Лесен за използване усилвател е направен от транзистори с различни структури и има коефициент на усилване на напрежението около 10. Максималното входно напрежение може да бъде около 0,1 V.
Принцип на работа на двутактен усилвател
Първият етап е сглобен на транзистор VT1, вторият - на VT2 и VT3 с различни структури. Първият етап произвежда усилване на сигнала аудио честотапо напрежение, като двете полувълни са еднакви. Вторият усилва сигнала по ток, но каскадата на транзистора VT2 работи с положителни полувълни, а на транзистора VT3 - с отрицателни полувълни.
DC режимът е избран така, че напрежението в точката на свързване на емитерите на транзисторите от втория етап е равно на около половината от напрежението на източника на захранване. Този режим се постига чрез включване на резистора за обратна връзка R2. Колекторният ток на входния транзистор, преминаващ през диода VD1, води до спад на напрежението в него, което е напрежението на преднапрежение в базите на входните транзистори спрямо техните емитери - това ви позволява да намалите изкривяването на усиления сигнал.
Товарът е свързан към усилвателя чрез електролитен кондензатор C2. Когато усилвателят се задвижва от динамична глава със съпротивление от 8 ома до 10 ома, капацитетът на този кондензатор трябва да бъде поне два пъти по-голям.
Снимка на монтажа на веригата
Обърнете внимание на свързването на товара на първото стъпало на усилвателя, което е резистор R4. Неговият горен извод е свързан с долния извод за натоварване. Това е така наречената верига за "усилване на напрежението", благодарение на която малка стойност на положителна аудио честота се подава към базовата верига на изходните транзистори обратна връзка, изравняване на условията на работа на транзисторите.
Списък на използваните части
| C1, C2, C3 | 47 µF 16 V |
| R1, R4 | 1 kOhm 0,25 W |
| R2 | 10 kOhm 0,25 W |
| R3 | 3 kOhm 0,25 W |
| VD1 | KD521A |
| VT1, VT2 | KT315B |
| VT3 | KT361B |
Фигура 1 показва схемата на инвертиращия усилвател DC, транзисторът е свързан съгласно обща емитерна верига:
Фигура 1 - Верига на DC усилвателя на KT315B.
Нека разгледаме изчисляването на елементите на веригата. Да кажем, че веригата се захранва от източник с напрежение 5V (това може да бъде, например мрежов адаптер), избираме колекторния ток Ik на транзистора VT1 така, че да не надвишава максимално допустимия ток за избрания транзистор (за KT315B максималният колекторен ток Ikmax = 100 mA). Да изберем Ik=5mA. За да изчислите съпротивлението на резистора Rk, разделете захранващото напрежение Up на тока на колектора:
Ако съпротивлението не попада в стандартната серия от съпротивления, тогава трябва да изберете най-близката стойност и да преизчислите тока на колектора.
()
Използвайки семейството на характеристиките на изходния ток-напрежение, ще изградим товарна линия по точките Up и Ik (показани в червено). На товарната линия изберете работната точка (показана в синьо) в средата.
Фигура 2 - Характеристики на изходно напрежение, товарна линия и работна точка
На фигура 2 работната точка не попада върху нито една от наличните характеристики, но е малко под характеристиката за базовия ток Ib = 0,05 mA, така че ще изберем базовия ток малко по-малък, например Ib = 0,03 mA. Използвайки избрания базов ток Ib и входната характеристика за температура 25°C и напрежение Uke = 0, намираме напрежението Ube:
Фигура 3 - Входни характеристики на транзистора за избор на напрежение Ube
За базовия ток Ib = 0,03 mA ще намерим напрежението Ube, но изберете малко повече, тъй като Uke>0 и характеристиката ще бъде разположена вдясно, например изберете Ube = 0,8V. След това избираме тока на резистора Rd1, този ток трябва да бъде по-актуаленбаза, но не толкова голяма, че по-голямата част от мощността да се губи в нея, ние избираме този ток три пъти по-голям от базовия ток:
Използвайки първия закон на Кирхоф, намираме тока на резистора Rd2:
Нека обозначим намерените токове и напрежения в диаграмата:
Фигура 4 - Схема на усилвател с намерени разклонителни токове и възлови напрежения
Нека изчислим съпротивлението на резистора Rd1 и изберем най-близката му стойност от стандартната серия от съпротивления:
Нека изчислим съпротивлението на резистора Rd2 и изберем най-близката му стойност от стандартната серия от съпротивления:
Нека обозначим съпротивленията на резистора в диаграмата:
Фигура 5 - DC усилвател на KT315B.
