≡×منو

•   گیربکس
• موتور
• موتور 
• مایعات
• گیربکس 

آبشار مقدماتی unch. ویژگی های مراحل پیش تقویت. مدار تقویت کننده فرکانس پایین بر اساس ترانزیستور دوقطبی

تقویت‌کننده‌های فرکانس پایین عمدتاً برای تأمین توان معینی به دستگاه خروجی طراحی شده‌اند که می‌تواند یک بلندگو، سر ضبط نوار ضبط، سیم‌پیچ رله، سیم‌پیچ ابزار اندازه‌گیری و غیره باشد. منابع سیگنال ورودی یک پیکاپ صدا، فتوسل و مبدل های مختلف مقادیر غیر الکتریکی به الکتریکی. به عنوان یک قاعده، سیگنال ورودی بسیار کوچک است، مقدار آن برای عملکرد عادی تقویت کننده کافی نیست. در این راستا، یک یا چند مرحله پیش تقویت کننده در جلوی تقویت کننده قدرت گنجانده شده است که وظایف تقویت کننده های ولتاژ را انجام می دهد.

در مراحل مقدماتی ULF، مقاومت ها اغلب به عنوان بار استفاده می شوند. آنها با استفاده از لامپ و ترانزیستور مونتاژ می شوند.

تقویت کننده های مبتنی بر ترانزیستورهای دوقطبی معمولاً با استفاده از یک مدار امیتر مشترک مونتاژ می شوند. بیایید عملکرد چنین آبشاری را در نظر بگیریم (شکل 26). ولتاژ موج سینوسی تو دراز طریق یک خازن ایزوله به بخش بیس-امیتر عرضه می شود C p1، که موجی از جریان پایه نسبت به جزء ثابت ایجاد می کند من b0. معنی من b0توسط ولتاژ منبع تعیین می شود E kو مقاومت مقاومت R b. تغییر در جریان پایه باعث تغییر متناظر در جریان کلکتوری می شود که از مقاومت بار عبور می کند R n. جزء متناوب جریان کلکتور در مقاومت بار ایجاد می کند Rkافت ولتاژ تقویت شده با دامنه تو بیرون.

محاسبه چنین آبشاری را می توان به صورت گرافیکی با استفاده از آنچه در شکل نشان داده شده است انجام داد. 27 ویژگی ورودی و خروجی ترانزیستور متصل شده بر اساس مدار با OE. اگر مقاومت بار R nو ولتاژ منبع E kداده می شود، سپس موقعیت خط بار توسط نقاط تعیین می شود باو D. در عین حال، نکته Dبا ارزش داده شده است E k، و اشاره کنید با- شوک الکتریکی من به =E k/R n. خط بارگذاری سی دیاز خانواده ویژگی های خروجی عبور می کند. ما منطقه کار را روی خط بار انتخاب می کنیم تا اعوجاج سیگنال در هنگام تقویت حداقل باشد. برای این، نقاط تقاطع خط سی دیبا مشخصات خروجی باید در قسمت های مستقیم دومی باشد. سایت این نیاز را برآورده می کند ABخطوط بارگذاری

نقطه عملیاتی برای سیگنال ورودی سینوسی در وسط این بخش - نقطه است در باره. برآمدگی قطعه AO بر روی محور اردینات، دامنه جریان کلکتور را تعیین می کند، و طرح ریزی همان قطعه بر روی محور آبسیسا، دامنه مولفه متغیر ولتاژ کلکتور را تعیین می کند. نقطه عملیاتی Oجریان کلکتور را تعیین می کند من k0و ولتاژ کلکتور U ke0مربوط به حالت استراحت

علاوه بر این، اشاره کنید Oجریان ساکن پایه را تعیین می کند من b0و در نتیجه موقعیت نقطه عملیاتی ای"روی مشخصه ورودی (شکل 27، a، b). به نقاط آو که درویژگی های خروجی با نقاط مطابقت دارد آ"و که در"روی مشخصه ورودی طرح ریزی بخش خط A"O"محور x دامنه سیگنال ورودی را تعیین می کند U در تی، که در آن حالت حداقل اعوجاج تضمین می شود.

به طور دقیق، U در تی، باید توسط خانواده ویژگی های ورودی تعیین شود. اما از آنجایی که مشخصات ورودی در مقادیر مختلف ولتاژ یو که، کمی متفاوت است، در عمل آنها از مشخصه ورودی مربوط به مقدار متوسط ​​استفاده می کنند یو که=U ke 0.

مراحل پیش تقویتیک منبع سیگنال معمولی که برای ایجاد ولتاژ خروجی 50-200 میلی ولت استفاده می شود. تقویت کننده های با کیفیت بالا به سمت این ولتاژ جهت گیری شده اند. مدارهای اصلاحی قبلاً بین سوکت های ورودی و شبکه لامپ اول قرار داشتند که در آن سیگنال حداقل به نصف (6 دسی بل) در حساس ترین ورودی ضعیف می شد. در کنترل ولوم با جبران ریز، حداقل تضعیف سیگنال 6 دسی بل دیگر است. کنترل‌های تون که کنترل ± 20dB را ارائه می‌دهند، معمولاً سیگنال را 30-40dB دیگر کاهش می‌دهند. اگر پیروان کاتد در مدارهای ورودی وجود داشته باشد، از دست دادن سیگنال 3-6 دسی بل دیگر افزایش می یابد. بنابراین، تضعیف کل سیگنال قبلاً 45-58 دسی بل بود. ولتاژ سیگنال در شبکه های لامپ های مرحله نهایی به طور متوسط ​​10-20 ولت است. نسبت این مقدار به ولتاژ سیگنال ورودی 10/0.05 = 200 (46 دسی بل) است. بنابراین، تقویت مراحل مقدماتی با در نظر گرفتن تضعیف سیگنال و ولتاژ مورد نیاز روی شبکه‌های لامپ‌های مرحله نهایی، مقداری در حد 90-100 دسی‌بل داشت. به عبارت دیگر، بهره مراحل اولیه باید تقریباً 100000 باشد. اگر بهره ولتاژ هر یک از مراحل تقویت کننده تقریباً 10 باشد، بدیهی است که تعداد مراحل باید برابر با 5 باشد. اگر بهره هر مرحله حدود 100 باشد، تعداد کل مراحل برابر با 3 خواهد بود (با مقداری حاشیه). از آنجایی که افزایش 10 در هر مرحله توسط تقریباً هر تریود لامپ فرکانس پایین مدرن ارائه می شود، و بهره 100 در هر مرحله حتی برای پنتودهای فرکانس پایین خوب محدودیت است، می توان استدلال کرد که برای تقویت کننده های لوله، تعداد پیش مراحل تقویت باید از سه تا پنج متغیر باشد.

چند آبشار باید بسازید: 3 یا 5؟ البته اولین پاسخ "3" است. با این حال، نیازی به عجله نیست. سه آبشار - این بدان معناست که حداقل بهره آبشار برابر با ریشه سوم 10000 است. توجه داشته باشید که این μ لامپ نیست، بلکه بهره آبشار است که به ندرت از 50% μ لامپ تجاوز می کند. بنابراین، دیگر نیازی به تریود نیست. این بدان معناست که سه آبشار روی پنتودها یا در موارد شدید، دو آبشار روی پنتودها و یکی روی سه‌پایه وجود خواهد داشت. مدار دوم که هیچ حاشیه بهره ای ندارد، اجازه استفاده از بازخورد منفی در مدار را نمی دهد، یعنی. عملا برای تقویت کننده های Hi-Fi نامناسب است، زیرا بدون بازخورد منفی نمی توان ضریب اعوجاج غیرخطی را کاهش داد و محدوده فرکانس را به مقادیر مورد نیاز گسترش داد. سه مرحله روی پنتودها می‌تواند امکان معرفی بازخورد منفی را فراهم کند، اما سپس اولین مرحله ورودی نیز روی پنتود مونتاژ می‌شود، و در این مورد، همانطور که تجربه نشان می‌دهد، دستیابی به غیاب کامل جلوه میکروفون و پس‌زمینه تقریبا غیرممکن است. سطح زیر 60 دسی بل حالت افراطی دیگر - پنج مرحله روی تریود - همیشه حتی در بدترین لوله ها نیز بهره مورد نیاز را فراهم می کند، اما با استفاده از لوله هایی با بهره متوسط ​​حدود 20-50، به راحتی می توان بهره مورد نیاز را با حاشیه کافی با چهار تریود بدست آورد. یعنی روی دو لامپ دوتایی). این طرح رایج ترین است. درست است، بسیاری از شرکت های خارجی یک پنتود طراحی شده ویژه برای مرحله ورودی با سطح کم صدای خود و غیر مستعد اثرات میکروفون (EF-184، EF-804، و غیره) تولید می کنند. با استفاده از چنین پنتود و تریودهای بعدی با μ بزرگ (90-120) از نوع ECC-83 می توان در سه مرحله با استفاده از سیستم پنتود - تریود - تریود گین مورد نیاز را به دست آورد، اما اولاً چنین سیستمی نیاز دارد. استفاده از لامپ های مخصوص و ثانیاً فولاد ترانسفورماتور بسیار با کیفیت، لامپ های انتهایی بسیار حساس و غیره. بنابراین، این طرح مناسب نیست.

توجه داشته باشید.در قرن بیست و یکم، وضعیت به طور قابل توجهی تغییر کرده است. امروزه هیچ کس از مراحل پیش تقویت کننده آنالوگ فیزیکی استفاده نمی کند. پیش پردازش سیگنال به DAC های با کیفیت بالا قابل اعتماد است. سیگنال ورودی در ولتاژ 1-2 ولت نرمال در نظر گرفته می شود. بنابراین، برای یک ترمینال لوله، تقویت 20-50 برابر کافی است. و این وظیفه توسط یک لوله خلاء در مرحله پیش تقویت کننده انجام می شود. به عنوان مثال، این یک تریود دوگانه است که عملکردهای یک رفلکس باس را ترکیب می کند. به همین دلیل است که همه زباله های آبشارهای متوالی متعدد در گذشته های دور باقی می مانند. اوگنی بورتنیک.

رفلکس های باساگر اینورتر فاز بر اساس مداری مونتاژ شود که در آن هر بازو نیز یک تقویت کننده باشد (مثلاً مطابق نمودار شکل 1)، آنگاه بهره این بازو در بهره کلی مسیر در نظر گرفته می شود. به شما یادآوری می کنیم که باید بهره تنها یک بازو را در نظر بگیرید، زیرا بازوی دوم اینورتر فقط یک تطبیق دهنده برای بازوی دوم مرحله نهایی فشار کش است و بخشی از مسیر کلی تقویت نیست.

