Tehdasvalmisteiset laitteet äänisignaalin vahvistamiseksi ovat kalliita eivätkä välttämättä ole tarpeeksi tehokkaita. Kun tarkastellaan kotitekoisten äänenvahvistimien valokuvia, on selvää, että ne eivät ole millään tavalla ulkonäöltään huonompia kuin valmiit tuotteet. Lisäksi niiden valmistaminen yksin ei vaadi erityisiä taitoja tai suuria materiaalikustannuksia.
Aloittelevat radioamatöörit kysyvät ensin itseltään: mitä he voivat käyttää yksinkertaisen äänenvahvistimen kokoamiseen kotona? Laitteen toiminta perustuu transistoreihin tai mikropiireihin, tai harvinainen vaihtoehto on mahdollinen - lampuissa. Tarkastellaanpa kutakin niistä lähemmin.
TDA-sarjan mikropiiriä ja vastaavaa voi ostaa kaupoista tai voit käyttää mikropiiriä tarpeettomasta televisiosta.
Käyttämällä 12 voltin virtalähteellä varustettuja autovahvistinsiruja on erittäin helppo saavuttaa korkealaatuinen ääni ilman erityistaitoja ja pienillä osilla.
Transistorien etuja ovat alhainen virrankulutus. Laite tuottaa erinomaisen äänentoiston, on helposti integroitavissa mihin tahansa laitteistoon eikä vaadi lisäasetuksia. Lisäksi ei tarvitse etsiä ja käyttää monimutkaisia mikropiirejä.
Nykyään putkiin perustuva vanhentunut kokoonpanomenetelmä tarjoaa korkealaatuisen äänen, mutta sillä on useita haittoja:
Kotona koottu TDA-sarjan mikropiireihin ja niiden analogeihin perustuva äänenlaatua parantava laite tuottaa paljon lämpöä. Jäähdyttämiseen tarvitset sopivan kokoisen jäähdyttimen säleikön, riippuen itse mikropiirin mallista ja vahvistimen tehosta. Sille on oltava paikka kotelossa.
Itse tehdyn laitteen etuna on sen alhainen energiankulutus, joka mahdollistaa sen käytön autoissa akun avulla sekä tien päällä tai kotona akun avulla. Tehonkulutus riippuu vaaditusta signaalin vahvistusasteesta. Jotkut valmistetut mallit vaativat vain 3 voltin jännitteen.
Suhtaudumme vakavasti ja vastuullisesti äänenvahvistimen kokoamiseen välttääksemme oikosulkuja ja komponenttien vikoja.
Kokoamisen aikana tarvitset seuraavat työkalut ja komponentit:
Jokainen piiri on ainutlaatuinen ja riippuu äänilähteestä (vanha tai nykyaikainen digitaalitekniikka), virtalähteestä ja odotettavissa olevista lopullisista mitoista. Se on koottu piirilevylle, mikä tekee laitteesta kompaktin ja kätevämmän. Asennusprosessin aikana et voi tulla toimeen ilman juotoskolvia tai juotosasemaa.
Brittiläinen John Linsley-Hood -piiri perustuu neljään transistoriin ilman mikropiiriä. Sen avulla voit toistaa samalla tavalla tulosignaalin muodon, jolloin tuloksena on vain puhdas vahvistus ja siniaalto lähdössä.
Yksinkertaisin ja yleisin vaihtoehto yksikanavaisen vahvistimen valmistukseen on käyttää siihen perustuvaa mikropiiriä, jota on täydennetty vastuksilla ja kondensaattoreilla.
On sallittua käyttää valmiita koteloita tai luoda se itse, samoin kuin asentaa levy kaiutinkoteloon.
Huomautus! 
Kotona voimakas ääni puuttuu usein katsottaessa elokuvia kannettavalla tietokoneella tai kuunneltaessa musiikkia kuulokkeilla. Katsotaanpa kuinka tehdä äänenvahvistin oikein omin käsin.
Ääniaaltovahvistimen tulee ottaa huomioon ulkoisten kaiuttimien teho 2 wattiin asti ja käämitysvastus 4 ohmiin asti.
Kokoonpanon osat:
Kokoonpanoalgoritmi valitaan valitun mallin mukaan. Jäähdytyspatterin sopiva koko on otettava huomioon, jotta kotelon sisäinen käyttölämpötila ei nouse yli 50 celsiusastetta. Kun käytät kannettavaa tietokonetta ulkona, sinun on tehtävä koteloon reikiä ilman pääsyä varten.
Autoradion vahvistin voidaan koota käyttämällä yleistä TDA8569Q-mikropiiriä. Sen ominaisuudet:
Huomautus! 
On välttämätöntä varustaa piirin lisäksi suodatin auton toiminnan aiheuttamia häiriöitä vastaan.
Piirrä ensin piirilevy ja poraa siihen reikiä. Sitten levy on syövytettävä rautakloridilla. Tinauksen ja juottamisen jälkeen kaikki mikropiirin osat. Tehon lisäaineiden välttämiseksi tehojälkiin on levitettävä paksu juotekerros. Järjestä jäähdytysjärjestelmä jäähdyttimen tai jäähdyttimen säleikön avulla.
