Maraming tao ang pamilyar sa sitwasyon kapag ang isang device ay nag-play ng tunog, ngunit hindi ito ginagawa nang kasing lakas ng gusto natin. Anong gagawin? Maaari kang bumili ng iba pang kagamitan sa paggawa ng tunog, o maaari kang bumili ng audio frequency power amplifier (simula dito ay UMZCH). Bukod dito, ang amplifier ay maaaring i-assemble sa pamamagitan ng kamay.
Para magawa ito, kailangan mo lang ng pangunahing kaalaman sa electronics, gaya ng kakayahang makilala ang pagitan ng emitter, base at collector sa isang bipolar transistor, drain, source, gate sa field, pati na rin ang iba pang elementarya na aspeto.
Ilalarawan ng mga sumusunod ang pinakamahalagang parameter ng mga audio power amplifier na dapat pagbutihin upang makamit ang mas malaking kita, pati na rin ang pinakasimpleng mga circuit ng mga device na ito, na pinagsama sa iba't ibang pangunahing bahagi tulad ng mga vacuum tube, transistor, mga operational amplifier at integrated circuit.
Bilang karagdagan, isasaalang-alang ng artikulo ang isang de-kalidad na UMZCH scheme. Ang komposisyon nito, mga parameter, pati na rin ang mga tampok ng disenyo ay maaapektuhan. Isasaalang-alang din ang UMZCH Sukhov scheme.
UMZCH parameters
Ang pinakamahalagang parameter ng amplifierkapangyarihan - amplification factor. Kinakatawan nito ang ratio ng output signal sa input signal at nahahati sa tatlong magkakahiwalay na parameter:
- Kasalukuyang kita. KI=Iout / Iin.
- Voltage gain. KU=Uout / Uin.
- Power gain. KP=Pout / Pin.
Sa kaso ng UMZCH, mas makatwirang isaalang-alang ang power gain, dahil ang parameter na ito ang nangangailangan ng amplification, bagama't hangal na tanggihan na ang power value - parehong input at output - ay nakasalalay sa kasalukuyang at mga halaga ng boltahe.
Siyempre, ang mga amplifier ay may iba pang mga parameter gaya ng distortion factor ng amplified signal, ngunit hindi sila ganoon kahalaga kumpara sa gain.
Huwag kalimutan na walang perpektong device. Walang UMZCH na may malaking kita, wala ng iba pang disadvantages. Lagi mong kailangang isakripisyo ang ilang parameter para sa kapakanan ng iba.
UMZCH sa mga electrovacuum device
Ang mga electrovacuum device ay mga device na naglalaman sa kanilang disenyo ng isang flask kung saan mayroong vacuum o isang partikular na gas, pati na rin ang hindi bababa sa dalawang electrodes - isang cathode at isang anode.
Sa loob ng prasko ay maaaring mayroong tatlo, lima, at kahit walong karagdagang mga electrodes. Ang lampara na may dalawang electrodes ay tinatawag na diode (hindi dapat ipagkamali sa isang semiconductor diode), na may tatlo - isang triode, na may lima - isang pentode.
Vacuum tube power amplifierlubos na pinahahalagahan kapwa sa mga ordinaryong mahilig sa musika at propesyonal na musikero, dahil ang mga tubo ay nagbibigay ng "pinakamalinis" na amplification.
Ito ay bahagyang dahil sa katotohanan na ang mga electron na na-injected mula sa cathode ay hindi nakatagpo ng resistensya sa kanilang daan patungo sa anode at maabot ang target sa hindi nagbabagong estado - hindi sila modulated sa alinman sa density o bilis.
Tube amplifier ang pinakamahal sa lahat ng nasa market. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang mga aparatong electrovacuum ay hindi na malawakang ginagamit noong nakaraang siglo, ayon sa pagkakabanggit, ang kanilang produksyon sa malalaking dami ay naging hindi kumikita. Ito ay isang pirasong produkto. Ngunit ang mga naturang UMZCH ay tiyak na nagkakahalaga ng kanilang pera: kung ihahambing sa mga tanyag na analogue, kahit na sa mga integrated circuit, ang pagkakaiba ay malinaw na naririnig. At hindi pabor sa chips.