اگر اینورتر فاز بر اساس مدار پیرو کاتد متقارن مونتاژ شود (شکل 2)، بهره آن همیشه کمتر از واحد است، بنابراین چنین مرحله ای نه تنها مرحله تقویت نیست، بلکه نیاز به افزایش اضافی در بهره کل دارد. 4-6 دسی بل

روش انتخاب بهره برای تقویت کننده ترانزیستوری دقیقاً یکسان است. حالا به طور خاص در مورد مدارهای خود مراحل پیش تقویت کننده. اینها ساده ترین تقویت کننده های مقاومتی بدون هیچ ویژگی مدار هستند. به طور معمول برای همه مراحل، هم ترایود و هم پنتود، بارهای آند (کلکتور) 2-5 برابر در مقایسه با مقادیر بهینه محاسبه شده برای گسترش پهنای باند به سمت فرکانس های بالاتر کاهش می یابد که به خازن های انتقالی 0.1-0 افزایش یافته است مقاومت‌های نشتی شبکه تا 1-1.5 MΩ برای کاهش بازتاب پاسخ فرکانس در فرکانس‌های پایین، استفاده از بازخورد جریان منفی در تمام مراحل به جز مرحله‌ای که واحد کنترل پاسخ فرکانس روی آن مونتاژ شده است. در مورد خود عناصر تقویت کننده، در سال های اخیر انواع مختلفی از لامپ ها و ترانزیستورها با پارامترهای عالی ظاهر شده اند. بنابراین، مقدار S برای لامپ های کم مصرف برابر با 30-50 میلی آمپر / ولت در برابر مقادیر معمول 3-10 میلی آمپر / ولت شد و بنابراین حساسیت لامپ ها به شدت افزایش یافت. محاسبات نشان می دهد که از نظر تئوری می توان تمام پیش تقویت را حتی در دو مرحله با چنین لامپ هایی به دست آورد. با این حال، هشدار دادن به آماتورها از عجله در انتخاب چنین لامپ هایی مفید خواهد بود. و نکته در اینجا محافظه کاری نیست، بلکه این واقعیت است که افزایش، مثلاً، شیب لامپ ها با کاهش شدید شکاف بین شبکه کنترل و کاتد حاصل می شود، که به طور قابل توجهی تمایل لامپ به تولید را افزایش می دهد. جریان های حرارتی و اعوجاج های غیرخطی عظیم ناشی از آن. همچنین هزینه بالا و دوام کمتر این گونه لامپ ها مهم است. می توان ادعا کرد که لوله هایی مانند 6N1P، 6N2P، 6NZP، 6N23P، 6N24P، 6Zh1P، 6Zh5P، که با سال ها تمرین ثابت شده است، برای مراحل اولیه حتی بهترین و مدرن ترین تقویت کننده ها کاملاً مناسب هستند. به عنوان مثال، در زیر چندین مدار از CPU روی لامپ ها در حالت های عادی نشان داده شده است

در شکل 3. مراحل پیش تقویت کننده لوله نشان داده شده است. الف - تقویت کننده دو مرحله ای با بازخورد داخلی بین مرحله ای. ب - آبشار با بازخورد خطی در مدار شبکه حفاظتی.

مراحل نهایی و پیش نهایی - تقویت کننده های قدرت.به طور رسمی، آبشارهای پیش ترمینال (درایورها از کلمه انگلیسی drive - excite، set، swing) به عنوان تقویت کننده های ولتاژ، به عنوان مثال، آبشارهای اولیه طبقه بندی می شوند، اما در این مورد بحث شده است، و نه در پاراگراف قبلی، به منظور تاکید. که به دلیل ماهیت کار و از نظر حالت های استفاده، درایورها به تقویت کننده های نهایی بسیار نزدیکتر هستند، یعنی. تقویت کننده های قدرت تقویت کننده های Hi-Fi با توان خروجی قابل توجهی در حد 15-50 وات مشخص می شوند. این بدان معنی است که برای برانگیختن (درایو) مرحله نهایی بدون اعوجاج غیرخطی قابل توجه، توانی در حد 1-5 وات در ولتاژ حداکثر 25-35 ولت مورد نیاز است و اگر شرایط لازم را در نظر بگیریم. با کاهش اعوجاج های غیرخطی، مشخص می شود که تریودهای کم مصرف معمولی نمی توانند تحریک لامپ های ترمینال قدرتمند را فراهم کنند. بنابراین استفاده از لامپ های پرقدرت در آخرین مرحله تقویت ولتاژ منطقی و موجه می شود. ممکن است از نظر تئوری درست تر باشد که آبشارهای پیش ترمینال را در همه موارد ترانسفورماتور یا خفه کنیم تا بالاترین مقدار ضریب استفاده از ولتاژ آند را بدست آوریم، اما دلایل متعددی وجود دارد که این امر نباید انجام شود. انجام شده. آبشار ترانسفورماتور همیشه اعوجاج های فرکانس قابل توجهی را معرفی می کند و در توان های بالاتر از 1-2 وات، اعوجاج های غیرخطی قابل توجهی را ایجاد می کند. علاوه بر این، ترانسفورماتورها نسبتاً گران، پیچیده و کار فشرده برای ساخت، سنگین و حجیم، حساس به تداخل مغناطیسی و در عین حال منبع تداخل فرکانس صوتی برای سایر مدارهای تقویت کننده (در درجه اول مدارهای ورودی) هستند.

در همان زمان، آماتورهای رادیویی اکنون لامپ های با قدرت متوسط، پهن باند و اقتصادی در اختیار دارند که به راحتی می توانند قدرت بدون اعوجاج حدود 2-4 وات را در مقاومت بار فعال به دست آورند. اینها عمدتاً شامل لامپ‌های 6P15P، 6E5P، 6F3P، 6F4P، 6F5P، 6Zh5P، 6Zh9P و غیره می‌شوند. در برخی موارد، به دلایل هماهنگی ساده تر، همچنان توصیه می شود از اتصال ترانسفورماتور استفاده کنید. مدارهای پیش تقویت کننده در زیر نشان داده شده است

برای آبشارهای فرکانس پایین نهایی با توان حداکثر 10-12 وات، آماتورهای رادیویی در بیشتر موارد از لامپ های نوع 6P14P استفاده می کنند، تا حدی به این دلیل که آنها به راحتی توان مشخص شده را ارائه می دهند. علاوه بر این، متاسفانه هیچ لامپ دیگری برای این کار مناسب نیست. چنین لامپ قدیمی، اگرچه بسیار خوب، مانند 6P3S (6L6) این روزهانمی توان آن را توصیه کرد و صنعت لامپ های ویژه قدرتمندتری برای مراحل نهایی ULF مانند EL-34 آلمان تولید نمی کند. [نتیجه گیری عجیب، بدون دلیل، در سال 1980-90 استفاده از 6P3S قابل توصیه نیست! اراده گرایی ناب از سوی شورای نمایندگان. به عنوان مثال، در قرن بیست و یکم، لامپ های 6P3S را می توان به شدت برای طراحی یک تقویت کننده لوله توصیه کرد. مهم است که نمونه هایی را در شرایط نگهداری خوب پیدا کنید. E.B.] مردم اغلب سعی می کنند با فشار دادن حالت، توان بیشتری را از همان لوله های 6P14P دریافت کنند، اما این مسیر به دلیل بدتر شدن شدید قابلیت اطمینان تقویت کننده و افزایش اعوجاج های غیرخطی هنگام ظاهر شدن یک جریان حرارتی شبکه کاملاً غیرقابل قبول است.

با در نظر گرفتن موارد فوق، می‌توانیم توصیه کنیم که آماتورهای رادیویی از لامپ‌های 6P14P در مدارهای فشار کشش فقط در توان‌های بیش از 10 وات استفاده کنند. [توصیه شگفت‌انگیز بی‌معنی به سبک «چون هیچ چیز خوبی وجود ندارد، پس کاری را که انجام می‌دهید انجام دهید». نویسنده به نظر مرجع باحالی است، اما مزخرف می نویسد. E.B.] با توان خروجی بالاتر، لازم است به لامپ‌های نه با فرکانس پایین مانند 6P31S، 6P36S، 6P20S، GU-50، 6N13S (6N5S) هم در مدارهای فشار کش کلاسیک و هم در مدارهای فوق خطی سوئیچ کنید. و در مدارهای پل، مدارهایی که برای آماتورهای رادیویی کمتر آشنا هستند، که به آنها فشار-کشش-موازی نیز می گویند. سه مورد اول از این لامپ ها برای استفاده در آبشارهای نهایی تلویزیون های اسکن افقی در نظر گرفته شده اند و به شما امکان می دهند تا توان 25 وات را از یک لامپ ژنراتور GU-50 با ولتاژ آند 500-750 ولت استخراج کنید. به پاسپورت خود دارای Ua.work = 1000 ولت است) به آسانی توان 40-60 وات را در مدار فشار کش ارائه می دهد. تریود دوبل 6N13S که به طور خاص به عنوان یک لامپ کنترل در مدارهای تثبیت کننده ولتاژ الکترونیکی طراحی شده است، مقاومت داخلی بسیار کمی دارد و با ولتاژ آند نسبتاً پایین، دستیابی به توان حداقل 15 وات (در هر سیلندر) را ممکن می سازد. مدار فشار کش معمولی، و هنگامی که روشن است، دو تریود در هر بازو به صورت موازی (دو سیلندر) در مدارهای فشار کش و پل معمولی، توان خروجی تا 25 وات را فراهم می کنند. با استفاده از لامپ های ذکر شده، رادیو آماتور انتخاب گسترده ای برای فعالیت های خلاقانه دارد.

[توصیه ای دیگر در حالت مبهم هوشیاری. نمی دانم چرا لامپ های دوقلو یا سه گانه برای فعالیت های خلاقانه مناسب نیستند؟ شاید نویسنده به سادگی قوانین اتصال موازی عناصر رادیویی را نمی داند؟ یعنی، یک اتصال موازی، با انتخاب با کیفیت بالا از نسخه ها، گزینه های متوسط ​​زیادی را برای تقویت کننده های بسیار قدرتمند با ویژگی های مناسب ارائه می دهد. خواندن توصیه لامپ 6P31S که اصلاً از 6P14P قدرتمندتر نیست، اما از نظر مشخصات بسیار بدتر است، عجیب است. و همچنین دیدن توصیه‌های سریع برای استفاده از لامپ‌های 6N13C ناامیدکننده است (در ضمن). نمایشی شگفت انگیز از بیهودگی، زیرا نویسنده کاملاً از تمرین بی اطلاع است، زیرا لامپ های 6N13C گوانوی کمیاب هستند. گستردگی ویژگی های نیمه ها دارای دامنه ای 100٪ یا بیشتر است. انتخاب دقیق آنها برای اتصال موازی تقریباً غیرممکن است ، بنابراین تقویت کننده نمی تواند بدون گرم شدن بیش از حد یکی از نیمه ها ، توان قابل توجهی را به بار تحویل دهد و بعید است که ضریب استفاده از 40-50٪ تجاوز کند. و مدارهای موازی ساده برای 6N13S، بدون کیت بدنه تراز، نامناسب هستند. و بحث در مورد لامپ ها قابل لمس است، زیرا تعداد زیادی لامپ عالی دیگر وجود دارد، بر خلاف لامپ های توصیه شده، به عنوان مثال لامپ های 6P13S، 6P44S، 6P45S، G807 در موارد شدید، لامپ های 6P3S مناسب هستند. E.B.]