Kokoonpanon lopussa on tarpeen tehdä suodatin sytytysjärjestelmän häiriöitä ja huonoa äänieristystä vastaan seuraavan kaavion mukaisesti: ferriittirenkaaseen, jonka halkaisija on 20 mm, kierrä kuristin ristillä varustetulla langalla -leikkaus 1-1,5 mm 5 kierrosta.
Laitteen kokoaminen äänenlaadun parantamiseksi kotona ei ole vaikeaa. Tärkeintä on päättää piiri ja saada kaikki komponentit, joista voit helposti koota yksinkertaisen äänenvahvistimen.
Huomautus! 
Lukuaika ≈ 6 minuuttia
Vahvistimet ovat luultavasti yksi ensimmäisistä laitteista, joita aloittelevat radioamatöörit alkavat rakentaa. Kokoaessaan ULF-transistoreita omin käsin valmiilla piirillä, monet käyttävät mikropiirejä.
Vaikka transistorivahvistimia on valtava määrä, jokainen radioelektroniikkainsinööri pyrkii jatkuvasti tekemään jotain uutta, tehokkaampaa, monimutkaisempaa ja mielenkiintoisempaa.
Lisäksi, jos tarvitset korkealaatuista, luotettavaa vahvistinta, sinun tulee katsoa transistorimalleja. Loppujen lopuksi ne ovat halvimpia, pystyvät tuottamaan selkeän äänen, ja jokainen aloittelija voi helposti rakentaa ne.
Siksi selvitetään kuinka tehdä kotitekoinen B-luokan bassovahvistin.
Huomautus! Kyllä, kyllä, luokkavahvistimetB voi olla myös hyvä. Monet sanovat, että vain putkilaitteet voivat tuottaa korkealaatuista ääntä. Tämä on osittain totta. Mutta katso niiden hintaa.
Lisäksi tällaisen laitteen kokoaminen kotona ei ole kaikkea muuta kuin helppo tehtävä. Loppujen lopuksi joudut etsimään tarvittavia radioputkia pitkään ja ostamaan ne sitten melko korkealla hinnalla. Ja itse kokoamis- ja juotosprosessi vaatii kokemusta.
Tarkastellaan siis yksinkertaisen ja samalla laadukkaan matalataajuisen vahvistimen piiriä, joka pystyy tuottamaan ääntä 50 W:n teholla.
Kokoamamme ULF-piiri julkaistiin ensimmäisen kerran Radio-lehdessä vuonna 1991. Sadat tuhannet radioamatöörit ovat onnistuneesti keränneet sen. Lisäksi ei vain taitojen parantamiseen, vaan myös käytettäväksi audiojärjestelmissäsi.
Joten kuuluisa Dorofeevin matalataajuinen vahvistin:
Tämän järjestelmän ainutlaatuisuus ja nerokkuus piilee sen yksinkertaisuudessa. Tämä ULF käyttää vähimmäismäärää radioelementtejä ja erittäin yksinkertaista virtalähdettä. Mutta laite pystyy "ottamaan" 4 ohmin kuorman ja tarjoamaan 50 W:n lähtötehon, mikä on aivan tarpeeksi kodin tai auton kaiutinjärjestelmään.
Monet sähköinsinöörit paransivat ja viimeistelivät tätä piiriä. Ja mukavuuden vuoksi otimme sen nykyaikaisimman version korvaamalla vanhat komponentit uusilla, jotta sinun olisi helpompi suunnitella ULF:
Tässä "uudelleentyöstetyssä" Doroveevsky ULF:ssä käytettiin ainutlaatuisia ja tehokkaimpia kaavamaisia ratkaisuja. Esimerkiksi vastus R12. Tämä vastus rajoittaa lähtötransistorin kollektorivirtaa ja rajoittaa siten vahvistimen maksimitehoa.
Tärkeä! Nimitystä ei tarvitse muuttaaR12 lisäämään lähtötehoa, koska se on valittu erityisesti piirissä käytettäville komponenteille. Tämä vastus suojaa koko piiriä oikosululta..
Transistorin lähtöaste:
Sama R12 "live":
Vastuksen R12 tehon tulisi olla 1 W, jos sinulla ei ole sellaista käsillä, ota puoli wattia. Siinä on parametrit, jotka tarjoavat epälineaarisen vääristymäkertoimen jopa 0,1 % taajuudella 1 kHz ja enintään 0,2 % 20 kHz:n taajuudella. Eli et huomaa muutoksia korvalla. Jopa maksimiteholla käytettäessä.
Vahvistimemme virtalähde on valittava kaksinapaiseksi, lähtöjännitteellä 15-25 V (+- 1%):
Äänitehon "korottamiseksi" voit nostaa jännitettä. Mutta sitten sinun on samanaikaisesti vaihdettava transistorit piirin viimeisessä vaiheessa. Ne on korvattava tehokkaammilla ja laskettava sitten uudelleen useita vastuita.