Siyempre, hindi kinakailangang mag-assemble ng mga tube amplifier nang mag-isa, maaari mo itong bilhin sa mga dalubhasang tindahan. Ang halaga ng mga amplifier sa mga vacuum device ay nagsisimula sa ₽50,000. Makakahanap ka ng medyo murang ginamit na mga opsyon (kahit hanggang ₽10,000), ngunit maaaring hindi maganda ang kalidad ng mga ito. Magkano ang magagaling na tube amps? Mula sa ₽100,000. Magkano ang halaga ng napakagandang amplifier? Mula sa ilang daang libong rubles.
Maraming UMZCH circuit sa mga lamp, isasaalang-alang ng seksyong ito ang elementarya na halimbawa.
Ang pinakasimpleng amplifier ay maaaring i-assemble sa isang triode. Ito ay kabilang sa klase ng single-cycle UMZCH circuits. Sa isang triode, ang ikatlong elektrod ay isang control grid na kumokontrol sa anode current. Ang isang alternating boltahe ay konektado dito, at gamit ang magnitude at polarity ng source signal, maaari mong alinmanbawasan o dagdagan ang kasalukuyang anode.
Kung ikinonekta mo ang isang negatibong mataas na potensyal sa grid, ang mga electron ay tumira dito at ang kasalukuyang nasa circuit ay magiging zero. Kung ang isang positibong potensyal ay inilapat sa grid, ang mga electron mula sa cathode hanggang sa anode ay dadaan nang walang harang.
Sa pamamagitan ng pagsasaayos ng anode current, maaari mong baguhin ang operating point ng triode sa kasalukuyang boltahe na katangian. Nagbibigay-daan ito sa iyong ayusin ang dami ng amplification ng kasalukuyang at boltahe (sa dulo - kapangyarihan) ng electrovacuum device na ito.
Upang mag-assemble ng simpleng triode amplifier, kailangan mong ikonekta ang isang variable na pinagmumulan ng kuryente sa control grid, ilapat ang zero potential sa cathode, positibo sa anode. Ang ballast resistance ay karaniwang konektado sa anode. Dapat alisin ang load sa pagitan ng ballast at anode.
Upang mapabuti ang kalidad ng amplified signal, maaari mong ikonekta ang isang filter capacitor sa serye o kahanay (depende sa partikular na kaso) sa load, ikonekta ang isang capacitor at isang risistor na konektado sa parallel sa cathode, at ikonekta ang isang simpleng voltage divider ng dalawang resistors sa control grid.
Theoretically, ang power amplifier ay maaaring i-assemble sa isang klystron ayon sa UMZCH circuit sa mga lamp. Ang klystron ay isang electrovacuum device, na katulad ng disenyo sa isang diode, ngunit mayroong dalawang karagdagang terminal na nagsisilbing input at output ng signal. Ang amplification sa device na ito ay nangyayari dahil sa modulasyon ng daloy ng mga electron na ibinubuga ng cathode patungo sa collector (katulad ng anode), una sa bilis at pagkatapos ay sa density.
UMZCH sa bipolar transistors
Bipolar transistor - synthesis ng dalawang diode. Isa itong elementong p-n-p o n-p-n na may mga sumusunod na bahagi:
- emitter;
- base;
- collector.
Ang bilis at pagiging maaasahan ng mga transistor ay karaniwang mas mataas kaysa sa mga vacuum device. Hindi lihim na sa una ang mga elektronikong computer ay gumagana nang tumpak sa mga lamp, ngunit sa sandaling lumitaw ang mga transistor, ang huli ay mabilis na pinalitan ang kanilang mga katunggali sa antediluvian at matagumpay na ginagamit hanggang sa araw na ito.