شکل 5. مراحل پایانی قدرتمند مسیر ULF فرکانس پایین. الف - روی لامپ های 6P36S در سوئیچینگ فوق خطی؛ ب - روی لامپ های GU-50 در مدار موازی فشار کش. ج - روی لامپ های 6N13S با تعادل بایاس ثابت

از آنجایی که تمام مدارها به عنوان فرکانس پایین در نظر گرفته شدند، یعنی. طراحی شده برای پهنای باند محدود (بیش از 5-8 کیلوهرتز)، هیچ چیزی در مورد ترانسفورماتورهای خروجی، چوک ها و ترانسفورماتورهای خودکار گفته نشده است. همه آنها رایج ترین هستند و روی هسته های W شکل یا نواری ساخته شده از فولاد ترانسفورماتور ساده به ضخامت 0.35 میلی متر مونتاژ می شوند. هیچ نیازی به طراحی قاب و سیم‌پیچ‌ها افزایش نمی‌یابد، به استثنای درجه بالایی از تقارن نیمه‌های مجزای سیم‌پیچ اولیه. این نیاز به ویژه برای مدارهای فوق خطی برای سوئیچینگ لامپ های ترمینال مهم است. مقادیر اندوکتانس نشتی و ظرفیت سیم پیچ اولیه قابل توجه نیست. سیم پیچ های ثانویه با توان بالای 10 وات باید تا حد امکان با سیم ضخیم پیچیده شوند تا تلفات فعال کاهش یابد. توصیه می شود چندین ضربه بزنید تا بهترین حالت عملکرد را برای مرحله نهایی انتخاب کنید. این موضوع در پاراگراف بعدی با جزئیات بیشتر مورد بحث قرار گرفته است. مراحل پایانی فرکانس بالا تقویت کننده های Hi-Fi دو کاناله به طور قابل توجهی با موارد فرکانس پایین متفاوت است، بنابراین توصیه ها در مورد آنها متفاوت خواهد بود. اول از همه، این امر در مورد انواع لامپ ها صدق می کند. [ استدلال شگفت انگیز. نویسنده طبقه بندی خود را از LF و HF اختراع کرد. حتی برای یک آماتور که بخش لوله های خلاء را خوانده است، اول از همه، واضح است که تقسیم فرکانس اختراع شده اصلاً ربطی به لوله های خلاء ندارد. لامپ 6P14P بنفش است که سیگنال‌های فرکانس آن باید تقویت شوند، 0.1 کیلوهرتز، 1 کیلوهرتز، 5 کیلوهرتز، 8 کیلوهرتز، 16 کیلوهرتز یا 32 کیلوهرتز. اما با توجه به ترانسفورماتور تطبیق، این سوال در حال حاضر مرتبط است. اما اینجا هم جای نگرانی نیست چون... تا 18-20 کیلوهرتز، ترانسفورماتورهای معمولی مناسب هستند. و برای فرکانس های بالاتر از 20 کیلوهرتز باید به فریت تغییر دهید. به نظر می رسد نویسنده چیزی در مورد برش دادن سیم پیچ ها برای بهبود پاسخ فرکانسی نشنیده است و سیم ضخیم را برای سیم پیچ ثانویه توصیه می کند. و مفهوم ACTIVE LOSSES یک مزخرف مطلق است، زیرا هیچ ضرر غیرفعال و زیان واکنشی نیز وجود ندارد. E.B.]

از آنجایی که قدرت کانال های فرکانس بالا، حتی در تقویت کننده های درجه یک، در محدوده 10-12 وات است، مناسب ترین لامپ ها 6P14P و 6N13S هستند. بهترین مدارهای سوئیچینگ عبارتند از فشار-کشش فوق خطی، پل زدن بر روی 6P14P در سوئیچینگ تریود، و "دو طبقه" در 6N13S. در مورد آخرین طرح، که رایج ترین نسخه آن در شکل 6 نشان داده شده است، می توان گفت که اگرچه از نظر نظری جدید نیست، اما تنها در دهه 60 قرن گذشته در تجهیزات پخش گسترده شد. همانطور که اغلب اتفاق می افتد، این طرح بسیار گسترده شده است و زمانی که در مورد مزایای این طرح صحبت می شود، معمولا در مورد معایب آن سکوت می کنند. بیایید سعی کنیم هر دو را به طور عینی ارزیابی کنیم.

[اول از همه، من پیشنهاد می کنم مهم ترین پیامد ایجاد مدارهای بدون ترانسفورماتور را به طور معقول ارزیابی کنیم. 50 سال گذشته نشان داده است که چنین طرح هایی هیچ توزیعی دریافت نکرده اند و نمی توانند آنها را دریافت کنند. با بالا رفتن استاندارد زندگی، ارزش سلامتی نیز افزایش می یابد. بنابراین، عیب اصلی و غیر قابل حل مدارهای بدون ترانسفورماتور - عدم جداسازی گالوانیکی از منبع ولتاژ بالا - هرگز اجازه نخواهد داد که چنین مدارهایی حداقل به توزیعی در بین جمعیت انسانی دست یابند. و اجازه دهید رویاپردازان حالت های چنین مدارهایی را مطالعه و تجزیه و تحلیل کنند تا زمانی که در صورت آبی شوند.]

شکل 6. یکی از رایج ترین مدارهای مرحله نهایی با اتصال سری لامپ های DC

اتصال دو لامپ به صورت سری برای جریان مستقیم معادل این واقعیت است که برای جریان متناوب هر دو به صورت موازی نسبت به بار متصل می شوند، به همین دلیل کل مقاومت داخلی آنها در واقع چهار برابر کمتر از یک آبشار فشار کش معمولی است. . اگر برای چنین مداری لامپ هایی را بگیریم که مقاومت داخلی آنها کمتر از حد معمول است و از بلندگوهای با امپدانس نسبتاً بالا به عنوان بار استفاده کنیم، معلوم می شود که ترانسفورماتور خروجی، طبق محاسبات، در این حالت دارای ضریب تبدیل نزدیک به واحد یا در هر صورت واحد اندازه گیری می شود. سپس امکان اتصال مستقیم بار به لامپ ها بدون ترانسفورماتور خروجی وجود دارد. البته این مزیت بی قید و شرط این طرح است. با این حال، این کرامت بهای بالایی دارد. اول از همه، روشن کردن مستقیم بار هنوز به دلیل وجود نیمی از ولتاژ منبع برق (120-150 ولت) در نقاط روشن شدن آن غیرممکن است. بنابراین، بلندگوها باید از طریق یک خازن جداکننده روشن شوند که ظرفیت آن مستقیماً با مقاومت فعال بار و حد پایین باند عبور مرتبط است. در واقع، اگر اتلاف ولتاژ مجاز سیگنال مفید روی خازن ایزوله 10% مقدار خود سیگنال باشد، در Rn=20 اهم و جریان=40 هرتز، راکتانس خازن نباید از 2 اهم تجاوز کند. ظرفیت آن برابر است

واضح است که فقط یک خازن الکترولیتی می تواند چنین ظرفیتی داشته باشد، اما باید به خاطر داشت که ولتاژ کاری آن باید حداقل از ولتاژ کامل منبع تغذیه کمتر نباشد، یعنی. 300-350 ولت. و سپس معلوم می شود که هزینه چنین خازن به هیچ وجه کمتر از هزینه ترانسفورماتور خروجی نیست، به خصوص که، بر خلاف یک خازن، یک آماتور رادیویی همیشه می تواند در صورت لزوم، ترانسفورماتور را خودش بسازد. البته می توان بلندگوی با مقاومت سیم پیچ صوتی نه 20، بلکه 200 اهم ساخت که در شرایط یکسان باعث کاهش ظرفیت خازن کوپلینگ به 200 میکروفارتر می شود، اما در این مورد هزینه بلندگو به شدت افزایش می یابد. با این حال، این تنها نقص این طرح نیست. مورد دوم این است که وقتی لامپ ها به صورت سری با جریان مستقیم متصل می شوند، تنها نیمی از ولتاژ منبع آند به هر یک از آنها اعمال می شود، بنابراین مدار فقط می تواند روی لامپ های خاصی که ولتاژ آند نامی آنها از 100-150 ولت تجاوز نمی کند خوب کار کند. . با این حال، اکثر لامپ های این نوع دارای حداکثر توان خروجی ناچیزی هستند که به ندرت از چند وات بیشتر می شود. علاوه بر این، مطالعات نشان داده است که هنگام استفاده از پنتودها، این مدار اساساً تا حدودی نامتقارن است که آن را برای آخرین مراحل فرکانس پایین تقویت‌کننده‌های Hi-Fi نامناسب می‌کند. در آبشارهای فرکانس بالا، اولین اشکال بلافاصله از بین می رود، زیرا با مقادیر انتخاب شده در محاسبه قبلی و حد پایین تر جریان کانال HF = 2 کیلوهرتز، مقدار ظرفیت خازن جداکننده

علاوه بر این، در این حالت، ده درصد از دست دادن سیگنال تنها در بدترین بخش عملاً غیرفعال باند عبور رخ می دهد، و در ftop = 20 کیلوهرتز، از دست دادن سیگنال تنها 1٪ خواهد بود. علاوه بر این، توان خروجی مورد نیاز برای مرحله RF نهایی به طور قابل توجهی کمتر از مرحله LF است که امکان استفاده از یک تریود دوگانه 6N13C را در این مدار فراهم می کند که مقاومت داخلی پایینی دارد و در ولتاژهای آند پایین به خوبی کار می کند. یک نمودار عملی از چنین آبشاری در شکل 7 نشان داده شده است.

شکل 7. نمودار عملی مرحله پایانی "دو طبقه" بر اساس یک تریود دوگانه 6N13S (6N5S)

اگر توان کانال RF از 2-3 وات تجاوز نکند، می توانید مرحله نهایی را مطابق مدار شکل 8 با استفاده از لامپ های نوع 6F3P یا 6F5P مونتاژ کنید. ترانسفورماتور خروجی این مدار بر روی یک هسته نواری با ضخامت نوار بیش از 0.2 میلی متر یا روی یک آلیاژ دائمی W شکل مونتاژ می شود. برای اینکه مدار فوق خطی نتیجه قابل توجهی بدهد و اعوجاج های غیرخطی واقعاً در حد 0.2-0.5٪ باشد، نقطه ضربه سیم پیچ اولیه باید در هر مورد به طور تجربی مستقیماً از نتایج اندازه گیری r.n.i انتخاب شود. در فرآیند راه اندازی یک تقویت کننده. برای انجام این کار، هنگام سیم پیچی ترانسفورماتور، باید 4-6 شیر برای هر نیمه سیم پیچ اولیه ارائه شود.

شکل 8. مرحله نهایی با فرکانس بالا فشاری با استفاده از لامپ های 6F3P یا 6F5P (پات = 2.5 وات)

برعکس، برای تقویت کننده های ترانزیستور، مدار "دو طبقه" نسبت به سایرین ارجحیت دارد. این با مقاومت داخلی پایین ترانزیستورهای پرقدرت و ولتاژ کلکتور (در مقایسه با لامپ ها) توضیح داده می شود. بنابراین، تطابق عالی آبشار با بار حتی در هنگام استفاده از بلندگوهای معمولی کم امپدانس، به عنوان مثال، نوع 4GD-35 تضمین می شود. علاوه بر این، اندازه خازن جداکننده حتی با ظرفیت 2000-5000 μF کوچک است، زیرا ولتاژ کاری آن از 20-30 ولت تجاوز نمی کند. چنین طرح هایی برای آماتورهای رادیویی گسترده و شناخته شده است.

به عنوان یک نتیجه کلی، می توانم چندین ملاحظات را ذکر کنم که در قرن بیست و یکم قطعاً عقلانی تلقی می شوند. اولین ملاحظه این است که آیا درست است که نویسنده فقط در مورد تقویت کننده های فشار کش صحبت کند، زیرا مدارهای تک سر برای مبتدیان در نظر گرفته شده اند. ثانیاً، دقت رویکرد به سیستم سازی مدارهای آبشار نیز شایسته احترام است. ثالثاً، شایستگی‌های غیرقابل انکار نویسنده در برخی موارد با پیشداوری‌های حیرت‌انگیز هم مرز است، و کاستی‌های فکری ظاهراً نتیجه آمادگی نظری بالای نویسنده و تجربه عملی ناکافی نویسنده است. چهارم، دهه های گذشته به طور قابل توجهی وضعیت را، هم در مفاهیم اولیه و هم در طراحی مدار، به ویژه با توجه به مراحل خروجی تقویت کننده های با کارایی بالا، تغییر داده است. و دیگر مراسم افراطی وجود ندارد. خیلی ساده تر و واضح تر شده است. برخی از خودنمایی ها بدون نشان دادن مقاومت جان خود را از دست دادند. اما آنها با نمایش های جدید مانند مس بدون اکسیژن جایگزین خواهند شد. درک این واقعیت بسیار مهم به نظر می رسد که تغییرات در ساختار تکنولوژیکی جامعه نباید ارزش های اساسی زندگی را تغییر دهد، به عنوان مثال، تمدن اسلاو. یک نشریه بر اساس مطالبی از کتاب Gendin's دانلود آنلاین تهیه کرد.

اوگنی بورتنیک، کراسنویارسک، روسیه، مارس 2018

حالت تقویت ترانزیستور توسط ولتاژهای ثابت بین الکترودها و جریان های جاری در مدارهای الکترود تعیین می شود. آنها توسط عناصر مدارهای خارجی ترانزیستور تنظیم می شوند که مدار سوئیچینگ آن را تشکیل می دهند. دستگاه تقویت، سیم کشی آن، منبع تغذیه و شکل بار مرحله تقویت کننده.

