer Vorspannungseinstellung für die Basis des Transistors.

Im Diagramm in Abb. 3 wird die Vorspannung an der Basis des Transistors mit einem Teiler „starrer“ eingestellt, was die Qualität des Verstärkers verbessert, wenn sich seine Betriebsbedingungen ändern. In der Schaltung in Abb. 1 wird eine „automatische“ Vorspannungseinstellung basierend auf einem verstärkenden Transistor verwendet. vier.

Zweistufiger Transistorverstärker

Durch Hintereinanderschalten zweier einfacher Verstärkungsstufen (Abb. 1) erhält man einen zweistufigen ULF (Abb. 5). Die Verstärkung eines solchen Verstärkers ist gleich dem Produkt der Verstärkungen der einzelnen Stufen. Es ist jedoch nicht einfach, mit einer anschließenden Erhöhung der Stufenzahl eine große stabile Verstärkung zu erzielen: Der Verstärker wird sich höchstwahrscheinlich selbst erregen.

Reis. 5. Schema eines einfachen zweistufigen Bassverstärkers.

Neuentwicklungen von Niederfrequenzverstärkern, deren Schemata häufig auf den Seiten von Zeitschriften angegeben sind den letzten Jahren, verfolgen das Ziel, einen minimalen Koeffizienten der nichtlinearen Verzerrung zu erreichen, die Ausgangsleistung zu erhöhen, die Bandbreite der verstärkten Frequenzen zu erweitern usw.

Gleichzeitig beim Einrichten verschiedene Geräte und Experimentieren wird oft ein einfacher ULF benötigt, der in wenigen Minuten zusammengebaut werden kann. Ein solcher Verstärker sollte eine minimale Anzahl von mangelhaften Elementen enthalten und in einem weiten Bereich von Versorgungsspannung und Lastwiderstand arbeiten.

ULF-Schaltung auf Feldeffekt- und Siliziumtransistoren

Ein Diagramm eines einfachen Niederfrequenz-Leistungsverstärkers mit direkter Verbindung zwischen den Kaskaden ist in Abb. 1 dargestellt. 6 [Rl 3/00-14]. Die Eingangsimpedanz des Verstärkers wird durch den Wert des Potentiometers R1 bestimmt und kann von Hunderten von Ohm bis zu mehreren zehn Megaohm variieren. Der Ausgang des Verstärkers kann an eine Last mit einem Widerstand von 2 ... 4 bis 64 Ohm und höher angeschlossen werden.

Bei einer hochohmigen Last kann der Transistor KT315 als VT2 verwendet werden. Der Verstärker kann im Versorgungsspannungsbereich von 3 bis 15 V betrieben werden, obwohl seine akzeptable Leistung auch bei einer Reduzierung der Versorgungsspannung auf 0,6 V erhalten bleibt.

Der Kondensator C1 kann zwischen 1 und 100 Mikrofarad ausgewählt werden. Im letzteren Fall (C1 \u003d 100 μF) kann der ULF im Frequenzband von 50 Hz bis 200 kHz und darüber arbeiten.

Reis. 6. Schema einfacher Verstärker Niederfrequenz auf zwei Transistoren.

Die Amplitude des ULF-Eingangssignals sollte 0,5 ... 0,7 V nicht überschreiten. Die Ausgangsleistung des Verstärkers kann je nach Lastwiderstand und Höhe der Versorgungsspannung zwischen mehreren zehn mW und W-Einheiten variieren.

Die Einrichtung des Verstärkers besteht in der Auswahl der Widerstände R2 und R3. Mit ihrer Hilfe wird die Spannung am Drain des Transistors VT1 auf 50 ... 60% der Spannung der Stromquelle eingestellt. Der Transistor VT2 muss auf einer Kühlkörperplatte (Kühler) installiert werden.

Gleiskaskade ULF mit Direktanschluss

Auf Abb. Fig. 7 zeigt ein Diagramm eines anderen äußerlich einfachen ULF mit direkten Verbindungen zwischen den Kaskaden. Diese Art der Kommunikation verbessert sich Frequenzeigenschaften Verstärker im niederfrequenten Bereich vereinfacht sich die Schaltung insgesamt.

Reis. 7. Schaltplan Dreikaskaden-ULF mit direkter Verbindung zwischen den Kaskaden.

Gleichzeitig wird die Abstimmung des Verstärkers dadurch erschwert, dass jeder Widerstand des Verstärkers einzeln ausgewählt werden muss. Das Verhältnis der Widerstände R2 und R3, R3 und R4, R4 und R BF sollte ungefähr zwischen (30 ... 50) und 1 liegen. Der Widerstand R1 sollte 0,1 ... 2 kOhm betragen. Die Berechnung des Verstärkers in Abb. 7 findet sich in der Literatur, zB [P 9/70-60].

Schemata der Kaskaden-ULF auf Bipolartransistoren

Auf Abb. 8 und 9 zeigen Kaskoden-ULF-Schaltungen auf Bipolartransistoren. Solche Verstärker haben eine ziemlich hohe Verstärkung Ku. Der Verstärker in Abb. 8 hat Ku=5 im Frequenzband von 30 Hz bis 120 kHz [MK 2/86-15]. ULF nach dem Schema in Abb. 9 mit einem harmonischen Koeffizienten von weniger als 1 % hat eine Verstärkung von 100 [RL 3/99-10].