Susunod, isasaalang-alang ang isang halimbawa ng paggamit ng n-p-n transistor sa isang power amplifier circuit. Mahalagang tandaan na ang mga electron (n) ay bahagyang mas mabilis kaysa sa mga butas (p), ayon sa pagkakabanggit, ang pagganap ng n-p-n at p-n-p transistors ay hindi pabor sa huli.
Ang isa pang mahalagang nuance ay ang mga bipolar transistor ay may ilang switching circuit:
- Common emitter (pinakatanyag).
- Na may karaniwang batayan.
- Na may karaniwang manifold.
Lahat ng circuit ay may iba't ibang parameter ng gain. Ang sumusunod na UMZCH circuit ay may karaniwang koneksyon sa emitter.
Upang mag-assemble ng isang simpleng amplifier batay sa isang n-p-n transistor, kailangan mong ikonekta ang isang alternating boltahe sa base nito, isang positibong potensyal sa kolektor, at isang negatibong potensyal sa emitter. At sa harap ng base, at sa harap ng kolektor, at sa harap ng emitter, dapat na mai-install ang paglilimita sa mga resistensya. Inaalis ang load sa pagitan ng collector ballast at ng collector mismo.
Tulad ng sa kaso ng electrovacuumtriode amplifier, upang mapabuti ang kalidad ng amplification sa circuit na ito, maaari kang:
- mag-install ng voltage divider at filter capacitor sa harap ng base;
- mag-install ng capacitor at risistor na konektado sa parallel sa emitter;
- i-on ang filter capacitor sa load para maalis ang ingay at interference.
Kung ang dalawang naturang amplifying stage ay konektado sa serye, ang kanilang mga nadagdag ay maaaring i-multiply sa bawat isa. Ito, siyempre, ay makabuluhang kumplikado sa disenyo ng aparato, ngunit ito ay magbibigay-daan upang makamit ang mas malaking amplification. Totoo, hindi gagana na ikonekta ang mga cascades na ito nang walang hanggan: kung mas maraming solong amplifier ang konektado sa serye, mas malaki ang pagkakataong mapupunta ang mga ito sa saturation.
Kung gumagana ang transistor sa saturation mode, kung gayon ay walang pag-uusapan tungkol sa anumang mga katangian ng pagpapalakas. Maaari mong i-verify ito sa pamamagitan ng pagtingin sa kasalukuyang boltahe na katangian: ang operating point ng transistor ay nasa pahalang na seksyon kung ito ay gumagana sa saturation mode.
UMZCH FET
Susunod, ang UMZCH circuit sa MOS type transistors (metal-oxide-semiconductor - ang karaniwang istraktura ng isang field-effect transistor) ay ipapakita.
Ang istruktura ng mga field-effect transistor ay may maliit na pagkakatulad sa mga bipolar transistor. Bukod dito, ang kanilang prinsipyo ng pagpapatakbo ay hindi katulad ng prinsipyo ng pagpapatakbo ng bipolar analogs.
Ang mga transistor ng field-effect ay kinokontrol ng isang electric field (bipolar - sa pamamagitan ng kasalukuyang). Hindi sila kumukuha ng kasalukuyang at lumalaban sa gamma radiation, na tinatawag dingradioactive radiation. Ang huling katotohanan ay malamang na hindi magagamit para sa mga musikero na gustong bumuo ng isang audio power amplifier, ngunit sa industriya ang feature na ito ng field-effect transistor ay lubos na pinahahalagahan.
Ang kanilang pangunahing kawalan ay hindi sila nakikipag-ugnayan nang maayos sa static na kuryente. Maaaring hindi paganahin ng ganitong uri ng mga transistor ang ganitong uri ng singil. Anumang pabaya na pagpindot ng daliri sa contact ng elemento ay maaaring makapinsala sa transistor.
Dapat isaalang-alang ang mga feature na ito kapag nag-assemble ng mga power amplifier sa mga electronic component na ito.
Paano mag-assemble ng UMZCH circuit sa isang field-effect transistor gamit ang iyong sariling mga kamay? Sapat na ang sundin ang mga karagdagang tagubilin.