شکل 20 نمودار مرحله تقویت کننده بر اساس یک ترانزیستور با OE

نمادها در نمودار:

R VX. V~و R OUT V~- مقاومت ورودی و خروجی ترانزیستور V1 در برابر جریان متناوب بدون

با در نظر گرفتن عناصر مدار خارجی (لوله کشی).

R IN.~و R OUT~- مقاومت ورودی و خروجی مرحله تقویت کننده.

R U- مقاومت منبع سیگنال

R H~- مقاومت بار آبشاری معادل در برابر جریان متناوب.

R VX.SL- امپدانس ورودی مرحله بعدی.

U m .ВХ- دامنه سیگنال ورودی

من .خارج- دامنه سیگنال خروجی

نکته: تمام مقاومت های مدار در جهت فلش اندازه گیری می شود که مدار در امتداد خطوط نقطه چین شکسته شود.

صرف نظر از مدار اتصال ترانزیستور: با یک امیتر مشترک (CE)، یک پایه مشترک (CB) یا یک کلکتور مشترک (OC)، هدف عناصر مرحله تقویت کننده یکسان است.

بیایید هدف عناصر سیم کشی استاندارد یک ترانزیستور متصل به یک امیتر مشترک (CE) را در مدار مرحله تقویت کننده معمولی در نظر بگیریم (شکل 20).

فیلتر جداکننده منبع تغذیه R f S f.

هنگام تغذیه تقویت کننده از یکسو کننده، فیلتر قدرت R f S Fصاف کردن موج های ولتاژ تصحیح شده شبکه الکتریکی را تضمین می کند E K .

مقاومت مقاومت R Ф بر اساس کاهش مجاز راندمان انتخاب می شود. آمپلی فایر و محدوده از کسری اهمدر مراحل پایانی تا واحد کیلو اهمدر آبشارهای کم مصرف، به طوری که ΔU =(0,1…0,2)E K. سپس ظرفیت خازن اس افبرای فرکانس های صوتی می تواند برسد ده هاو صدهاμF، و برای محاسبه آن می توانید از فرمول تقریبی استفاده کنید

S Ф > 10⁄ (2π F Н R Ф)

تقسیم کننده اصلی R B1 R B2.

دو مقاومت R B1و R B2، به صورت سری به هم متصل می شوند دائمیجریان بین گذرگاه برق E Kو سیم مشترک هستند مقسوم علیه پایهولتاژ تغذیه و بایاس پایه اولیه را تشکیل می دهند U 0B = U B – U Eبین پایه و امیتر ترانزیستور V1. این تنش است U 0bحالت کار ترانزیستور را تعیین می کند: A، B یا AB.

هر چه مقاومت مقاومت ها کمتر باشد R B1 R B2پایداری دمایی آبشار بالاتر است، اما در عین حال مقاومت ورودی آبشار به طور غیر قابل قبولی کاهش می یابد. متغیرجاری R IN~، برای کدام R B1، R B2و R VX. V~(مقاومت ورودی ترانزیستور) گنجانده شده است موازی.

R ВХ~ =(R VX. V~∙ R B) ⁄ (R VX. V~ +R B)، جایی که R B =(R B1∙ R B2) ⁄ (R B1+ R B2)

بنابراین، مقادیر مقاومت تقسیم کننده پایه معمولی برای مراحل پیش تقویت کننده عبارتند از: R B1 - ده ها کیلو اهم، R B2 - واحدها - ده ها کیلو اهم.

مقاومت بار کلکتور RK.

مقاومت R Kمسیر جریان را برای جریان جمع کننده ساکن تشکیل می دهد من 0K، که توسط حالت کار انتخابی ترانزیستور V1 (A، B یا AB) تعیین می شود.

بار کموتاتور با مقاومت بالا R Kبر خواص تقویت کننده ترانزیستور تأثیر می گذارد، زیرا زاویه شیب مشخصه دینامیکی خروجی به درجه بندی آن بستگی دارد. هر چه مقاومت مقاومت بیشتر باشد R K(ده ها کیلو اهم) بهره ولتاژ آبشار بیشتر است K Uو برعکس هر چه کمتر R K(صدها اهم) - بهره جریان بیشتر است K I.

حداکثر بهره قدرت در مقادیر قابل مقایسه خواهد بود R Kو R OUT V~(مقاومت خروجی ترانزیستور در برابر جریان متناوب).

با توجه به سیگنال AC، مقاومت بار کلکتور R Kبه صورت موازی متصل شده است R OUT V~و می تواند منجر به کاهش غیر قابل قبول در امپدانس خروجی آبشار شود R OUT~ .

مقاومت بایاس خودکار R E.

جریان امیتر ترانزیستور من E(به صورت دائمی من 0Eو متغیر من E) از طریق یک مقاومت جریان می یابد R E افت ولتاژ در آن ایجاد می کند یو ای. این ولتاژ ولتاژ فیدبک است سیستم عامل U، از آنجایی که به پارامترهای ورودی ترانزیستور با عبارت: U 0B = U B – U E،

جایی که یو بی- ولتاژ در پایه V1، اندازه گیری شده در رابطه با سیم مشترک.

همانطور که در مباحث بعدی ثابت خواهد شد، بازخورد منفی (NF) مخالفت می کندتغییر پارامترهای مرحله تقویت کننده، اطمینان از تثبیت حالت آن، از جمله دما.

به عنوان مثال، افزایش دما tºСباعث افزایش جریان امیتر می شود من 0Eو یو ای، اما این به طور خودکار افست پایه اولیه را کاهش می دهد U 0B = U B – U E، که ترانزیستور را خاموش می کند و در نتیجه جریان امیتر را کاهش می دهد و وابستگی آن به دما را جبران می کند. از این رو نام R E– مقاومت افست خودکار. بنابراین، بازخورد جریان مستقیم تأثیر مفیدی بر پایداری حالت عملکرد مرحله تقویت کننده دارد.

اما به دلیل جریان سیگنال من Eاز طریق R E OOS توسط متغیرجریانی که متأسفانه بهره آبشار را کاهش می دهد. با اتصال موازی با مقاومت R Eخازن با ظرفیت بالا اس ای، می توان مقاومت معادل مدار امیتر را برای کمترین فرکانس های کاری چندین مرتبه کاهش داد.

خازن S Eطراحی شده برای حذف بازخورد منفی در جریان متناوب، در نتیجه می توان از کاهش بهره جلوگیری کرد.

خازن های جداسازی C P1 C P2– اتصال را از بین ببریدبین آبشارها توسط دائمیجاری در غیاب آنها، حالت های عملکرد تمام ترانزیستورهایی که به صورت گالوانیکی (مستقیم) به یکدیگر متصل می شوند، به یکدیگر وابسته خواهند بود. علاوه بر این، تغییر جزئی در حالت اولین ترانزیستور به دلیل خواص تقویت کننده منجر به تغییر غیرقابل قبول در حالت آخرین ترانزیستور می شود.

ظرفیت خازن جداکننده بین مرحله ای در تقویت کننده های فرکانس صوتی اولتراسونیک می رسد ده هاو صدها میکروفاراد(µF)، و خازن جفت خروجی، در جلوی بلندگو - هزارانµF. در مدارهای فرکانس بالا ظرفیت اس آربا فرکانس کاری معکوس کاهش می یابد. هنگام استفاده از ترانزیستور اثر میدانی با مقاومت ورودی بالا، C P است سهامµF (به عنوان مثال 0.1 µF).

2. اصل عملکرد مرحله تقویت کننده(شکل 22)

در حالت استراحت(در صورت عدم وجود سیگنال) جزء ثابت جریان کلکتور من 0Kاز + جاری می شود E Kاز طریق R K، انتقال EC VT 1، R E, -E K. جزء DC ولتاژ کلکتور، اگر در نظر بگیریم I 0E ≈ I 0K، برابر است با:

U 0K = E K - I 0K (R K + R E)

در حالت تقویت, هنگامی که یک سیگنال به ورودی آبشار اعمال می شود، جزء متناوب جریان مدار کلکتور من K هستماز چندین مدار موازی جریان می یابد:

1. EC VT 1 → C P2 → EB VT 2 →-E K (سیم مشترک)؛

2. EK VT 1 → R K → S F →-E K;

3. EK VT 1 → С р2 → R Б1 → С Ф →-E K;

4. EC VT 1 → C P2 → R B2 →-E K.

بنابراین، امپدانس بار برای متغیرجریان سیگنال R n~مقاومت معادل است موازیمشمول R K، R B1، R B2، R VX. V 2,

R N~ =(R K∙ R IN.SL.) ⁄ (R K+R IN.SL.),

جایی که R VX.SL= (R VX. V 2~ ∙ R B1∙ R B2) ⁄ (R VX. V 2~ ∙ R B1 + R VX. V 2~ ∙ R B2 + R B1∙ R B2)

شکل 22 نمودار مرحله تقویت کننده با OE.

فقط جزء جریان خروجی سیگنال تقویت شده مفید است من B2 هستم،از اولین شاخه های ذکر شده عبور می کند، زیرا تنها آن در مرحله تقویت بعدی تقویت می شود. جریان‌های مستقیم و متناوب باقی‌مانده که از طریق عناصر اتصال ترانزیستور جریان می‌یابند، منجر به اتلاف انرژی منبع برق و سیگنال می‌شود و بازده آبشار را کاهش می‌دهد.

عبور و پردازش سیگنال در مدارهای مرحله تقویت کننده به وضوح از اسیلوگرام ها در نقاط مشخصه مدار نشان داده شده در شکل 22 قابل مشاهده است.

هنگامی که یک سیگنال به ورودی آبشار اعمال می شود U m .ВХولتاژهای ثابت قبلی در مدار U 0B، U 0K، U 0Eضربان دار خواهد شد U m B، U m K، U m E، به طور همزمان با دامنه سیگنال ورودی تغییر می کند. اسیلوگرام ها نشان می دهند که ولتاژ سیگنال U m B، U m K، U m E، نسبت به محور زمان در ناحیه مثبت یا منفی با مقدار پتانسیل ثابت در این نقاط جابه جا می شود. U 0B، U 0K، U 0E،بسته به قطبیت منبع تغذیه "+ E K"یا "-E K".

فقط زمانی که ترانزیستور یک بار مطابق مدار با OE روشن شود، فاز سیگنال خروجی (اسیلوگرام) U m Kو در نتیجه U m .OUT) که از منیفولد حذف می شود 180 درجه تغییر می کند. بنابراین، آبشاری با ترانزیستور روشن مطابق مدار با OE نامیده می شود معکوس . برای سایر روشن شدن ترانزیستور با OK و OB مرخصی روزانهو ورودیهمیشه سیگنال می دهد همخوانی داشتنتوسط فاز.

برای تعیین مدار اتصال ترانزیستور با OE، OK، OB، باید از قانون زیر استفاده کنید (به عنوان مثال برای OE):

اگر سیگنال ورودی به پایه ایمدار ترانزیستور، و خروجی از آن حذف می شود گردآورندهو سپس الکترود سوم – ساطع کننده، است عمومیبرای سیگنال ورودی و خروجی، صرف نظر از اینکه چگونه در مدار گنجانده شده است.

شکل 23 و 24 مدارهایی را با گنجاندن ترانزیستورها با کلکتور مشترک OK و پایه مشترک OB و ویژگی های آنها نشان می دهد.

شکل 23 نمودار مرحله تقویت کننده با OK.

ویژگی های مهم مرحله تقویت کننده با ترانزیستور متصل به OK عبارتند از:

1. ورودی بزرگ R BX (ده ها کیلو اهم) و خروجی کم ( ده ها اهم) مقاومت , که هماهنگی با مراحل قبلی و بعدی را بهبود می بخشد.