Тъй като изчислението е приблизително, може да се наложи да изберете елементи след сглобяване на веригата и проверка на изходното напрежение, елементите Rd1 и/или Rd2 в този случай трябва да бъдат избрани така, че изходното напрежение да е близко до избраното напрежение Ube.
За да се усили променливият ток, трябва да се поставят кондензатори на входа и изхода, за да пропуснат само променливия компонент на усиления сигнал, тъй като постоянният компонент променя режима на работа на транзистора. Кондензаторите на входа и изхода не трябва да създават голямо съпротивление за протичане на променлив ток. За термична стабилизация можете да поставите резистор с малко съпротивление в емитерната верига и кондензатор, успореден на него, за да отслабите обратната връзка променлив ток. Резисторът в емитерната верига, заедно с разделителните резистори, ще зададат режима на работа на транзистора.
Снимката по-долу показва усилвател, сглобен съгласно схемата на фигура 2:
Няма подадено напрежение към входа на усилвателя; волтметър, свързан към изхода, показва 2,6 V, което е близо до избраната стойност. Ако приложите напрежение с нормална полярност към входа (като на Фигура 5), тогава изходното напрежение ще намалее (усилвателят инвертира сигнала):
Ако приложите напрежение с обратна полярност към входа, изходното напрежение ще се увеличи, но не повече от захранващото напрежение:
Намаляването на напрежението на входа, когато е свързано към входа на източник, е по-малко от увеличението на напрежението на изхода, което показва, че входният сигнал се усилва с инверсия. Веригата с общ емитер произвежда по-голямо усилване на мощността от веригата с обща база и общ емитер, но за разлика от другите две, тя произвежда инверсия на сигнала. Ако е необходимо да се усили постоянен ток без инверсия, тогава можете да свържете каскадно две вериги на фигура 5, но е необходимо да се вземе предвид, че първият етап ще промени режима на работа на транзистора на втория етап, така че съпротивлението на резисторите във втория етап ще трябва да бъдат избрани така, че тази промяна да е възможно по-малка. Също така, с каскадна връзка, усилването на целия усилвател ще се увеличи (ще бъде равно на произведението на усилването на първия етап и усилването на втория).
Целта на тази статия е да отдаде почит на един от най-популярните транзистори от 70-те - 90-те години - KT315. Наличността, малкият размер и доста добрите параметри позволиха на радиолюбителите да използват транзистора KT315 в различни схеми, от прости до микрокомпютри. Таблиците по-долу показват основните параметри на линията KT315.
Гранични параметри на транзистори КТ315 при T=25°C
| I K, макс. mA | U KER max (U KE0 max), V | U EB0 max , V | P K max , (P max), mW | T, °C | Tp max, °C | Tmax, °C | |
| 100 | 25 | 6 | 150 | 25 | 120 | 100 | |
| 100 | 20 | 6 | 150 | 25 | 120 | 100 | |
| 100 | 40 | 6 | 150 | 25 | 120 | 100 | |
| 100 | 35 | 6 | 150 | 25 | 120 | 100 | |
| 100 | 40 | 6 | 150 | 25 | 120 | 100 | |
| 100 | 35 | 6 | 150 | 25 | 120 | 100 | |
| 50 | 15 | 6 | 100 | 25 | 120 | 100 | |
| 50 | 60 | 6 | 100 | 25 | 120 | 100 |
Параметри на транзистори КТ315 при T=25°C
| h 21E (h 21E) | U KB (U KE), V | I E (I K), mA | U CE us, V | I KB0 , (I KER), µA | f gr (f h21), MHz | C K, pF | |
| 20...90 | (10) | 1 | 0,4 | 1 | 250 | 7 | |
| 50...350 | (10) | 1 | 0,4 | 1 | 250 | 7 | |
| 20...90 | (10) | 1 | 0,4 | 1 | 250 | 7 | |
| 50...350 | (10) | 1 | 0,4 | 1 | 250 | 7 | |
| 20...90 | (10) | (1) | 1 | 1 | 250 | 7 | |
| 50...350 | (10) | (1) | 1 | 1 | 250 | 7 | |
| 30...250 | (10) | (1) | 0,5 | 1 | 150 | 10 | |
| 30 | (10) | (1) | 1 | 250 | 7 |
Малко предистория: - първият планарно-епитаксиален транзистор от края на 60-те години, т.е. когато по време на производствения процес емитерът, колекторът и основата са произведени последователно върху една силициева пластина. 