Ang isang simpleng UMZCH circuit sa isang field-effect transistor ay maaaring i-assemble gamit ang isang p-n-junction field-effect transistor na may n-type na channel. Ang disenyo ay katulad ng inilarawan kapag nag-assemble ng amplifier sa isang bipolar transistor, ang gate lang ang pumalit sa base, ang collector - ang drain, ang emitter - ang source.
UMZCH sa isang operational amplifier
Ang operational amplifier (simula dito ay OU) ay isang electronic component na may dalawang input - inverting (binabago ang signal sa phase ng 180 degrees) at non-inverting (hindi binabago ang phase ng signal) - pati na rin isang output at isang pares ng mga contact para sa power supply. Ito ay may mababang zero offset na boltahe at input currents. Ang unit na ito ay may napakataas na pakinabang.
Maaaring gumana ang OU sa dalawang mode:
- sa amp mode;
- nasa modegenerator.
Upang gumana ang op-amp sa amplifying mode, kinakailangang magkonekta ng negatibong feedback circuit dito. Ito ay isang risistor, na konektado sa isang output sa output ng op-amp, at ang isa pa - sa inverting input.
Kung ikinonekta mo ang parehong circuit sa isang non-inverting input, makakakuha ka ng positive feedback circuit at magsisimulang gumana ang op-amp bilang signal generator.
May ilang uri ng amplifier na naka-assemble sa op-amp:
- Inverting - pinapalakas ang signal at binabago ang phase nito ng 180 degrees. Para makakuha ng inverting amplifier sa isang op-amp, kailangan mong i-ground ang non-inverting input ng op-amp, at maglapat ng signal sa inverting na kailangang palakasin. Sa kasong ito, hindi natin dapat kalimutan ang tungkol sa circuit ng negatibong feedback.
- Non-inverting - pinapalakas ang signal nang hindi binabago ang phase nito. Para mag-assemble ng non-inverting amplifier, kailangan mong ikonekta ang isang negative feedback circuit sa op-amp, i-ground ang inverting input at maglagay ng signal sa non-inverting pin ng op-amp.
- Differential - pinapalakas ang mga differential signal (mga signal na naiiba sa phase ngunit pareho sa amplitude at frequency). Upang makakuha ng isang differential amplifier, kailangan mong ikonekta ang paglilimita ng mga resistors sa mga input ng op-amp, huwag kalimutan ang tungkol sa negatibong feedback circuit at mag-apply ng dalawang signal sa mga contact ng input: ang isang positibong polarity signal ay dapat mailapat sa isang non-inverting. input, isang negatibong signal sa isang baligtad.
- Pagsusukat - isang binagong bersyon ng differential amplifier. Ang isang instrumentation amplifier ay gumaganap ng parehong function bilang isang differential amplifier, lamangay may kakayahang ayusin ang nakuha gamit ang isang potentiometer na nagkokonekta sa mga input ng dalawang op-amp. Ang disenyo ng naturang amplifier ay mas kumplikado at hindi kasama ang isa, ngunit tatlong op-amp.
Gaano kahirap gumana sa mga operational amplifier? Para sa mga op-amp circuit, minsan ay mahirap makahanap ng mga angkop na bahagi gaya ng mga resistor at capacitor, dahil ang maingat na pagtutugma ng mga elemento ay kinakailangan hindi lamang sa mga nominal na halaga, kundi pati na rin sa mga materyales.
UMZCH sa mga integrated circuit
Ang Integrated circuit ay mga device na espesyal na idinisenyo upang magsagawa ng isang partikular na gawain. Sa kaso ng UMZCH, pinapalitan ng isang maliit na microcircuit ang malaking cascade ng mga transistor, operational amplifier o vacuum device.
Sa kasalukuyan, ang mga TDA chips na may iba't ibang serial number, gaya ng TDA7057Q o TDA2030, ay napakasikat. Mayroong malaking bilang ng mga UMZCH circuit sa microcircuits.
Sa kanilang komposisyon, mayroon silang malaking bilang ng mga resistors, capacitor at operational amplifier, na nilagyan ng napakaliit na case, na ang laki nito ay hindi lalampas sa 1 o 2 ruble na barya.