2. سیگنال ورودی معکوس نیست، i.e. ورودی U VX و روز تعطیل U OUT سیگنال ها در فاز هستند (φ = 0).

3. بهره ولتاژ کمتر از واحد است ( K U< 1 ، ولی K I >> 1).

شکل 24 نمودار مرحله تقویت کننده با OB.

خواص یک مرحله تقویت کننده ترانزیستوری با OB با خواص یک آبشار با OK مخالف است. آبشارهایی با ترانزیستور روشن شده طبق مدار با OB عملاً در تقویت کننده های ULF فرکانس پایین (فرکانس های صوتی اولتراسوند) استفاده نمی شوند.

یکی از گزینه های بهبود قابل توجه کیفیت پخش فایل های موسیقی، روش تقسیم سیگنال به اجزای فرکانس (LF، MF، HF) در مراحل اولیه کم مصرف و تقویت بیشتر آنها با تقویت کننده های باند باریک مناسب و سیستم های پویا است. . این گزینه به عنوان مثال اجازه می دهد تا از نیاز به استفاده از فیلترهای غیرفعال RLC در سیستم های صوتی خلاص شوید، که تضعیف و اعوجاج اجتناب ناپذیر را به سیگنال از قبل در خروجی آن از مسیر تقویت وارد می کند. همچنین، این گزینه امکان استفاده از سیستم‌های صوتی مجزا برای فرکانس‌های پایین () و ساطع‌کننده‌های کوچک متوسط ​​و فرکانس بالا را که تقاضای انرژی بسیار کمتری دارند را ممکن می‌سازد. الزامات ویژگی های خود تقویت کننده های قدرت نیز برای سیگنال های LF، MF و HF یکسان نیست و گزینه پیشنهادی استفاده بهینه از چنین تقویت کننده هایی را امکان پذیر می کند. این مقاله نمونه ای از ساخت سیستمی برای پخش جداگانه و دو طرفه توان متوسط ​​ارائه می دهد. در طول تولید آن، وظیفه استفاده بهینه ترین استفاده از سیستم های صوتی پهن باند کوچک "Radiotehnika S-30" و بلندگوهای "PHILIPS FB-20PH" از زمان شوروی در دسترس قرار گرفت. البته با تقویت کننده پیشنهادی می توان از هر سیستم دیگری مشابه در قدرت و ویژگی ها استفاده کرد.

همانطور که همه کسانی که در یک زمان با بلندگوهای S-30 مواجه شده اند می دانند، کیفیت پخش صدای این بلندگوها به خصوص در رده متوسط ​​(فرکانس های متوسط ​​رو به بالا) به دلیل استفاده از درایورهای دینامیک با پارامترهای نه چندان بالا بسیار متوسط ​​بود. اما استفاده از این بلندگوها به عنوان "ساب ووفر" برای فضاهای زندگی معمولی کاملاً امکان پذیر است. در عین حال، بلندگوهای موجود از مینی مجتمع PHILIPS با توان نامی 20 وات، هر کدام مولفه های HF متوسط ​​سیگنال را کاملاً کارآمد تولید می کنند، اما در فرکانس های زیر 90 هرتز یک چرخش قابل توجه دارند. بنابراین، این گزینه برای استفاده از این آکوستیک با حداکثر بازده ممکن به وجود آمد.

یکی از مزایای مهم این گزینه همانطور که در بالا ذکر شد این است که تقویت کننده قدرت برای هر باند فرکانسی مجزا است و می توان آن را به صورت بهینه برای توان و مشخصات انتخاب کرد. بر اساس توان های نامی آکوستیک استفاده شده، تصمیم گرفته شد که از میکرو مدارهای تقویت کننده توان تخصصی به عنوان UMZCH استفاده شود (البته می توانید از MS سری های دیگر در اتصال مناسب یا مثلاً مدارهای ترانزیستوری استفاده کنید). چنین ریز مدارهایی با توان حداکثر 45 وات در هر کانال (معمولاً شامل 2 یا 4 کانال) به طور گسترده در تجهیزات رادیویی با اندازه کوچک، به عنوان مثال، در رادیوهای اتومبیل استفاده می شود.

مراحل پیش با فیلتر

از آنجایی که ریز مدارهای تقویت کننده قدرت سری TDA به کار رفته در این آمپلی فایر دارای منبع تغذیه تک قطبی (+8...18 ولت) هستند، مراحل پیش تقویت کننده با منبع تغذیه تک قطبی انتخاب شدند. در عین حال، وظیفه استفاده از مدارهایی با حداقل تعداد آبشار و عناصر فعال در آنها برای کاهش اعوجاج های وارد شده توسط این آبشارها به سیگنال اصلی بود. به عنوان یک مرحله ورودی با فیلتری که جزء فرکانس پایین سیگنال را جدا می کند، از مدار شکل 1 استفاده شد که در یک زمان در یکی از شماره های مجله Modelist-Konstruktor منتشر شد، اما با جایگزینی ترانزیستورها با آنالوگ های مدرن و تغییر فرکانس قطع فیلتر به آکوستیک فوق.

در اینجا، ترانزیستور T1 به عنوان یک تغییر دهنده فاز عمل می کند. سیگنال مستقیم از امیتر حذف می شود و به مرحله بعدی در ترانزیستور T2 تغذیه می شود. مولفه های فرکانس متوسط ​​و بالا سیگنال را عبور می دهد و فرکانس های پایینی را که از طریق آبشار روی T3 به ​​خروجی فرکانس پایین می گذرد به تاخیر می اندازد. فرکانس قطع با انتخاب خازن های C3 و C4 انتخاب می شود، در این حالت حدود 150 هرتز است. فرکانس قطع را می توان با کاهش این ظرفیت ها به سمت فرکانس های بالاتر تغییر داد. به عنوان مثال، در مدار اصلی، با ظرفیت های C3 = C4 = 330 pF، فرکانس قطع 3 کیلوهرتز مشخص شده است. متأسفانه نتوانستم مدار اصلی را با توضیحات و محاسبات دقیق پیدا کنم، بنابراین فرکانس قطع و این ظرفیت ها در مدار تمام شده به صورت آزمایشی بر اساس بهترین نسبت صدای بلندگوهای فرکانس پایین و فرکانس متوسط ​​بالا انتخاب شدند. . شیب قطع فیلتر حدود 12 دسی بل در هر اکتاو است. سیگنال MF + HF از خروجی این فیلتر مستقیماً به تقویت کننده توان فرکانس متوسط ​​​​بالا و سیگنال فرکانس پایین به فیلتر دیگری - فرکانس های مادون پایین (سابسونیک) تغذیه می شود که فرکانس های زیر 30 هرتز را قطع می کند. (شکل 2).

این به ما امکان می دهد تا از شر ارتعاشات مربوط به فرکانس های بسیار پایین خلاص شویم که عملاً توسط بلندگوهای مورد استفاده بازتولید نمی شوند، اما با این وجود باعث ایجاد ارتعاشات غیر ضروری دیفیوزرهای آنها با دامنه زیاد می شوند که منجر به اضافه بارهای زیاد و اعوجاج سیگنال می شود. فرکانس قطع فیلتر توسط عناصر C2، C3، C4، R4، R5 و حالت کار ترانزیستور T1 با انتخاب مقدار مقاومت R3 تنظیم می شود (کلکتور این ترانزیستور باید تقریباً نصف ولتاژ تغذیه آبشاری تنظیم شود، به عنوان مثال. 4.5 ولت). یک مقاومت متغیر در خروجی فیلتر گنجانده شده است (می تواند از 10 تا 100 کیلو اهم باشد، این بستگی به مقاومت ورودی تقویت کننده برق متصل شده در پشت آن دارد). با کمک آن می توانید سطح تقویت فرکانس های پایین را نسبت به فرکانس های متوسط ​​​​بالا تنظیم کنید تا پاسخ فرکانسی کلی کل سیستم را یکسان کنید. خازن شنت C5 بعد از مقاومت متغیر برای قطع اضافی فرکانس‌های بالاتر از 1000 هرتز به منظور حذف نویز و تداخل احتمالی RF مورد نیاز است و خازن جداکننده C6 μF می‌تواند حذف شود اگر چنین خازن قبلاً در ورودی استفاده شده باشد. تقویت کننده توان. برای کاهش نویز خود، مدارها بدون استفاده از خازن های الکترولیتی اکسیدی در مدارهای سیگنال انتخاب شدند (به استثنای خازن ورودی C1 فیلتر اول، اما در صورت تمایل می توان آن را نیز با یک نمونه معمولی جایگزین کرد. به عنوان مثال، یک فیلم). ترانزیستورها در هر دو فیلتر را می توان در هر ساختار n-p-n کم مصرف استفاده کرد، اما ترجیحاً با بهره بالا و سطح نویز کم (2PC1815L، BC549C، BC550C، BC849C (smd)، BC850C (smd)، BC109C، BC179C، و غیره.

تقویت کننده های قدرت نهایی

برای ساده سازی مدار و به منظور کاهش اندازه دستگاه تمام شده، از ریز مدارهای سری TDA به عنوان تقویت کننده های نهایی استفاده شد که به طور گسترده در تجهیزات صوتی با اندازه کوچک، به عنوان مثال، در رادیوهای اتومبیل استفاده می شود. این ریز مدارها، به عنوان یک قاعده، دارای ویژگی های کاملا قابل قبولی برای تجهیزات خانگی با کیفیت بسیار بالا هستند. علاوه بر این، دارای مدارهای محافظ داخلی در برابر اضافه بار، گرمای بیش از حد و اتصال کوتاه در بار هستند. مشخصه های قدرت صرفاً با قدرت سیستم های بلندگوی موجود تعیین می شد. بنابراین، برای باند MF-HF، یک TDA1558Q MS در یک اتصال پل استفاده شد. این MS را می توان با استفاده از یک مدار 4 کانال 11 وات یا یک مدار پل 2x22 W وصل کرد. برای بلندگوهای با توان 20 وات از مدار پل زیر استفاده شد (شکل 3)

این طرح بسیار ساده است و بدیهی است که نیاز به توضیح جداگانه ای ندارد. پین های استفاده نشده MS - 4،9،15 - باید آزاد باشند. اگر از کلید MUTE / ST-BY جداگانه استفاده نمی شود، پایه 14 MC باید مستقیماً به سیم منبع تغذیه مثبت وصل شود. توصیه می شود یک خازن الکترولیتی با ظرفیت بالا (2200 mF) تا حد امکان نزدیک به پایانه های MS قرار دهید. نه تنها کیفیت صاف کردن ولتاژ تغذیه، بلکه ظرفیت اضافه بار تقویت کننده نیز به ظرفیت آن بستگی دارد. یک خازن 0.1 mF در مدار برق قرار می گیرد تا اجزای فرکانس بالا احتمالی را فیلتر کند. ولتاژ کار همه عناصر نباید کمتر از ولتاژ تغذیه (+U) باشد.

برای باند فرکانس پایین، یکی از TDA7575 MS های اصلی استفاده شد. این ریز مدارها واقعاً "اصیل" هستند و معمولاً در دستگاه های کلاس و قدرت بالاتر یافت می شوند. پیدا کردن یکی، همانطور که نمودار اتصال آن است، چندان آسان نیست. البته بسیاری از MS های دیگر با ویژگی های مشابه (2 یا 4 کانال هر کدام 45 وات) در اینجا قابل استفاده هستند که برگه های اطلاعاتی آنها را به راحتی می توان در اینترنت پیدا کرد. این ریز مدار در اینجا برای کسانی که می خواهند از آن استفاده کنند با کمی جزئیات بیشتر توضیح داده خواهد شد (شکل 4).

مشخصات اصلی: قدرت - 2x45 W یا 1x75 W (برای بار 1 Om)، پاسخ فرکانس خطی 20 ... 20000 هرتز، Rin = 100 کیلو اهم.