За да направите това, е необходимо да легирате силиконова пластина, легирана в тип n (колектор) до определена дълбочина в тип p (база), и след това да я легирате отново на по-малка дълбочина в тип n (емитер). След това с помощта на нож плочата трябва да бъде нарязана на части и всяка част трябва да бъде опакована в пластмасова кутия.
Този производствен процес беше много по-евтин от технологията на сплавта и направи възможно получаването на невъобразими преди това транзисторни параметри (по-специално работна честота до 300 MHz).
И разбира се, монтирането на кристала не в метална кутия, а върху метална лента с изводи доведе до по-евтино производство - кристал, от долната страна на който колекторът беше запоен към централния извод, а основата и емитерът бяха свързани със заварена тел, пълна с пластмаса, излишните части от лентата бяха отрязани - и KT315 се оказа така.
Нека да дадем няколко примера за схеми, базирани на транзистора KT315.
1. Усилвател за слушалки.
Докато веригата е непокътната, основата на транзистора е свързана към земята и транзисторът е затворен. При влизане в защитена зона нападателят прекъсва жицата, към основата на транзистора се прилага положително отклонение и транзисторът се отваря, което в крайна сметка води до активиране на електромагнитното реле. Контактната верига на релето може да съдържа сирена, радиопредавател или нещо друго.
3. ULF индикатор за изходна мощност.
C1, C2 - 10 uF x 16V
D11 - KD510A
Rx - 300 Ohm - 100 Kom (трябва да се избере за всеки етап.)
D1 - D10 - светодиоди с различни цветове.
След като усвои основите на електрониката, начинаещият радиолюбител е готов да запои първите си електронни дизайни. Аудио усилвателите на мощност обикновено са най-повтаряемите дизайни. Има доста схеми, всяка със свои собствени параметри и дизайн. Тази статия ще обсъди няколко прости и напълно работещи схеми на усилвател, които могат да бъдат успешно повторени от всеки радиолюбител. Статията не използва сложни термини и изчисления, всичко е максимално опростено, така че да не възникват допълнителни въпроси.
Нека започнем с по-мощна верига.
И така, първата схема е направена на добре познатата микросхема TDA2003. Това е моно усилвател с изходна мощност до 7 вата при натоварване от 4 ома. Искам да кажа това стандартна схемаВключването на тази микросхема съдържа малък брой компоненти, но преди няколко години измислих различна схема на тази микросхема. В тази схема броят на компонентите е намален до минимум, но усилвателят не е загубил своите звукови параметри. След като разработих тази схема, започнах да правя всичките си усилватели за високоговорители с ниска мощност, използвайки тази схема.
Веригата на представения усилвател има широк диапазон от възпроизводими честоти, диапазон на захранващото напрежение от 4,5 до 18 волта (типично 12-14 волта). Микросхемата е инсталирана на малък радиатор, тъй като максимална мощностдостига до 10 вата.
Микросхемата може да работи при натоварване от 2 ома, което означава, че 2 глави със съпротивление от 4 ома могат да бъдат свързани към изхода на усилвателя.
Входният кондензатор може да бъде заменен с всеки друг, с капацитет от 0,01 до 4,7 μF (за предпочитане от 0,1 до 0,47 μF), можете да използвате както филмови, така и керамични кондензатори. Препоръчително е да не заменяте всички останали компоненти.
Регулиране на звука от 10 до 47 kOhm.