Komponentit R9 ja R10 on mitoitettu syötetyn jännitteen mukaan:
Ne, käyttämällä zener-diodia, rajoittavat kulkevaa virtaa. Samassa piirin osassa on koottu parametrinen stabilisaattori, jota tarvitaan jännitteen ja virran stabiloimiseksi operaatiovahvistimen edessä:
Muutama sana TL071-sirusta - ULF:mme "sydämestä". Sitä pidetään erinomaisena operaatiovahvistimena, jota löytyy sekä amatöörimalleista että ammattimaisista äänilaitteista. Jos sopivaa operaatiovahvistinta ei ole, se voidaan korvata TL081:llä:
"Todellinen" näkymä taululle:
Tärkeä! Jos päätät käyttää tässä piirissä muita operaatiovahvistimia, tutki niiden pinout huolellisesti, koska "jaloilla" voi olla eri merkitys.
Mukavuuden vuoksi TL071-siru tulee asentaa levyyn valmiiksi juotettuun muovipistorasiaan. Näin voit tarvittaessa vaihtaa komponentin nopeasti toiseen.
Hyvä tietää! Viitteellesi esittelemme sinulle toisen tämän ULF-piirin, mutta ilman vahvistavaa mikropiiriä. Laite koostuu yksinomaan transistoreista, mutta se kootaan erittäin harvoin vanhentumisen ja merkityksettömyyden vuoksi.
Helpottaaksemme sitä, yritimme tehdä painetusta piirilevystä minimaalisen koon - kompaktin ja helpon asennuksen vuoksi äänijärjestelmään:
Kaikki laudalla olevat jumpperit on juotettava välittömästi syövytyksen jälkeen.
Transistorilohkot (tulo- ja lähtöasteet) on asennettava yhteiselle säteilijälle. Tietenkin ne on eristetty huolellisesti jäähdytyselementistä.
Tässä ne ovat kaaviossa:
Ja tässä painetulla piirilevyllä:
Jos valmiita ei ole saatavilla, patterit voidaan valmistaa alumiini- tai kuparilevyistä:
Lähtöasteen transistoreiden tehohäviön on oltava vähintään 55 W ja vielä parempi - 70 tai jopa 100 W. Mutta tämä parametri riippuu levylle syötetystä syöttöjännitteestä.
Kaaviosta on selvää, että tulo- ja lähtöasteessa käytetään 2 komplementaarista transistoria. Meille on tärkeää valita ne vahvistuskertoimella. Tämän parametrin määrittämiseksi voit ottaa minkä tahansa yleismittarin, jossa on transistorin testaustoiminto:
Jos sinulla ei ole tällaista laitetta, sinun on lainattava transistoritesteri joltakin asiantuntijalta:
Zener-diodit tulee valita puolen watin tehon mukaan. Niiden stabilointijännitteen tulee olla 15-20 V:
Virtalähde. Jos aiot asentaa muuntajan virtalähteen ULF:ään, valitse suodatinkondensaattorit, joiden kapasiteetti on vähintään 5 000 μF. Tässä mitä enemmän sen parempi.
Kokoamamme matalataajuinen vahvistin kuuluu B-luokkaan. Se toimii vakaasti ja tarjoaa lähes kristallinkirkkaan äänen. Mutta on parasta valita BN, jotta se ei voi toimia täydellä kapasiteetilla. Paras vaihtoehto on muuntaja, jonka kokonaisteho on vähintään 80 W.
Siinä kaikki. Selvitimme, kuinka koota ULF transistoreille omin käsin yksinkertaisen piirin avulla ja kuinka sitä voidaan parantaa tulevaisuudessa. Laitteen kaikki komponentit löytyvät, ja jos niitä ei ole, kannattaa purkaa pari vanhaa nauhuria tai tilata radion osia Internetistä (maksaavat melkein penniä).
Transistorivahvistin on pitkästä historiastaan huolimatta edelleen suosikkitutkimuskohde sekä aloittelijoille että kokeneille radioamatööreille. Ja tämä on ymmärrettävää. Se on välttämätön komponentti suosituimmissa matalataajuisissa (ääni)vahvistimissa. Tarkastellaan kuinka yksinkertaiset transistorivahvistimet rakennetaan.
Mistä tahansa televisio- tai radiovastaanottimesta, jokaisesta musiikkikeskuksesta tai äänenvahvistimesta löydät transistoriäänivahvistimia (matalataajuus - LF). Ero transistoriäänivahvistimien ja muiden tyyppien välillä piilee niiden taajuusominaisuuksissa.
Transistoripohjaisella audiovahvistimella on tasainen taajuusvaste taajuusalueella 15 Hz - 20 kHz. Tämä tarkoittaa, että vahvistin muuntaa (vahvistaa) kaikki tällä alueella taajuudella olevat tulosignaalit suunnilleen samalla tavalla. Alla oleva kuva näyttää ihanteellisen taajuusvasteen käyrän äänivahvistimelle koordinaateissa "vahvistimen vahvistus Ku - tulosignaalin taajuus."