Reis. 8. ULF auf zwei Transistoren mit Verstärkung = 5 kaskadieren.

Reis. 9. ULF auf zwei Transistoren mit Verstärkung = 100 kaskadieren.

Sparsamer ULF auf drei Transistoren

Für tragbare elektronische Geräte ist die Effizienz von VLF ein wichtiger Parameter. Das Schema eines solchen ULF ist in Abb. 1 dargestellt. 10 [RL 3/00-14]. Hier wird eine Kaskadenschaltung eines Feldeffekttransistors VT1 und eines Bipolartransistors VT3 verwendet, und der Transistor VT2 wird so eingeschaltet, dass er den Arbeitspunkt von VT1 und VT3 stabilisiert.

Bei einer Erhöhung der Eingangsspannung überbrückt dieser Transistor den Emitter-Basis-Übergang VT3 und verringert den Wert des Stroms, der durch die Transistoren VT1 und VT3 fließt.

Reis. 10. Schema eines einfachen wirtschaftlichen Niederfrequenzverstärkers mit drei Transistoren.

Wie in der obigen Schaltung (siehe Abb. 6) kann der Eingangswiderstand dieses ULF im Bereich von mehreren zehn Ohm bis zu mehreren zehn Megaohm eingestellt werden. Als Last wurde eine Telefonzündkapsel, beispielsweise TK-67 oder TM-2V, verwendet. Eine mit einem Stecker verbundene Telefonkapsel kann gleichzeitig als Leistungsschalter für die Schaltung dienen.

Die ULF-Versorgungsspannung reicht von 1,5 bis 15 V, wobei das Gerät auch bei einem Absinken der Versorgungsspannung auf 0,6 V betriebsbereit bleibt. Im Versorgungsspannungsbereich von 2 ... 15 V wird die Stromaufnahme des Verstärkers durch den Ausdruck beschrieben :

1(µA) = 52 + 13*(Upit)*(Upit),

wobei Upit die Versorgungsspannung in Volt (V) ist.

Wenn Sie den Transistor VT2 ausschalten, steigt der vom Gerät verbrauchte Strom um eine Größenordnung.

Zweikaskaden-ULF mit direkter Verbindung zwischen den Kaskaden

Beispiele für ULF mit Direktanschluss und minimaler Wahl der Betriebsart sind die in Abb. 11 - 14. Sie haben eine hohe Verstärkung und eine gute Stabilität.

Reis. 11. Eine einfache zweistufige ULF für ein Mikrofon (geringer Rauschpegel, hohe Verstärkung).

Reis. 12. Zweistufiger Niederfrequenzverstärker basierend auf KT315-Transistoren.

Reis. 13. Zweistufiger Niederfrequenzverstärker basierend auf KT315-Transistoren - Option 2.

Der Mikrofonverstärker (Abb. 11) ist gekennzeichnet niedriges Niveau Eigenrauschen und hohe Verstärkung [MK 5/83-XIV]. Als BM1-Mikrofon wurde ein elektrodynamisches Mikrophon verwendet.

Eine Telefonkapsel kann auch als Mikrofon fungieren. Stabilisierung des Arbeitspunktes (anfängliche Vorspannung basierend auf dem Eingangstransistor) der Verstärker in Abb. 11 - 13 erfolgt aufgrund des Spannungsabfalls am Emitterwiderstand der zweiten Verstärkungsstufe.

Reis. 14. Zweistufiger ULF mit einem Feldeffekttransistor.

Der Verstärker (Abb. 14), der einen hohen Eingangswiderstand (ca. 1 MΩ) hat, besteht aus einem Feldeffekttransistor VT1 (Source Follower) und bipolar - VT2 (mit einem gemeinsamen).

Ein Kaskaden-Niederfrequenz-Feldeffekttransistorverstärker, der auch eine hohe Eingangsimpedanz hat, ist in Abb. 1 gezeigt. fünfzehn.

Reis. 15. Diagramm eines einfachen zweistufigen ULF auf zwei Feldeffekttransistoren.

ULF-Schaltungen zum Arbeiten mit niederohmiger Last

In Abb. 16, 17.

Reis. 16. Ein einfacher ULF zum Arbeiten mit niederohmiger Last.

Der elektrodynamische Kopf BA1 kann an den Ausgang des Verstärkers angeschlossen werden, wie in Abb. 16, oder in der Diagonale der Brücke (Abb. 17). Wenn die Stromquelle aus zwei in Reihe geschalteten Batterien (Akkumulatoren) besteht, kann der Ausgang des Kopfes BA1, rechts gemäß dem Diagramm, direkt an deren Mittelpunkt angeschlossen werden, ohne die Kondensatoren C3, C4.

Reis. 17. Niederfrequenzverstärkerschaltung mit Einbeziehung einer niederohmigen Last in der Diagonalen der Brücke.

Benötigen Sie eine Schaltung für eine einfache Röhren-ULF, dann kann ein solcher Verstärker sogar auf einer einzelnen Lampe montiert werden, siehe unsere Elektronik-Website in der entsprechenden Rubrik.

Literatur: Shustov M.A. Praktische Schaltungen (Buch 1), 2003.

Korrekturen im Beitrag: in Abb. 16 und 17 ist anstelle der Diode D9 eine Diodenkette eingebaut.