Изходната мощност на микросхемата позволява да се използва в високоговорители с ниска мощност за компютри. Много е удобно да използвате чипа за самостоятелни високоговорители мобилен телефони т.н.
Усилвателят работи веднага след включване и не изисква допълнителна настройка. Препоръчително е допълнително да свържете захранващия минус към радиатора. Препоръчително е да използвате всички електролитни кондензатори на 25 волта.
Втората верига е сглобена с помощта на транзистори с ниска мощност и е по-подходяща като усилвател за слушалки.
Това е може би най-висококачествената схема от този вид, звукът е чист, можете да усетите целия честотен спектър. СЪС добри слушалки, усещането е, че имате пълноценен субуфер.
Усилвателят е сглобен само с 3 транзистора с обратна проводимост; най-евтиният вариант са използвани транзистори от серията KT315, но техният избор е доста широк.
Усилвателят може да работи при натоварване с нисък импеданс, до 4 ома, което прави възможно използването на схемата за усилване на сигнала на плеър, радио и др. Като източник на захранване се използва 9-волтова батерия Krona.
Крайният етап също използва транзистори KT315. За да увеличите изходната мощност, можете да използвате транзистори KT815, но тогава ще трябва да увеличите захранващото напрежение до 12 волта. В този случай мощността на усилвателя ще достигне до 1 ват. Изходният кондензатор може да има капацитет от 220 до 2200 µF.
Транзисторите в тази схема не се нагряват, следователно не е необходимо охлаждане. Ако използвате по-големи изходни транзистори, може да имате нужда от малки радиатори за всеки транзистор.
И накрая - третата схема. Представена е също толкова проста, но доказана версия на структурата на усилвателя. Усилвателят може да работи от намалено напрежение до 5 волта, като в този случай изходната мощност на PA ще бъде не повече от 0,5 W, а максималната мощност при захранване от 12 волта достига до 2 вата.
Изходният етап на усилвателя е изграден върху вътрешна допълнителна двойка. Усилвателят се регулира чрез избор на резистор R2. За да направите това, препоръчително е да използвате тример от 1 kOhm. Бавно завъртете регулатора, докато токът на покой на изходния етап стане 2-5 mA.
Усилвателят няма висока входна чувствителност, така че е препоръчително да използвате предусилвател преди входа.
Диодът играе важна роля във веригата; той е тук, за да стабилизира режима на изходния етап.
Транзисторите на изходния етап могат да бъдат заменени с всяка допълнителна двойка съответни параметри, например KT816/817. Усилвателят може да захранва маломощни самостоятелни високоговорители с товарно съпротивление 6-8 ома.
Списък на радиоелементите
| Наименование | Тип | Деноминация | Количество | Забележка | Магазин | Моят бележник | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Усилвател на чип TDA2003 | |||||||
| Аудио усилвател | TDA2003 | 1 | Към бележника | ||||
| C1 | 47 uF x 25V | 1 | Към бележника | ||||
| C2 | Кондензатор | 100 nF | 1 | филм | Към бележника | ||
| C3 | Електролитен кондензатор | 1 uF x 25V | 1 | Към бележника | |||
| C5 | Електролитен кондензатор | 470 uF x 16V | 1 | Към бележника | |||
| R1 | Резистор | 100 ома | 1 | Към бележника | |||
| R2 | Променлив резистор | 50 kOhm | 1 | От 10 kOhm до 50 kOhm | Към бележника | ||
| Ls1 | Динамична глава | 2-4 ома | 1 | Към бележника | |||
| Схема на транзисторен усилвател № 2 | |||||||
| VT1-VT3 | Биполярен транзистор | КТ315А | 3 | Към бележника | |||
| C1 | Електролитен кондензатор | 1 uF x 16V | 1 | Към бележника | |||
| C2, C3 | Електролитен кондензатор | 1000 uF x 16V | 2 | Към бележника | |||
| R1, R2 | Резистор | 100 kOhm | 2 | Към бележника | |||
| R3 | Резистор | 47 kOhm | 1 | Към бележника | |||
| R4 | Резистор | 1 kOhm | 1 | Към бележника | |||