پایه های ورودی منفی 9 و 19 در نسخه اتصال من به زمین (سیم مشترک) متصل می شوند، سیگنال فرکانس پایین به پایه های 8 و 20 (به ترتیب کانال های چپ و راست) عرضه می شود. اگر خازن های ورودی 0.33 μF در اینجا نصب شده باشد، خازن C6 در خروجی فیلتر مطابق مدار شکل 2 البته نیازی به نصب ندارد. همانطور که می بینید، MS شامل ورودی ها و خروجی های مختلف کنترل اضافی است که در مورد ما استفاده نمی شود و می توان آنها را آزاد گذاشت (پین های 3،13،14،16،17،18 و 25). برای تبدیل MS به حالت عملیاتی، ولتاژ تغذیه +U باید به کنتاکت های ST-BY و MUTE اعمال شود. ریز مدار به شما امکان می دهد آکوستیک را با مقاومت 1 اهم وصل کنید و سپس می توانید تا 75 وات توان خروجی داشته باشید، اما با اتصال پل و بر این اساس، در حالت تک کانال. در این صورت باید شرایط زیر رعایت شود:

• خروجی ها را موازی کنید (OUT1+ وصل به OUT2+؛ OUT1- اتصال به OUT2-).
• مقاومت حلقه خروجی را به حداقل برسانید، یعنی. سیم های خروجی MC به بلندگو را تا حد امکان ضخیم و کوتاه کنید و برای این کار خود آمپلی فایر باید در کنار بلندگو قرار گیرد. مقاومت حلقه خروجی تأثیر بسیار مهمی بر اعوجاج هارمونیک دارد.
• سیگنال ورودی را به ورودی IN2 اعمال کنید (IN1 - آزاد بگذارید یا زمین).
• U=2.5V را روی پین «1 Om SETTING» اعمال کنید (برای یک گزینه 45 واتی دو کاناله، مانند مورد ما، این خروجی باید آزاد بماند یا به یک سیم مشترک متصل شود). من خودم سعی نکرده‌ام از مداری با چنین اتصالی برای بلندگوی 1 اهم استفاده کنم، زیرا بلندگوهایی با مقاومت 1 اهم ندارم، بنابراین داده‌های این گزینه را که می‌توانم در منابع در دسترس من

منبع تغذیه

برای تغذیه تقویت کننده به طور کلی، از دو ترانسفورماتور با توان 60-70 وات استفاده شد که هر کدام یکی برای کانال های LF و MF-HF بود. یک ترانسفورماتور با قدرت کافی (120 وات یا بیشتر) به سادگی در ارتفاع کوچک در جعبه کوچک قرار نمی گیرد. همچنین به ترتیب دو تثبیت کننده وجود دارد. منبع تغذیه برای MC های مورد استفاده در اینجا بین 8 تا 18 ولت است، بنابراین ترانسفورماتور را می توان با ولتاژ مناسب روی سیم پیچ ثانویه و جریان خروجی حداقل 3 آمپر بدون "کاهش" قابل توجه انتخاب کرد. پس از ترانسفورماتور، یکسو کننده های پل تمام موج معمولی با دیودهای توان مورد نیاز، یا مجموعه دیود (به عنوان مثال، KBU810 برای 8 A) نصب می شود. سپس، ولتاژ تصحیح شده در مدار یک تثبیت کننده "قدرتمند" روی یک MS نوع KREN8 یا مشابه با یک ترانزیستور کنترل اضافی تثبیت می شود (شکل 5).

ولتاژ خروجی تثبیت کننده می تواند در محدوده 12 تا 17 ولت باشد تا با حداقل اعوجاج به حداکثر توان ممکن دست یابد. در این حالت از یک ریز مدار KIA7812 با ولتاژ تثبیت کننده 12 ولت استفاده می شود و برای افزایش ولتاژ خروجی به 15-16 ولت، یک دیود زنر اضافی 3-4 ولت (KS133, KS 139) بین ترمینال میانی و سیم مشترک شما نباید ولتاژ تغذیه را تا 18 ولت افزایش دهید، اگرچه چنین محدودیتی در برگه های داده TDA MS نشان داده شده است، زیرا در عمل، در لحظه روشن شدن، سیستم حفاظت داخلی این ریز مدارها ممکن است به دلیل "بار اضافی" فعال شود. ". شما می توانید تقویت کننده ها را با ولتاژ ناپایدار تغذیه کنید، اما این باعث افزایش گرمایش آنها در حین کار و کاهش ظرفیت اضافه بار آنها می شود.

آبشارهای پیش تقویت - فیلترها - می توانند از همان تثبیت کننده ها تغذیه شوند، اما بهتر است از همه اینها، یک تثبیت کننده معمولی برای آنها در ولتاژ 9 ... 12 ولت ایجاد کنید تا آنها را از تداخل و تأثیر متقابل احتمالی کانال های باند جدا کنید.

همه ریز مدارها (تقویت کننده های قدرت و تثبیت کننده ها) و همچنین ترانزیستورهای قدرتمند اضافی (KT818 یا مشابه وارداتی) منبع تغذیه باید روی سینک های حرارتی با مساحت کافی نصب شوند. در مورد من، همه این عناصر روی یک هیت سینک معمولی قرار دارند که از دو صفحه آلومینیومی موازی نصب شده به ضخامت 3 میلی متر و اندازه 70x200 میلی متر تشکیل شده است. به عنوان یک قاعده، اکثر ریزمدارهای TDA و مشابه دارای منبع تغذیه منهای روی کیس هستند و بر این اساس، می توان آنها را بدون جدا کننده عایق به یک هیت سینک متصل کرد. ترانزیستورها و تراشه های تثبیت کننده باید ایزوله شوند. بردهای مدار چاپی در آرشیو.

نتیجه

استفاده از تقویت کننده با توجه به مدارهای ارائه شده در اینجا امکان بهبود قابل توجهی کیفیت پخش فونوگرام ها را حتی با استفاده از آکوستیک با سطح و کیفیت متوسط ​​​​می دهد. در همان زمان، بلندگوهای PHILIPS به هیچ وجه اصلاح نشدند و در S-30 تمام فیلترهای غیرفعال داخلی و هد 6GDV-1 mid-HF خاموش شدند و سیگنال فرکانس پایین مستقیماً به ووفر ارسال شد. (25GDN-1-4). تنظیم سطح جزء فرکانس پایین به شما این امکان را می دهد که پاسخ فرکانس کلی کل سیستم را بسته به اندازه اتاق و فاصله شنونده تا آکوستیک متعادل کنید. مخصوصا برای سایت - A. Baryshev.

بحث در مورد مقاله دیاگرام بلندگوی دو طرفه خانگی با ULF

تقویت کننده سیگنال الکتریکی - یک دستگاه الکترونیکی است که برای افزایش توان، ولتاژ یا جریان سیگنال اعمال شده به ورودی آن بدون تغییر شکل موج قابل توجهی طراحی شده است. سیگنال های الکتریکی می توانند نوسانات هارمونیک emf، جریان یا قدرت، سیگنال های مستطیلی، مثلثی یا اشکال دیگر باشند. فرکانس و شکل موج عوامل مهمی در تعیین نوع تقویت کننده هستند. از آنجایی که قدرت سیگنال در خروجی تقویت کننده بیشتر از ورودی است، پس طبق قانون بقای انرژی دستگاه تقویت کنندهباید شامل یک منبع تغذیه باشد. بنابراین، انرژی برای راه اندازی تقویت کننده و بار از منبع تغذیه تامین می شود. سپس بلوک دیاگرام تعمیم یافته دستگاه تقویت کننده را می توان همانطور که در شکل نشان داده شده است نشان داد. 1.

شکل 1. بلوک دیاگرام تعمیم یافته تقویت کننده.

ارتعاشات الکتریکی از منبع سیگنال به ورودی تقویت کننده می آید , به خروجی ای که یک بار متصل است، انرژی برای عملکرد تقویت کننده و بار از منبع تغذیه تامین می شود. تقویت کننده برق را از منبع تغذیه می گیرد رو - برای تقویت سیگنال ورودی ضروری است. منبع سیگنال برق ورودی تقویت کننده را تامین می کند R در توان خروجی P بیرون به قسمت فعال بار اختصاص داده می شود. در تقویت کننده قدرت، نابرابری زیر برقرار است: R در < P بیرون< Ро . از این رو، تقویت کننده- ورودی محور است مبدلانرژی منبع تغذیه به انرژی سیگنال خروجی تبدیل انرژی با استفاده از عناصر تقویت کننده (AE) انجام می شود: ترانزیستورهای دوقطبی، ترانزیستورهای اثر میدان، لوله های خلاء، مدارهای مجتمع (IC). واریس و دیگران

ساده ترین تقویت کننده حاوی یک عنصر تقویت کننده است. در بیشتر موارد، یک عنصر کافی نیست و چندین عنصر فعال در تقویت کننده استفاده می شود که به صورت مرحله ای به هم متصل می شوند: نوسانات تقویت شده توسط عنصر اول به ورودی عنصر دوم، سپس سوم و غیره وارد می شود. تقویت کننده ای که یک مرحله تقویت را تشکیل می دهد نامیده می شودآبشار. تقویت کننده شاملفعال و غیر فعالعناصر: k عناصر فعالشامل ترانزیستورها، el. ریز مدارها و سایر عناصر غیر خطی که دارای خاصیت تغییر رسانایی الکتریکی بین الکترودهای خروجی تحت تأثیر سیگنال کنترل در الکترودهای ورودی هستند.عناصر منفعلپلیس هامقاومت ها، خازن ها، سلف ها و سایر عناصری هستند که محدوده نوسان مورد نیاز، تغییر فاز و سایر پارامترهای تقویت را تشکیل می دهند.بنابراین، هر مرحله تقویت کننده از حداقل مجموعه مورد نیاز از عناصر فعال و غیر فعال تشکیل شده است.

بلوک دیاگرام یک تقویت کننده چند مرحله ای معمولی در شکل نشان داده شده است. 2.

شکل 2. مدار تقویت کننده چند مرحله ای.

مرحله ورودی و پیش تقویت کنندهبرای تقویت سیگنال به مقدار مورد نیاز برای تغذیه آن به ورودی تقویت کننده قدرت (مرحله خروجی) طراحی شده اند. تعداد مراحل پیش تقویت با بهره مورد نیاز تعیین می شود. مرحله ورودی، در صورت لزوم، مطابقت با منبع سیگنال، پارامترهای نویز تقویت کننده و تنظیمات لازم را فراهم می کند.

مرحله خروجی (مرحله تقویت توان) به گونه ای طراحی شده است که یک توان سیگنال معین را با حداقل اعوجاج شکل و حداکثر بازده به بار تحویل دهد.

منابع سیگنال های تقویت شده ممکن است میکروفون ها، سر خواندن دستگاه های ذخیره سازی اطلاعات مغناطیسی و لیزری، مبدل های مختلف پارامترهای غیر الکتریکی به الکتریکی وجود داشته باشد.

بار بلندگو، موتور الکتریکی، چراغ هشدار، بخاری و غیره هستند. منابع تغذیهتولید انرژی با پارامترهای مشخص شده - مقادیر اسمی ولتاژ، جریان و توان. انرژی در مدارهای کلکتور و پایه ترانزیستورها، در مدارهای رشته ای و مدارهای آند لامپ ها مصرف می شود. برای حفظ حالت های عملکرد مشخص شده عناصر تقویت کننده و بار استفاده می شود. اغلب، انرژی منابع تغذیه برای عملکرد مبدل های سیگنال ورودی نیز مورد نیاز است.

طبقه بندی دستگاه های تقویت کننده

دستگاه های تقویت کننده بر اساس معیارهای مختلف طبقه بندی می شوند.