Tämä käyrä on lähes tasainen 15 Hz:stä 20 kHz:iin. Tämä tarkoittaa, että tällaista vahvistinta tulisi käyttää erityisesti tulosignaaleille, joiden taajuudet ovat 15 Hz - 20 kHz. Tulosignaalien, joiden taajuudet ovat yli 20 kHz tai alle 15 Hz, tehokkuus ja suorituskyky heikkenevät nopeasti.
Vahvistimen taajuusvasteen tyypin määräävät sen piirin sähköiset radioelementit (ERE) ja ensisijaisesti itse transistorit. Transistoripohjainen audiovahvistin kootaan yleensä käyttämällä niin kutsuttuja matala- ja keskitaajuisia transistoreja, joiden kokonaistulosignaalin kaistanleveys on kymmenistä ja sadoista hertseistä 30 kHz:iin.
Kuten tiedetään, riippuen virran jatkuvuudesta koko sen jakson aikana transistorin vahvistusasteen (vahvistimen) läpi, erotetaan seuraavat sen toimintaluokat: "A", "B", "AB", "C", "D".
Käyttöluokassa virta "A" kulkee kaskadin läpi 100 % tulosignaalin jaksosta. Kaskadin toimintaa tässä luokassa havainnollistaa seuraava kuva.
Vahvistinportaan "AB" toimintaluokassa virtaa kulkee sen läpi yli 50 %, mutta alle 100 % tulosignaalijaksosta (katso kuva alla).
"B"-portaan toimintaluokassa virta kulkee sen läpi tarkalleen 50 % tulosignaalin jaksosta, kuten kuvassa näkyy.
Lopuksi C-luokan toiminnassa virta kulkee sen läpi alle 50 % tulosignaalin jaksosta.
Työalueella A-luokan transistorivahvistimella on alhainen epälineaarinen särö. Mutta jos signaalissa on pulssijännitepiikkejä, jotka johtavat transistorien kyllästymiseen, silloin korkeammat harmoniset (jopa 11.) näkyvät jokaisen lähtösignaalin "standardin" harmonisen ympärillä. Tämä aiheuttaa niin sanotun transistoriäänen tai metallisen äänen ilmiön.
Jos transistoreilla käyttävissä pientaajuisissa tehovahvistimissa on epävakaa virtalähde, niin niiden lähtösignaalit ovat amplitudimoduloituja lähellä verkkotaajuutta. Tämä johtaa ankaraan ääneen taajuusvasteen vasemmassa reunassa. Erilaiset jännitteen stabilointimenetelmät tekevät vahvistimen suunnittelusta monimutkaisemman.
Yksipäisen A-luokan vahvistimen tyypillinen hyötysuhde ei ylitä 20 % jatkuvasti avoimen transistorin ja jatkuvan virtakomponentin jatkuvan virtauksen vuoksi. Voit tehdä A-luokan vahvistimen push-pull, hyötysuhde kasvaa hieman, mutta signaalin puoliaallot muuttuvat epäsymmetrisemmiksi. Kaskadin siirtäminen käyttöluokasta "A" käyttöluokkaan "AB" nelinkertaistaa epälineaariset vääristymät, vaikka sen piirin tehokkuus kasvaa.
Luokkien “AB” ja “B” vahvistimissa särö lisääntyy signaalitason pienentyessä. Haluaa tahattomasti laittaa sellaisen vahvistimen äänekkäämmäksi kokeakseen täysin musiikin voiman ja dynamiikan, mutta usein tämä ei auta paljoa.
Työluokassa "A" on muunnelma - luokka "A+". Tässä tapauksessa tämän luokan vahvistimen pienjännitetulotransistorit toimivat luokassa "A" ja vahvistimen korkeajännitteiset lähtötransistorit, kun niiden tulosignaalit ylittävät tietyn tason, menevät luokkiin "B" tai "AB". Tällaisten kaskadien tehokkuus on parempi kuin puhtaassa luokassa "A", ja epälineaariset vääristymät ovat vähemmän (jopa 0,003%). Niissä on kuitenkin myös "metallinen" ääni, koska lähtösignaalissa on korkeampia harmonisia.
Toisen luokan - "AA" -vahvistimissa epälineaarisen vääristymän aste on vielä pienempi - noin 0,0005%, mutta myös korkeampia harmonisia esiintyy.
Nykyään monet korkealaatuisen äänentoiston asiantuntijat kannattavat paluuta putkivahvistimiin, koska niiden epälineaaristen vääristymien ja korkeampien harmonisten taso lähtösignaalissa on selvästi alhaisempi kuin transistoreilla. Nämä edut kuitenkin korvataan suurelta osin yhteensopivan muuntajan tarve korkeaimpedanssisen putken lähtöasteen ja matalaimpedanssisten äänikaiuttimien välillä. Yksinkertainen transistorivahvistin voidaan kuitenkin tehdä muuntajalähdöllä, kuten alla esitetään.