| R5 | Променлив резистор | 50 kOhm | 1 | Към бележника | |||
| R6 | Резистор | 3 kOhm | 1 | Към бележника | |||
| Динамична глава | 2-4 ома | 1 | Към бележника | ||||
| Транзисторна усилвателна верига №3 | |||||||
| VT2 | Биполярен транзистор | КТ315А | 1 | Към бележника | |||
| VT3 | Биполярен транзистор | KT361A | 1 | Към бележника | |||
| VT4 | Биполярен транзистор | KT815A | 1 | Към бележника | |||
| VT5 | Биполярен транзистор | KT816A | 1 | Към бележника | |||
| VD1 | Диод | D18 | 1 | Или всякаква ниска мощност | Към бележника | ||
| C1, C2, C5 | Електролитен кондензатор | 10 uF x 16V | 3 | ||||
Когато си правех усилвателя, твърдо реших да направя 8-10 клетки LED индикаторизходна мощност на канал (4 канала). Има много схеми на такива индикатори, просто трябва да изберете според вашите параметри. включено в моментаИзборът на чипове, на които можете да сглобите ULF индикатор за изходна мощност, е много голям, например: KA2283, LB1412, LM3915 и др. Какво може да бъде по-просто от закупуването на такъв чип и сглобяването на индикаторна верига) По едно време поех по малко по-различен път...
Предговор
За да направя индикатори за изходна мощност за моя ULF, избрах транзисторна верига. Може да попитате: защо не на микросхеми? - Ще се опитам да обясня плюсовете и минусите.
Едно от предимствата е, че чрез сглобяване на транзистори можете да отстраните грешката на индикаторната верига с максимална гъвкавост до параметрите, от които се нуждаете, да зададете желания обхват на дисплея и плавност на реакцията, както желаете, броя на индикационните клетки - поне сто, стига да имате достатъчно търпение да ги коригирате.
Можете също така да използвате всяко захранващо напрежение (в разумни граници), много е трудно да изгорите такава верига и ако една клетка не работи, можете бързо да поправите всичко. От минусите бих искал да отбележа, че ще трябва да отделите много време, за да настроите тази схема според вашите вкусове. Дали да го направите на микросхема или транзистори зависи от вас, въз основа на вашите възможности и нужди.
Ние сглобяваме индикатори за изходна мощност, използвайки най-често срещаните и евтини транзистори KT315. Мисля, че всеки радиолюбител се е сблъсквал с тези миниатюрни цветни радиокомпоненти поне веднъж в живота си; мнозина ги лежат в опаковки от по няколкостотин и не се използват.
ориз. 1. Транзистори KT315, KT361
Скалата на моя ULF ще бъде логаритмична, въз основа на факта, че максималната изходна мощност ще бъде около 100 вата. Ако направите линеен, тогава при 5 вата нищо дори няма да свети или ще трябва да направите мащаб от 100 клетки. За мощни ULF е необходимо да има логаритмична връзка между изходната мощност на усилвателя и броя на светещите клетки.
Принципна схема
Веригата е безобразно проста и се състои от идентични клетки, всяка от които е конфигурирана да показва желаното ниво на напрежение на ULF изхода. Ето диаграма за 5 клетки на дисплея:
ориз. 2. Схема на ULF индикатора за изходна мощност с помощта на KT315 транзистори и светодиоди
По-горе е схема за 5 клетки на дисплея; чрез клониране на клетките можете да получите верига за 10 клетки, което е точно това, което сглобих за моя ULF:
ориз. 3. Диаграма на индикатора за изходна мощност на ULF за 10 клетки (щракнете за уголемяване)
Номиналните стойности на частите в тази схема са проектирани за захранващо напрежение от около 12 волта, без да се броят Rx резисторите - които трябва да бъдат избрани.
Ще ви кажа как работи веригата, всичко е много просто: сигналът от изхода на нискочестотния усилвател отива към резистора Rin, след което прекъсваме половин вълна с диод D6 и след това постоянно напрежениеприложен към входа на всяка клетка. Клетката за индикация е прагово ключово устройство, което светва светодиода при достигане на определено ниво на входа.