توسط ذهن برق تقویت شده سیگنال ها تقویت کننده ها به تقویت کننده تقسیم می شوند هارمونیک سیگنال ها و تقویت کننده های (پیوسته). نبض سیگنال ها

بر اساس پهنای باند و مقادیر مطلق فرکانس های تقویت شده، تقویت کننده ها به انواع زیر تقسیم می شوند:

- تقویت کننده های DC (UPT)برای تقویت سیگنال ها از کمترین فرکانس = 0 تا فرکانس عملیاتی بالا طراحی شده اند. UPT هم مؤلفه های متغیر سیگنال و هم مؤلفه ثابت آن را تقویت می کند. UPT ها به طور گسترده ای در اتوماسیون و دستگاه های کامپیوتری استفاده می شوند.

- تقویت کننده های ولتاژ, به نوبه خود، آنها به تقویت کننده های فرکانس پایین، بالا و فوق العاده بالا تقسیم می شوند.

عرض پهنای باند فرکانس های تقویت شده متمایز می شوند:

- انتخاباتی تقویت کننده ها (تقویت کننده های فرکانس بالا - UHF)، که نسبت فرکانس برای آنها معتبر است /1 ;

- پهنای باند آمپلی فایرهایی با محدوده فرکانس بزرگ که نسبت فرکانس آن ها />>1 (به عنوان مثال، ULF - تقویت کننده فرکانس پایین).

- تقویت کننده های قدرت - مرحله نهایی ULF با ایزولاسیون ترانسفورماتور. برای اطمینان از حداکثر قدرت R int. به= Rn،آن ها مقاومت بار باید برابر با مقاومت داخلی مدار کلکتور عنصر کلیدی (ترانزیستور) باشد.

توسط طرح تقویت‌کننده‌ها را می‌توان به دو گروه بزرگ تقسیم کرد: تقویت‌کننده‌هایی که با استفاده از فناوری گسسته ساخته می‌شوند، یعنی با نصب مدار چاپی روی سطح، و تقویت‌کننده‌هایی که با استفاده از فناوری یکپارچه ساخته می‌شوند. در حال حاضر، مدارهای مجتمع آنالوگ (ICs) به طور گسترده ای به عنوان عناصر فعال استفاده می شوند.

شاخص های عملکرد تقویت کننده

شاخص های عملکرد تقویت کننده ها شامل داده های ورودی و خروجی، بهره، محدوده فرکانس، ضریب اعوجاج، بازده و سایر پارامترهایی است که کیفیت و ویژگی های عملیاتی آن را مشخص می کند.

به داده های ورودی به مقدار نامی سیگنال ورودی (ولتاژ) مراجعه کنید Uورودی= U 1 , جاری منورودی= من 1 یا قدرت پورودی= پ 1 مقاومت ورودی، ظرفیت ورودی یا اندوکتانس؛ آنها مناسب بودن تقویت کننده را برای کاربردهای عملی خاص تعیین می کنند. ورودی ازمقاومتآرورودیدر مقایسه با امپدانس منبع سیگنال آرونوع تقویت کننده را از پیش تعیین می کند. بسته به نسبت آنها، تقویت کننده های ولتاژ متمایز می شوند (با آرورودی >> آرو), تقویت کننده های جریان (با آرورودی << آرو) یا تقویت کننده های قدرت (اگر آرورودی = آرو). ورودی بخوراستخوانورودی Sبه عنوان یک جزء واکنشی مقاومت، تأثیر قابل توجهی بر عرض محدوده فرکانس کاری دارد.

خروجی - این مقادیر اسمی ولتاژ خروجی است U بیرون = U 2، جاری من بیرون = من 2، توان خروجی P out = P 2و مقاومت خروجی امپدانس خروجی باید به طور قابل توجهی کمتر از امپدانس بار باشد. هر دو مقاومت ورودی و خروجی می توانند فعال یا دارای یک جزء واکنشی (القایی یا خازنی) باشند. به طور کلی، هر یک از آنها برابر امپدانس Z است که شامل اجزای فعال و راکتیو است

کسب کردن نسبت پارامتر خروجی به پارامتر ورودی نامیده می شود. افزایش ولتاژ متفاوت استK u= U 2/ U 1 ، بر اساس جریان ک من= من 2/ من 1 و قدرت K p= P2/ پ 1 .

ویژگی های تقویت کننده

ویژگی های یک تقویت کننده نشان دهنده توانایی آن در تقویت سیگنال های فرکانس ها و اشکال مختلف با درجه خاصی از دقت است. مهمترین ویژگی ها عبارتند از دامنه، دامنه فرکانس، فرکانس فاز و انتقال.

برنج. 3. مشخصه دامنه.

دامنه مشخصه وابستگی دامنه ولتاژ خروجی به دامنه نوسان هارمونیک فرکانس معینی است که به ورودی عرضه می شود (شکل 3). سیگنال ورودی از یک مقدار حداقل تا حداکثر متغیر است و سطح حداقل مقدار باید از سطح نویز داخلی بیشتر باشد. Uپ توسط خود آمپلی فایر ایجاد شده است. در یک تقویت کننده ایده آل (تقویت کننده بدون تداخل)، دامنه سیگنال خروجی متناسب با دامنه ورودی است. تو بیرون= K*Uورودی و مشخصه دامنه به شکل یک خط مستقیم است که از مبدا می گذرد. در تقویت کننده های واقعی امکان خلاص شدن از تداخل وجود ندارد، بنابراین مشخصه دامنه آن با خط مستقیم متفاوت است.

برنج. 4. پاسخ دامنه فرکانس.

دامنه-و فرکانس فاز ویژگی ها منعکس کننده وابستگی بهره به فرکانس هستند. به دلیل وجود عناصر راکتیو در تقویت کننده، سیگنال های فرکانس های مختلف به طور نابرابر تقویت می شوند و سیگنال های خروجی نسبت به سیگنال های ورودی در زوایای مختلف جابجا می شوند. دامنه-فرکانس مشخصه به شکل وابستگی در شکل 4 ارائه شده است.

محدوده فرکانس کاری تقویت کننده به فاصله فرکانسی گفته می شود که در آن مدول ضریب قرار می گیرد ک ثابت می ماند یا در محدوده های از پیش تعیین شده تغییر می کند.

فرکانس فاز مشخصه وابستگی فرکانس زاویه تغییر فاز سیگنال خروجی نسبت به فاز سیگنال ورودی است.

بازخورد در تقویت کننده ها

بازخورد (OS) اتصال بین مدارهای الکتریکی را که از طریق آن انرژی سیگنال از مداری با سطح سیگنال بالاتر به مداری با سطح سیگنال پایین تر منتقل می شود، تماس بگیرید: برای مثال، از مدار خروجی تقویت کننده به مدار ورودی یا از مراحل بعدی به مدار قبلی آنهایی که بلوک دیاگرام تقویت کننده فیدبک در شکل 5 نشان داده شده است.

برنج. 5. ساختار (چپ) و نمودار مدار با بازخورد جریان منفی (راست).

انتقال سیگنال از خروجی به ورودی تقویت کننده با استفاده از یک شبکه چهار پورت انجام می شود. که در.شبکه فیدبک چهار ترمینالی یک مدار الکتریکی خارجی است که از عناصر غیرفعال یا فعال، خطی یا غیرخطی تشکیل شده است. اگر بازخورد کل تقویت کننده را پوشش دهد، بازخورد فراخوانی می شود عمومی:اگر بازخورد مراحل یا بخش‌هایی از تقویت‌کننده را پوشش دهد، نامیده می‌شود محلیبنابراین، شکل یک بلوک دیاگرام تقویت کننده را با بازخورد کلی نشان می دهد.

مدل مرحله تقویت کننده.

تقویت کننده آبشار ملی - واحد ساختاری تقویت کننده - شامل یک یا چند عنصر فعال (تقویت کننده) و مجموعه ای از عناصر غیرفعال است. در عمل، برای وضوح بیشتر، فرآیندهای پیچیده با استفاده از مدل‌های ساده مورد مطالعه قرار می‌گیرند.

یکی از گزینه های آبشار ترانزیستور برای تقویت جریان متناوب در شکل سمت چپ نشان داده شده است. ترانزیستور V1 p-p-pنوع متصل مطابق مدار امیتر مشترک. ولتاژ پایه امیتر ورودی توسط یک منبع با EMF ایجاد می شود E c و مقاومت داخلی Rc منبع مقاومت ها در مدار پایه نصب می شوند آر 1 و آر 2 . کلکتور ترانزیستور به ترمینال منفی منبع متصل است E به از طریق مقاومت ها آربهو آر f. سیگنال خروجی از پایانه های کلکتور و امیتر و از طریق خازن گرفته می شود ج 2 وارد بار می شود آر n. خازن Sf همراه با یک مقاومت Rф تشکیل می دهد RС لینک فیلتر ( بازخورد مثبت - POS) که مخصوصاً برای صاف کردن امواج ولتاژ تغذیه (با منبع کم مصرف) لازم است. E بهبا مقاومت داخلی بالا). همچنین برای پایداری بیشتر دستگاه یک ترانزیستور به مدار امیتر اضافه می شود V1 (بازخورد منفی - OOC) را می توان به علاوه فعال کرد R.C. - فیلتری که از برگشت بخشی از سیگنال خروجی به ورودی تقویت کننده جلوگیری می کند. به این ترتیب می توان از تأثیر خود تحریکی دستگاه جلوگیری کرد. معمولا به صورت مصنوعی ایجاد می شود حفاظت از محیط زیست خارجی به شما امکان می دهد پارامترهای تقویت کننده خوبی را بدست آورید، اما این به طور کلی فقط برای تقویت جریان مستقیم یا فرکانس های پایین صادق است.

مدار تقویت کننده فرکانس پایین بر اساس ترانزیستور دوقطبی.

یک مرحله تقویت بر اساس یک ترانزیستور دوقطبی متصل شده در مدار با OE یکی از رایج ترین تقویت کننده های نامتقارن است. یک نمودار شماتیک از چنین آبشاری، ساخته شده بر روی عناصر گسسته، در شکل زیر نشان داده شده است.

در این مدار مقاومت Rк که در مدار اصلی ترانزیستور گنجانده شده است، برای محدود کردن جریان کلکتور و همچنین تامین بهره مورد نیاز عمل می کند. استفاده از تقسیم کننده ولتاژ R1R2 ولتاژ بایاس اولیه را در پایه ترانزیستور VT، مورد نیاز برای حالت تقویت کلاس A تنظیم می کند.

زنجیر ReSe عملکرد تثبیت حرارتی امیتر نقطه استراحت را انجام می دهد. خازن ها C1 و C2 برای اجزای جریان مستقیم و متناوب جدا می شوند. خازن ببینید مقاومت را دور می زند Re با توجه به جریان متناوب، از ظرفیت ببینید قابل توجه.

هنگامی که سیگنالی با دامنه ثابت به ورودی تقویت کننده ولتاژ در فرکانس های مختلف اعمال می شود، ولتاژ خروجی بسته به فرکانس سیگنال تغییر می کند، زیرا مقاومت خازن ها C1 , C2 در فرکانس های مختلف متفاوت است

وابستگی بهره به فرکانس سیگنال نامیده می شود دامنه فرکانس ویژگی های تقویت کننده (پاسخ فرکانس).

تقویت کننده های فرکانس پایین به طور گسترده درخواست دادن برای تقویت سیگنال های حامل اطلاعات صوتی، در این موارد آنها را تقویت کننده های فرکانس صوتی نیز می نامند. اتوماسیون، تله مکانیک و فناوری کامپیوتر آنالوگ؛ در سایر صنایع الکترونیک یک تقویت کننده صدا معمولاً از پیش تقویت کننده و تقویت کننده توان (ذهن). پیش تقویت کننده طراحی شده برای افزایش توان و ولتاژ و رساندن آنها به مقادیر لازم برای عملکرد تقویت کننده قدرت نهایی، اغلب شامل کنترل های صدا، کنترل های تن یا یک اکولایزر است، گاهی اوقات می توان آن را به عنوان یک دستگاه جداگانه طراحی کرد.