On myös näkemys, että äärimmäisen äänenlaadun voi tarjota vain, jonka kaikki portaat ovat yksipäisiä, peittämättömiä ja toimivat luokassa "A". Eli tällainen tehotoistin on vahvistin, jossa on yksi transistor. Sen piirin suurin saavutettava hyötysuhde (luokassa "A") voi olla enintään 50 %. Mutta vahvistimen teho tai hyötysuhde eivät ole äänentoiston laadun indikaattoreita. Tässä tapauksessa kaikkien piirin ERE:n ominaisuuksien laatu ja lineaarisuus saavat erityisen merkityksen.
Koska yksipäiset piirit saavat tämän näkökulman, tarkastelemme alla niiden mahdollisia muunnelmia.
Sen piiri, joka on tehty yhteisellä emitterillä ja R-C-liitännöillä tulo- ja lähtösignaaleja varten luokassa A, on esitetty alla olevassa kuvassa.
Se näyttää n-p-n-rakenteen transistorin Q1. Sen kollektori on kytketty positiiviseen napaan +Vcc virtaa rajoittavan vastuksen R3 kautta ja emitteri on kytketty -Vcc. Pnp-rakennetransistoriin perustuvassa vahvistimessa on sama piiri, mutta virtalähteen liittimet vaihtavat paikkaa.
C1 on erotuskondensaattori, jolla AC-tulosignaalilähde erotetaan tasajännitelähteestä Vcc. Tässä tapauksessa C1 ei estä vaihtovirran kulkua transistorin Q1 kanta-emitteriliitoksen läpi. Vastukset R1 ja R2 yhdessä E-B-liitoksen resistanssin kanssa muodostavat Vcc:n transistorin Q1 toimintapisteen valitsemiseksi staattisessa tilassa. Tyypillinen arvo tälle piirille on R2 = 1 kOhm ja toimintapisteen sijainti on Vcc/2. R3 on kollektoripiirin kuormitusvastus ja sen tehtävänä on luoda vaihtojännitelähtösignaali kollektoriin.
Oletetaan, että Vcc = 20 V, R2 = 1 kOhm ja virran vahvistus h = 150. Valitaan jännite emitterissä Ve = 9 V ja jännitehäviö "E - B" -liitoksen yli oletetaan yhtä suureksi kuin Vbe = 0,7 V. Tämä arvo vastaa ns. piitransistoria. Jos harkitsisimme germaniumtransistoreihin perustuvaa vahvistinta, jännitehäviö avoimen liitoksen "E - B" yli olisi yhtä suuri kuin Vbe = 0,3 V.
Emitterivirta suunnilleen sama kuin kollektorivirta
Ie = 9 V/1 kOhm = 9 mA ≈ Ic.
Perusvirta Ib = Ic/h = 9 mA/150 = 60 µA.
Jännitteen pudotus vastuksen R1 yli
V(R1) = Vcc - Vb = Vcc - (Vbe + Ve) = 20 V - 9,7 V = 10,3 V,
R1 = V(R1)/Ib = 10,3 V/60 uA = 172 kOhm.
C2 tarvitaan muodostamaan piiri emitterivirran vaihtokomponentin (itse asiassa kollektorivirran) ohittamiseksi. Jos sitä ei olisi, vastus R2 rajoittaisi suuresti muuttuvaa komponenttia, jolloin kyseessä olevan bipolaarisen transistorivahvistimen virtavahvistus olisi pieni.
Oletimme laskelmissamme, että Ic = Ib h, missä Ib on emitteristä siihen virtaava kantavirta, joka syntyy, kun kantaan kohdistetaan bias-jännite. Vuotovirta kollektorista Icb0 kulkee kuitenkin aina kannan läpi (sekä biasilla että ilman). Siksi todellinen kollektorivirta on yhtä suuri kuin Ic = Ib h + Icb0 h, ts. OE:llä varustetun piirin vuotovirta vahvistuu 150-kertaiseksi. Jos harkitsisimme germaniumtransistoreihin perustuvaa vahvistinta, tämä seikka olisi otettava huomioon laskelmissa. Tosiasia on, että niillä on merkittävä Icb0, joka on luokkaa useita μA. Piille se on kolme suuruusluokkaa pienempi (noin useita nA), joten se yleensä jätetään huomiotta laskelmissa.
Kuten millä tahansa kenttätransistorivahvistimella, tarkasteltavalla piirillä on analogi vahvistimien joukossa. Se on tehty yhteisellä lähde- ja R-C-liitännöillä tulo- ja lähtösignaaleja varten luokassa A, ja se näkyy alla olevassa kuvassa.