Кондензатор C1 е необходим, за да се гарантира, че дори при много голяма амплитуда на сигнала се поддържа плавното изключване на клетките, а кондензатор C2 забавя светването на последния светодиод за определена част от секундата, за да покаже, че максималното ниво на сигнала - пик - достигнато е. Първият светодиод показва началото на скалата и следователно свети постоянно.
Части и монтаж
Сега относно радиокомпонентите: изберете кондензатори C1 и C2 по ваш вкус, взех всеки 22MkF при 63V (не препоръчвам да го вземете за по-ниско напрежение за ULF с мощност 100W), всички резистори са MLT-0.25 или 0.125 . Всички транзистори са KT315, за предпочитане с буквата B. Светодиодите са всякакви, които можете да вземете.
ориз. 4. Печатна платка за ULF индикатор за изходна мощност за 10 клетки (щракнете за уголемяване)
ориз. 5. Разположение на компонентите върху печатната платка на ULF индикатора за изходна мощност
Не маркирах всички компоненти на печатната платка, защото клетките са идентични и можете да разберете какво и къде да запоите без много усилия.
В резултат на труда ми се получиха четири миниатюрни шала:
ориз. 6. Готови 4 канала за индикация за ULF с мощност 100W на канал.
Настройки
Първо, нека регулираме яркостта на светодиодите. Определяме какво резисторно съпротивление ни е необходимо, за да постигнем желаната яркост на светодиодите. Свързваме променлив резистор 1-6 kOhm последователно към светодиода и захранваме тази захранваща верига с напрежението, от което ще се захранва цялата верига, за мен - 12V.
Извиваме променливата и постигаме уверен и красив блясък. Изключваме всичко и измерваме съпротивлението на променливата с тестер, ето стойностите за R19, R2, R4, R6, R8 ... Този метод е експериментален, можете също да погледнете в справочника за максимума прав ток на светодиода и изчислете съпротивлението, като използвате закона на Ом.
Най-дългият и важен етап от настройката е настройката на праговете за индикация за всяка клетка! Ще конфигурираме всяка клетка, като изберем Rx съпротивлението за нея. Тъй като ще имам 4 такива вериги от 10 клетки, първо ще отстраняваме грешки тази диаграмаза един канал, а други, базирани на него, ще бъдат много лесни за конфигуриране, като се използва последният като стандарт.
Вместо Rx в първата клетка, поставяме променлив резистор от 68-33k на място и свързваме структурата към усилвател (за предпочитане към някакъв стационарен, фабричен със собствена скала), подаваме напрежение към веригата и включваме музиката така че да се чува, но на ниска сила на звука. Използвайки променлив резистор, постигаме красиво мигане на светодиода, след което изключваме захранването на веригата и измерваме съпротивлението на променливата, вместо това запояваме постоянен резистор Rx в първата клетка.
Сега отиваме до последната клетка и правим същото, само като задвижваме усилвателя до максималната граница.
Внимание!!!Ако имате много „приятелски“ съседи, тогава не можете да използвате системи от високоговорители, а вместо това да се справите със свързана високоговорителна системарезистор 4-8 Ohm, въпреки че удоволствието от настройването му няма да бъде същото))
Използвайки променлив резистор, постигаме уверена светлина на светодиода в последната клетка. Всички останали клетки, с изключение на първата и последната (вече сме ги конфигурирали), вие конфигурирате, както желаете, на око, докато маркирате стойността на мощността за всяка клетка на индикатора на усилвателя. Настройването и калибрирането на везната зависи от вас)
След отстраняване на грешки във веригата за един канал (10 клетки) и запояване на втория, ще трябва да изберете и резистори, тъй като всеки транзистор има собствено усилване. Но вече не се нуждаете от усилвател и съседите ще получат малък таймаут - ние просто запояваме входовете на две вериги и подаваме там захранващо напрежение, например от захранване, и избираме Rx съпротивленията, за да постигнем симетрия в блясъка на индикаторните клетки.
Заключение
Това е всичко, което исках да ви кажа за създаването на ULF индикатори за изходна мощност с помощта на светодиоди и евтини транзистори KT315. Напишете вашите мнения и бележки в коментарите...
UPD:Юрий Глушнев изпрати своя печатна платкавъв формат SprintLayout - Изтегляне.