تقویت کننده باید توان مشخص شده نوسانات الکتریکی را به مدار بار (مصرف کننده) برساند. بار آن می تواند ساطع کننده صدا باشد: سیستم های صوتی (بلندگو)، هدفون (هدفون). شبکه پخش رادیویی یا مدولاتور فرستنده رادیویی. تقویت کننده فرکانس پایین بخشی جدایی ناپذیر از کلیه تجهیزات بازتولید صدا، ضبط و پخش رادیویی است.

عملکرد مرحله تقویت کننده با استفاده از یک مدار معادل (در شکل زیر) تجزیه و تحلیل می شود که در آن ترانزیستور با یک مدار معادل T شکل جایگزین می شود.

در این مدار معادل، تمام فرآیندهای فیزیکی که در ترانزیستور اتفاق می‌افتند با استفاده از پارامترهای H با سیگنال کوچک ترانزیستور در نظر گرفته می‌شوند که در زیر آورده شده است.

برای تغذیه تقویت کننده ها از منابع ولتاژ با مقاومت داخلی کم استفاده می شود، بنابراین می توان فرض کرد که در رابطه با سیگنال ورودی، مقاومت ها R1 و R2 به صورت موازی گنجانده شده اند و می توانند با یک معادل جایگزین شوند Rb = R1R2/(R1+R2) .

یک معیار مهم برای انتخاب مقادیر مقاومت Re، R1 و R2 اطمینان از پایداری دمایی حالت کار استاتیک ترانزیستور است. وابستگی قابل توجه پارامترهای ترانزیستور به دما منجر به تغییر کنترل نشده در جریان کلکتور می شود. یک ، در نتیجه ممکن است اعوجاج غیر خطی سیگنال های تقویت شده رخ دهد. برای دستیابی به بهترین تثبیت دمای رژیم، افزایش مقاومت ضروری است Re . با این حال، این منجر به نیاز به افزایش ولتاژ تغذیه می شود E و توان مصرفی از آن را افزایش می دهد. با کاهش مقاومت مقاومت ها R1 و R2 مصرف برق نیز افزایش می یابد و بازده مدار کاهش می یابد و مقاومت ورودی مرحله تقویت کننده کاهش می یابد.

تقویت کننده DC یکپارچه

تقویت کننده یکپارچه (op-amp) رایج ترین ریز مدار جهانی (IC) است. Op-amp دستگاهی با شاخص های کیفیت بسیار پایدار است که امکان پردازش سیگنال های آنالوگ را بر اساس الگوریتم مشخص شده با استفاده از مدارهای خارجی فراهم می کند.

تقویت کننده عملیاتی (op-amp) - چند مرحله ای یکپارچه تقویت کننده DC (UPT)، با رعایت الزامات زیر برای پارامترهای الکتریکی:

· افزایش ولتاژ به بی نهایت تمایل دارد.

· مقاومت ورودی به بی نهایت تمایل دارد.

· مقاومت خروجی به صفر میل دارد.

· اگر ولتاژ ورودی صفر باشد، ولتاژ خروجی نیز صفر است Uin = 0، Uout = 0.

· باند بی پایان فرکانس های تقویت شده.

آپ امپ دارای دو ورودی معکوس و غیر معکوس و یک خروجی است. ورودی و خروجی UPT با در نظر گرفتن نوع منبع سیگنال و بار خارجی (نامتعادل، متقارن) و مقادیر مقاومت آنها انجام می شود. در بسیاری از موارد، تقویت‌کننده‌های DC، مانند تقویت‌کننده‌های AC، امپدانس ورودی بالایی برای کاهش تاثیر تقویت‌کننده DC بر منبع سیگنال و امپدانس خروجی کم برای کاهش تأثیر بار بر سیگنال خروجی تقویت‌کننده DC ارائه می‌کنند.

شکل 1 مدار تقویت کننده معکوس را نشان می دهد و شکل 2 تقویت کننده غیر معکوس را نشان می دهد. در این حالت، سود برابر است با:

برای معکوس کردن Kiou = Ros / R1

برای غیر معکوس Know = 1 + Ros / R1

تقویت کننده معکوس توسط یک OOS موازی ولتاژ پوشانده شده است که باعث کاهش Rin و Rout می شود. تقویت کننده غیر معکوس توسط یک حلقه فیدبک سری ولتاژ پوشانده شده است که افزایش Rin و کاهش Rout را تضمین می کند. بر اساس این آپ امپ ها می توانید مدارهای مختلفی برای پردازش سیگنال آنالوگ بسازید.

UPT برای کمترین و بالاترین مقاومت ورودی نیازمند الزامات بالایی است. تغییر خود به خود در ولتاژ خروجی UPT با ولتاژ ثابت سیگنال ورودی نامیده می شود. رانش تقویت کننده . علل دریفت ناپایداری ولتاژهای تغذیه مدار، ناپایداری دما و زمان پارامترهای ترانزیستورها و مقاومت ها می باشد. این الزامات توسط یک آپ امپ برآورده می شود که در آن مرحله اول با استفاده از یک مدار دیفرانسیل مونتاژ می شود، که تمام تداخل حالت مشترک را سرکوب می کند و امپدانس ورودی بالایی را فراهم می کند. این آبشار را می توان روی ترانزیستورهای اثر میدانی و ترانزیستورهای کامپوزیت مونتاژ کرد، جایی که یک GCT (مولد جریان پایدار) به مدار امیتر (منبع) متصل است، که باعث افزایش سرکوب تداخل حالت مشترک می شود. برای افزایش مقاومت ورودی از OOS سری عمیق و بار کلکتور بالا استفاده می شود (در این حالت جین به سمت صفر میل می کند).

تقویت کننده های DC برای تقویت سیگنال هایی طراحی شده اند که در طول زمان به کندی تغییر می کنند، یعنی سیگنال هایی که فرکانس معادل آنها به صفر می رسد. بنابراین، UPT باید داشته باشد پاسخ دامنه فرکانس به شکلی که در شکل سمت چپ نشان داده شده است. از آنجایی که بهره آپ امپ بسیار زیاد است، استفاده از آن به عنوان تقویت کننده تنها در صورتی امکان پذیر است که با بازخورد منفی عمیق پوشانده شود (در صورت عدم وجود بازخورد منفی، حتی یک سیگنال "نویز" بسیار کوچک در ورودی آپ امپ ولتاژی نزدیک به ولتاژ اشباع در خروجی op-amp تولید می کند).

تاریخچه تقویت کننده عملیاتی با این واقعیت مرتبط است که تقویت کننده های جریان مستقیم در فناوری محاسبات آنالوگ برای اجرای عملیات ریاضی مختلف مانند جمع، ادغام و غیره استفاده می شوند. در حال حاضر، اگرچه این توابع اهمیت خود را از دست نداده اند، اما تنها یک بخش کوچکی از لیست کاربردهای احتمالی آپ امپ.

تقویت کننده های قدرت

چگونه است؟ تقویت کننده- در ادامه، برای اختصار، ما آن را MIND می نامیم؟ با توجه به موارد فوق، بلوک دیاگرام تقویت کننده را می توان به سه قسمت تقسیم کرد:

• مرحله ورودی
• مرحله میانی
• مرحله خروجی (تقویت کننده قدرت)

همه این سه بخش یک وظیفه را انجام می دهند - افزایش قدرت سیگنال خروجی بدون تغییر شکل آن به حدی که امکان هدایت بار با امپدانس کم وجود داشته باشد - یک هد پویا یا هدفون.

وجود دارد تبدیل کنندهو بدون ترانسفورماتورمدارهای ذهنی

1. تقویت کننده های قدرت ترانسفورماتور.

در نظر بگیریم تک چرخه تبدیل کنندهذهن، که در آن ترانزیستور مطابق مدار با OE متصل می شود (شکل سمت چپ).

ترانسفورماتورهای TP1 و TP2 طوری طراحی شده اند که به ترتیب بار و امپدانس خروجی تقویت کننده و امپدانس ورودی تقویت کننده را با امپدانس منبع سیگنال ورودی مطابقت دهند. عناصر R و D حالت اولیه کار ترانزیستور را ارائه می دهند و C جزء متغیر عرضه شده به ترانزیستور T را افزایش می دهد.

از آنجایی که ترانسفورماتور یک عنصر نامطلوب تقویت کننده های قدرت است، زیرا. ابعاد و وزن زیادی دارد و ساخت آن نسبتاً دشوار است و در حال حاضر گسترده ترین است بدون ترانسفورماتورتقویت کننده های قدرت

2. تقویت کننده های برق بدون ترانسفورماتور

در نظر بگیریم فشار-کشش PAروی ترانزیستورهای دوقطبی با انواع رسانایی همانطور که در بالا ذکر شد، لازم است قدرت سیگنال خروجی بدون تغییر شکل آن افزایش یابد. برای انجام این کار، جریان تغذیه DC PA گرفته می شود و به جریان متناوب تبدیل می شود، اما به گونه ای که شکل سیگنال خروجی، شکل سیگنال ورودی را تکرار می کند، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است:

اگر ترانزیستورها دارای مقدار رسانایی به اندازه کافی بالا باشند، می توان مدارهایی ساخت که بر روی بار یک اهم بدون استفاده از ترانسفورماتور کار می کنند. چنین تقویت کننده ای توسط یک منبع تغذیه دوقطبی با نقطه میانی زمین تغذیه می شود، اگرچه امکان ساخت مدارهایی برای منبع تغذیه تک قطبی نیز وجود دارد.

نمودار شماتیک مکمل دنبال کننده ساطع کننده - تقویت کننده با تقارن اضافی - در شکل سمت چپ نشان داده شده است. با توجه به سیگنال ورودی یکسان، جریان از طریق ترانزیستور npn در طول نیم سیکل های مثبت جریان می یابد. هنگامی که ولتاژ ورودی منفی است، جریان از ترانزیستور pnp عبور می کند. با ترکیب امیترهای هر دو ترانزیستور، بارگذاری آنها با یک بار مشترک و ارائه سیگنال یکسان به پایه های ترکیبی، مرحله تقویت توان فشاری را به دست می آوریم.

بیایید نگاهی دقیق تر به گنجاندن و عملکرد ترانزیستورها بیندازیم. ترانزیستورهای تقویت کننده در حالت کلاس B کار می کنند در این مدار، ترانزیستورها باید از نظر پارامترهای کاملاً یکسان، اما در ساختار مسطح مخالف باشند. هنگامی که یک ولتاژ نیم موج مثبت در ورودی تقویت کننده دریافت می شود Uin ترانزیستور T1 ، در حالت تقویت عمل می کند و ترانزیستور T2 - در حالت قطع هنگامی که یک نیم موج منفی می رسد، ترانزیستورها نقش خود را تغییر می دهند. از آنجایی که ولتاژ بین پایه و امیتر ترانزیستور باز کم است (حدود 0.7 ولت)، ولتاژ بیرون نزدیک به ولتاژ Uin . با این حال، ولتاژ خروجی به دلیل تأثیر غیرخطی ها در ویژگی های ورودی ترانزیستورها تحریف می شود. مشکل اعوجاج غیرخطی با اعمال یک بایاس اولیه به مدارهای پایه حل می شود که آبشار را به حالت AB تغییر می دهد.

برای تقویت کننده مورد نظر، حداکثر دامنه ولتاژ ممکن در سراسر بار است ام مساوی با E . بنابراین، حداکثر توان بار ممکن توسط عبارت تعیین می شود

می توان نشان داد که در حداکثر توان بار، تقویت کننده انرژی را از منابع تغذیه مصرف می کند که توسط عبارت تعیین می شود

بر اساس موارد فوق حداکثر ممکن را بدست می آوریم ضریب کارایی UM: nmax = پ n.max/ پ حداکثر مصرف = 0,78.