Tässä C1 on sama erotuskondensaattori, jonka kautta AC-tulosignaalilähde erotetaan tasajännitelähteestä Vdd. Kuten tiedät, minkä tahansa kenttätransistoreihin perustuvan vahvistimen MOS-transistoreiden hilapotentiaalin on oltava pienempi kuin niiden lähteiden potentiaalit. Tässä piirissä portti on maadoitettu vastuksella R1, jolla on yleensä korkea resistanssi (100 kOhm - 1 Mohm), joten se ei shunta tulosignaalia. R1:n läpi ei käytännössä kulje virtaa, joten hilapotentiaali tulosignaalin puuttuessa on yhtä suuri kuin maapotentiaali. Lähdepotentiaali on suurempi kuin maapotentiaali johtuen vastuksen R2 jännitehäviöstä. Siten hilapotentiaali on pienempi kuin lähdepotentiaali, mikä on välttämätöntä Q1:n normaalille toiminnalle. Kondensaattorilla C2 ja vastuksella R3 on sama tarkoitus kuin edellisessä piirissä. Koska tämä on yleinen lähdepiiri, tulo- ja lähtösignaalit ovat 180° epävaiheessa.
Kolmas yksivaiheinen yksinkertainen transistorivahvistin, joka on esitetty alla olevassa kuvassa, on myös valmistettu yhteisemitteripiirin mukaan käytettäväksi luokassa "A", mutta se on kytketty matalaimpedanssiseen kaiuttimeen sovitusmuuntajan kautta.
Muuntajan T1 ensiökäämi kuormittaa transistorin Q1 kollektoripiiriä ja kehittää lähtösignaalin. T1 lähettää lähtösignaalin kaiuttimeen ja sovittaa transistorin lähtöimpedanssin kaiuttimen alhaiseen (muutaman ohmin luokkaan) impedanssiin.
Kollektoriteholähteen Vcc jännitteenjakaja, joka on asennettu vastuksiin R1 ja R3, varmistaa transistorin Q1 toimintapisteen valinnan (syöttää bias-jännitteen kantaansa). Vahvistimen muiden elementtien tarkoitus on sama kuin edellisissä piireissä.
Push-pull LF-vahvistin kahdella transistorilla jakaa tulotaajuuden kahdeksi vastavaihepuoliaaltolle, joista kutakin vahvistaa oma transistoriaste. Tällaisen vahvistuksen suorittamisen jälkeen puoliaallot yhdistetään täydelliseksi harmoniseksi signaaliksi, joka lähetetään kaiutinjärjestelmään. Tällainen matalataajuisen signaalin muunnos (jakaminen ja uudelleen yhdistäminen) aiheuttaa luonnollisesti siihen peruuttamattomia vääristymiä, mikä johtuu piirin kahden transistorin taajuuden ja dynaamisten ominaisuuksien eroista. Nämä vääristymät heikentävät äänenlaatua vahvistimen lähdössä.
Luokassa "A" toimivat push-pull-vahvistimet eivät toista monimutkaisia äänisignaaleja tarpeeksi hyvin, koska niiden käsivarsissa kulkee jatkuvasti lisääntynyt tasavirta. Tämä johtaa signaalin puoliaaltojen epäsymmetriaan, vaihevääristymään ja lopulta äänen ymmärrettävyyden menetykseen. Lämmitettynä kaksi tehokasta transistoria kaksinkertaistaa signaalin vääristymän matalilla ja infra-matalailla taajuuksilla. Mutta silti, push-pull-piirin tärkein etu on sen hyväksyttävä hyötysuhde ja lisääntynyt lähtöteho.
Kuvassa on transistoreja käyttävän tehovahvistimen push-pull-piiri.
Tämä on A-luokan toimintaan tarkoitettu vahvistin, mutta luokkia "AB" ja jopa "B" voidaan käyttää.
Miniatyrisoinnin menestyksestä huolimatta muuntajat ovat edelleen isoimpia, raskaimpia ja kalleimpia elektroniikkalaitteita. Siksi löydettiin tapa poistaa muuntaja push-pull-piiristä suorittamalla se kahdelle tehokkaalle erityyppiselle komplementaariselle transistorille (n-p-n ja p-n-p). Useimmat nykyaikaiset tehovahvistimet käyttävät juuri tätä periaatetta ja on suunniteltu toimimaan luokassa "B". Tällaisen tehovahvistimen piiri on esitetty alla olevassa kuvassa.
Sen molemmat transistorit on kytketty piirin mukaisesti, jossa on yhteinen kollektori (emitteriseuraaja). Siksi piiri siirtää tulojännitteen lähtöön ilman vahvistusta. Jos tulosignaalia ei ole, molemmat transistorit ovat päällä-tilan rajalla, mutta ne ovat pois päältä.
Kun harmoninen signaali syötetään tuloon, sen positiivinen puoliaalto avaa TR1:n, mutta asettaa pnp-transistorin TR2 kokonaan katkaisutilaan. Siten vain vahvistetun virran positiivinen puoliaalto kulkee kuorman läpi. Tulosignaalin negatiivinen puoliaalto avaa vain TR2:n ja sulkee TR1:n, jolloin vahvistetun virran negatiivinen puoliaalto syötetään kuormaan. Tämän seurauksena täydellä teholla vahvistettu (virranvahvistuksesta johtuen) sinimuotoinen signaali vapautuu kuormituksella.
Ymmärtääksesi yllä olevan, kootaan yksinkertainen vahvistin transistoreilla omilla käsillämme ja selvitetään, miten se toimii.