Pagdidisenyo ng UMZCH
Bago bumili ng mga kinakailangang bahagi at mag-ukit ng mga konduktor sa textolite board, kinakailangan na linawin ang mga halaga ng mga resistor at capacitor, pati na rin piliin ang nais na mga modelo ng transistors, operational amplifier o integrated circuits.
Maaari itong gawin sa isang computer gamit ang nakalaang software gaya ng NI Multisim. ATAng program na ito ay nakolekta ng isang malaking database ng mga elektronikong bahagi. Sa tulong nito, maaari mong gayahin ang pagpapatakbo ng anumang mga electronic device, kahit na isinasaalang-alang ang mga error, suriin ang mga circuit para sa operability.
Sa tulong ng naturang software, mas maginhawang subukan ang mga mahuhusay na UMZCH circuit.
200W transistor stereo amplifier circuit
Ang scheme na isinasaalang-alang sa seksyong ito ay mas kumplikado kaysa sa mga inilarawan sa itaas. Ngunit ang mga katangian ng pagpapalakas nito ay mas mahusay kaysa sa mga disenyong batay sa bipolar, field-effect transistors, pati na rin sa mga operational amplifier at integrated circuit, na nabanggit na sa artikulo.
Kabilang sa produktong ito ang mga sumusunod na item:
- Mga Resistor.
- Capacitors (parehong polar at non-polar).
- Diodes.
- Zener diode.
- Mga piyus.
- N-p-n-type bipolar transistors.
- P-n-p bipolar transistors.
- P-channel IGFETs.
- Insulated gate FET na may n-channel.
Mga parameter ng power amplifier na ito:
- Prated output=200W (bawat channel).
- Uoutput stage power=50V (pinapayagan ang bahagyang variation).
- Ioutput stage rest=200 mA.
- Inatitira sa isang output transistor=50 mA.
- Usensitivity=0.75 V.
Lahat ng pangunahing bahagi ng device na ito (transformer, systempaglamig sa anyo ng mga radiator at ang board mismo) ay matatagpuan sa isang anodized chassis na gawa sa sheet duralumin, ang kapal nito ay 5 mm. Ang front panel ng device at mga volume control knobs ay gawa sa parehong materyal.
Ang isang transpormer na may dalawang paikot-ikot na 35 V ay maaaring mabili na handa na. Ito ay kanais-nais na pumili ng isang core ng isang toroidal na hugis (ang pagganap nito ay na-verify sa circuit na ito), at ang kapangyarihan ay dapat na 300 W.
Ang power supply para sa circuit ay kailangan ding i-assemble nang hiwalay ayon sa UMZCH power circuit. Para magawa ito, kakailanganin mo ng fuse, transformer, diode bridge, pati na rin ang apat na polar capacitor.
Ang UMZCH power supply circuit ay ibinibigay sa parehong seksyon.
Tatlong simpleng katotohanang dapat tandaan kapag nag-assemble ng anumang electrical circuit:
- Siguraduhing obserbahan ang polarity ng mga polar capacitor. Kung nalilito mo ang plus at minus sa isang maliit na circuit ng amplifier, kung gayon walang kakila-kilabot na mangyayari, ang UMZCH circuit ay hindi gagana, ngunit ito ay dahil sa isang hindi gaanong mahalaga, sa unang sulyap, ang error na nahulog ang mga rocket na may mga kagamitan at tripulante..
- Siguraduhing obserbahan ang polarity ng mga diodes: ang cathode na may anode ay ipinagbabawal ding palitan. Para sa isang zener diode, may kaugnayan din ang panuntunang ito.
- Ang pangunahing bagay ay kailangan mong maghinang ng mga bahagi lamang kung saan mayroong contact point sa diagram. Karamihan sa mga sira na electrical circuit ay hindi gumagana nang eksakto dahil ang installer ay hindi nagsolder ng mga bahagi o nagsolder sa kanila kung saan hindi ito kailangan.
Kasama ba ang scheme na ito sa isa sa mga pinakamahusay na UMZCH scheme? Siguro. Ang lahat ay nakasalalay sakagustuhan ng mamimili.
Skema ni Sukhov
Kung ang nakaraang circuit ng power amplifier ay maaaring i-assemble nang nakapag-iisa, dahil may kasama itong medyo kakaunting elemento, kung gayon mas mabuting huwag i-assemble nang manu-mano ang Sukhov amplifier circuit. Bakit? Dahil sa malaking bilang ng mga elemento at koneksyon, malaki ang posibilidad na magkamali, dahil sa kung saan ang lahat ng makabuluhang dami ng trabaho ay kailangang muling ayusin.
Sa totoo lang, hindi tamang tawagan ang scheme na ibinigay sa seksyong ito na scheme ni Sukhov. Ito ay isang high-fidelity UMZCH ng VVS-2011 na modelo (isang schematic diagram ng UMZCH ng ganitong uri ay ibinigay sa seksyong ito). Sa komposisyon nito, hindi ito naglalaman ng mga field-effect transistor, ngunit kabilang dito ang:
- Zener diodes.
- Nonlinear resistors.
- Mga regular na resistor.
- Polar at non-polar capacitor.
- Diodes.
- Bipolar transistor ng parehong uri.
- OpAmps.
- Throttle.
Mga posibilidad ng pagsasama na ito:
- P=150W sa Rload=8 ohm.
- Linearity: 0.0002 hanggang 0.0003% sa 20kHz, P=100W at Rload=4 ohm.
- Suporta para sa constant U=0 V.
- Available na AC wire resistance compensation.
- Pagkakaroon ng kasalukuyang proteksyon.
- Pagkakaroon ng proteksyon ng UMZCH circuit mula sa Uexit=const.
- Availability ng soft start.
Ang circuit na ito ay binuo sa isang pang-industriya na sukat at umaangkop sa isang maliit na board. Ang layout ng mga konduktor at ang lokasyon ng mga elemento ay matatagpuan sa Internet,kung saan malayang magagamit ang mga materyales na ito.
Ang mga scheme ng serye ng Sukhov ay isa sa mga pinakamahusay na UMZCH scheme.
Resulta
Ang sound power amplifier ay isang napakasikat na device sa parehong mga propesyonal na musikero at ordinaryong mahilig sa musika. Ang UMZCH ay ginagawa kapwa batay sa mga vacuum device at transistor, at batay sa mga operational amplifier, mga integrated circuit.
Maaaring mabili ang mga ganoong device sa mga dalubhasang tindahan, o maaari kang gumawa ng sarili mo. Sa mga tuntunin ng presyo, ang mga tube amplifier ang pinakamahal, at ang mga integrated circuit ang pinakamura.
AngUMZCH tube circuit ay may mas mataas na kalidad ng gain kaysa sa integrated o transistor UMZCH circuit. Ito ay para sa kadahilanang ito na ang mga tao ay handa na bumili ng mga naturang device sa halagang ₽50,000, at sa halagang ₽100,000, at sa halagang ₽450,000.
Kapag ikaw mismo ang nag-assemble ng mga amplifier, tandaan ang mga sumusunod na panuntunan:
- Mahigpit na ipinagbabawal na lituhin ang mga polarities ng diodes, zener diodes at iba pang anode-cathode device, pati na rin ang mga polar capacitor. Puno ito ng katotohanan na ang UMZCH circuit na na-assemble bilang resulta ay hindi gagana.
- Kapag nag-assemble ng circuit, kailangan mong ihinang ang mga bahagi kung saan mayroong punto ng contact sa drawing. Parang malinaw na panuntunan. Ito ay totoo, ngunit maraming mga installer ang nakakalimutan tungkol dito.
Kung gagamitin mo ang lahat ng rekomendasyong ibinigay sa itaas, maaari kang mag-assemble ng magandang sound power amplifier nang mag-isa ayon sa UMZCH circuit sa mga transistor o iba pang elemento.