Pienitehoisen BC107-tyypin transistorin T kuormituksena kytkemme päälle kuulokkeet, joiden resistanssi on 2-3 kOhm, asetamme alustaan bias-jännitteen 1 MOhm:n suurvastuksen R*-vastuksesta ja kytkemme 10 μF - 100 μF kapasiteetiltaan 10 μF - 100 μF elektrolyyttikondensaattorin C irrottaminen kantapiiriin T. Kytke virta piiriin Käytämme 4,5 V/0,3 A akusta.
Jos vastusta R* ei ole kytketty, ei ole kantavirtaa Ib eikä kollektorivirtaa Ic. Jos vastus kytketään, kannan jännite nousee 0,7 V:iin ja sen läpi kulkee virta Ib = 4 μA. Transistorin virtavahvistus on 250, mikä antaa Ic = 250Ib = 1 mA.
Kokoamalla yksinkertaisen transistorivahvistimen omin käsin voimme nyt testata sitä. Liitä kuulokkeet ja aseta sormesi kaavion kohtaan 1. Kuulet melun. Kehosi havaitsee virtalähteen säteilyä 50 Hz:n taajuudella. Kuulokkeistasi kuuluva kohina on tätä säteilyä, jota vain transistori vahvistaa. Selitämme tätä prosessia yksityiskohtaisemmin. Transistorin kantaan on kytketty kondensaattorin C kautta 50 Hz vaihtojännite. Kantajännite on nyt yhtä suuri kuin vastuksesta R* tulevan DC-offsetjännitteen (noin 0,7 V) ja AC-sormijännitteen summa. Tämän seurauksena kollektorivirta vastaanottaa 50 Hz:n taajuudella vaihtokomponentin. Tätä vaihtovirtaa käytetään kaiuttimen kalvon siirtämiseen edestakaisin samalla taajuudella, mikä tarkoittaa, että voimme kuulla 50 Hz äänen ulostulossa.
Kuunteleminen 50 Hz:n kohinatasolla ei ole kovin mielenkiintoista, joten voit liittää matalataajuisia signaalilähteitä (CD-soitin tai mikrofoni) pisteisiin 1 ja 2 ja kuunnella vahvistettua puhetta tai musiikkia.
Korkea tuloimpedanssi ja matala takaisinkytkentä ovat lämpimän putken äänen pääsalaisuus. Ei ole mikään salaisuus, että laadukkaimmat ja kalleimmat vahvistimet, jotka kuuluvat HI-End-luokkaan, valmistetaan putkista. Ymmärrämme, mikä on laadukas vahvistin? Matalataajuisella tehovahvistimella on oikeus kutsua korkealaatuista, jos se toistaa tulosignaalin muodon kokonaan lähdössä vääristämättä sitä, lähtösignaali on jo vahvistettu. Internetistä löytyy useita piirejä todella laadukkaita vahvistimia, jotka voidaan luokitella HI-End-luokkaan ja jotka eivät välttämättä vaadi putkipiirejä. Maksimaalisen laadun saavuttamiseksi tarvitset vahvistimen, jonka lähtöaste toimii puhtaassa luokassa A. Piirin maksimilineaarisuus antaa minimisärölle lähdössä, joten laadukkaiden vahvistimien suunnittelussa tähän kiinnitetään erityistä huomiota tekijä. Putkipiirit ovat hyviä, mutta eivät aina saatavilla edes itsekokoonpanoon, ja merkkivalmistajien teollisuusputkien UMZCH:t maksavat useista tuhansista useisiin kymmeniin tuhansiin Yhdysvaltain dollareihin - tämä hinta ei todellakaan ole monille edullinen.
Herää kysymys: voidaanko transistoripiireistä saada samanlaisia tuloksia? vastaus on artikkelin lopussa.
Matalataajuisten tehovahvistimien lineaarisia ja ultralineaarisia piirejä on melko paljon, mutta tänään harkittava piiri on korkealaatuinen ultralineaarinen piiri, joka on toteutettu vain 4 transistorilla. Piirin loi vuonna 1969 brittiläinen ääniinsinööri John Linsley-Hood. Kirjoittaja on useiden muiden korkealaatuisten piirien, erityisesti luokan A, luoja. Jotkut asiantuntijat kutsuvat tätä vahvistinta laadukkaimmaksi transistori-ULF-piirien joukossa, ja minä vakuuttuin tästä vuosi sitten.
Ensimmäinen versio tällaisesta vahvistimesta esiteltiin klo. Onnistunut yritys toteuttaa piiri pakotti minut luomaan kaksikanavaisen ULF:n samalla piirillä, kokoamaan kaikki koteloon ja käyttämään sitä henkilökohtaisiin tarpeisiin.
Järjestelmän ominaisuudet
Yksinkertaisuudestaan huolimatta järjestelmässä on useita ominaisuuksia. Oikea toiminta voi häiriintyä väärän kortin asettelun, komponenttien huonon sijoituksen, väärän virtalähteen jne. vuoksi.
Virtalähde on erityisen tärkeä tekijä - suosittelen vahvasti olemaan käyttämättä tätä vahvistinta kaikenlaisista virtalähteistä, paras vaihtoehto on akku tai virtalähde, jossa akku on kytketty rinnan.
Vahvistimen teho on 10 wattia 16 voltin virtalähteellä 4 ohmin kuormalla. Itse piiri voidaan sovittaa 4, 8 ja 16 ohmin päille.
Loin vahvistimesta stereoversion, molemmat kanavat sijaitsevat samalla levyllä.
Koska piirin alkuperäisiä transistoreita ei löytynyt, jouduttiin käyttämään analogeja. Koko tukikohta on kotimainen. Ensimmäinen transistori (jossa ääni todella muodostuu) tehtiin germaniumista, se kuulostaa paremmalta korvalla. Voit käyttää mitä tahansa P-N-P pienitehoisia germaniumtransistoreja MP25 ja vastaavia. Haluttaessa transistori voidaan korvata KT361:llä tai ei vähemmän meluisilla.
Toinen on tarkoitettu pääteasteen ajamiseen, asensin KT801:n (se oli aika vaikea saada käsiinsä.
Itse lähtövaiheessa asensin tehokkaat kaksinapaiset käänteisen johtavuuden kytkimet - KT803 sai epäilemättä korkealaatuisen äänen niiden kanssa, vaikka kokeilin monia transistoreja - KT805, 819, 808 ja jopa asensin sen kanssa tehokkaat komposiittikytkimet - KT827 teho on paljon suurempi, mutta ääni ei ole verrattavissa KT803: een, vaikka tämä on vain minun subjektiivinen mielipiteeni.
Tulokondensaattori, jonka kapasiteetti on 0,1-0,33 μF, sinun on käytettävä kalvokondensaattoreita, joilla on minimaalinen vuoto, mieluiten tunnetuilta valmistajilta, samoin lähtöelektrolyyttikondensaattorin kanssa.
Jos piiri on suunniteltu 4 ohmin kuormitukselle, sinun ei pitäisi nostaa syöttöjännitettä yli 16-18 voltin.
Päätin olla asentamatta äänen säädintä, se puolestaan vaikuttaa ääneen, mutta on suositeltavaa asentaa 47k vastus rinnakkain tulon ja miinuksen kanssa.
Itse levy on prototyyppilevy. Jouduin puuhailemaan levyä pitkään, sillä raitojen linjat vaikuttivat myös jonkin verran äänenlaatuun kokonaisuutena. Tällä vahvistimella on erittäin laaja taajuusalue 30 Hz - 1 MHz.
Asennus ei voisi olla helpompaa. Tätä varten sinun on käytettävä muuttuvaa vastusta saavuttaaksesi puolet syöttöjännitteestä lähdössä. Tarkempia asetuksia varten kannattaa käyttää monikierrosta säädettävää vastusta. Yhdistämme yhden yleismittarin johdon miinusvirtalähteeseen, laitamme toisen lähtölinjaan eli elektrolyytin plussaan lähdössä, jolloin muuttujaa hitaasti pyörittämällä saadaan puolet ulostulon tehosta.
Vahvistimen lepovirta on 0,5-0,7A ja tämä on aivan normaalia luokassa A. Piirin hyötysuhde on korkeintaan 25 %, kaikki virtalähteen pääteho muuttuu tarpeettomaksi lämmöksi, jota virtalähde vapauttaa. lähtöasteen transistorit, joten ne tarvitsevat intensiivistä jäähdytystä, mahdollisesti Tarvitset myös jäähdyttimen.
Äänivahvistimen luominen omin käsin ei ole nyt vaikeaa edes aloittelijalle. Internet on täynnä kaavioita, ohjeita vaiheittaisilla valokuvilla ja videoilla. Niiden avulla voit tehdä laitteen, jolla on erilaisia ominaisuuksia ja eri laitteille. Tänään puhumme äänenvahvistimen luomisesta transistoreilla.
Laitteen luomiseen tarvitset:
Transistori audiovahvistinpiiri
Huomautus! Suodatin vaatii tehokkaan sementtivastuksen. Jopa 2A:n lepovirralla se haihduttaa 3 W lämpöä, joten on parempi ottaa se 5-10 W marginaalilla. Piirin jäljellä olevat vastukset voivat olla kukin 2 W.
Siirrytään nyt vahvistinlevyyn:
Uskotaan, että piiri ei ole altis itseherätykselle, mutta varmuuden vuoksi laitamme Zobel-piirin pisteen X ja maan väliin: R 10 Ohm + C 0,1 μF. Asennamme sulakkeet sekä muuntajaan että piirin tehotuloon. Jotta transistorin ja jäähdytyselementin välinen kontakti olisi mahdollisimman suuri, voit käyttää lämpötahnaa.
Kun olet asentanut vahvistimen, sinun ei pitäisi käynnistää musiikkia heti, vaan suosittelemme, että jaat maaperän kunnolla taustan minimoimiseksi. Tätä varten yhdistämme SZ:n tulo-lähdön miinukseen ja yhdistämme loput miinukset "tähteen" suodatinkondensaattorien lähellä.
