Усилитель своими руками на транзисторе 13005
Добавил пользователь Евгений Кузнецов Обновлено: 04.10.2024
Скажу честно, когда то я тоже начинал изучение радиотехники с подобной конструкции, это как бы пример для начала, типа первой программки "Hello world!" для программиста, первого шага для младенца, пусть это и первый шаг для вас, но это большой шаг, судя с практической стороны, вы переходите к изучению самого интересного, что могло придумать человечество.
Когда вы соберете эту схемку вы почувствуйте себя создателем. И если продолжите в том же духе, то программирование контроллеров уже не за горами.
И так, от слова к делу. Конструкция стандартного девайса не сложная, из схемы убрано все к минимальной работоспособности. 1 нпн транзистор(кт803,tip121,кт815 и остальные с теплоотводом, можно и без теплоотвода. С теплоотводом мощнее!). Еще можно использовать полевики (полевые транзисторы, но я их не рекомендую, практически вы ничего не выиграете irf***, irzf***, кп*** ) и составные транзисторы (tip121), эти "очень злобные твари" будут немного лучше по входному току и усилению(в зависимости от типа).
Выходная мощность у такого усилителя не велика, рабочее напряжение от 3 до 9 вольт. В качестве источнита питания с легкостью можно юзать элемент типа "Крона". Все необходимые детали можно откопать у неисправных телевизорах, магнитофонах, принтерах и тому подобном. Помните, что сначала нужно проверить правильность вашей схемы и только тогда подключать питание. Если усилитель не заработал с первого раза, то это может быть вызвано неисправностью некоторых элементов(транзистор например). Схемы, что приведены ниже 100% рабочие.
Ниже представлено 3 конструкции схемы. Какую собирать - решать вам, если у вас есть старая колонка (типа радиоточки, когда то была практически в каждом доме), то можно попытаться собрать третий вариант, т.к. он будет иметь лучшие характеристики.
Первый вариант, стандартная конструкция, использующая 1 нпн транзистор.
Второй вариант, схема с использованием составного транзистора (транзистора Дарлингтона) будет иметь следующий вид:
Можно немного усилить мощность усилителя путем добавления в схему трансформатора(T1) и диода(D1). Но тогда нужно будет использовать транзистор Дарлингтона. Конструкция такой схемы приведена ниже.
Предлагаемая транзисторная схема усилителя звука мощностью 100 Вт, на выходе использует силовые транзисторы Дарлингтона TIP147 - TIP142. УНЧ отлично подходит для активной акустической системы или сабвуфера, гитарного усилителя, систем домашнего кинотеатра, концертного УМЗЧ.
Схема УНЧ на транзисторах Дарлингтона
Характеристики усилителя
- Музыкальная мощность: 200 Вт с динамиком 4 Ом
- Мощность: 100 Вт (среднеквадр.) с динамиком 4 Ом
- Мощность: 70 Вт (среднеквадр.) с динамиком 8 Ом
- Искажения: 0,01% при 1 кГц / 10 Вт
- Коэффициент демпфирования: > 800
- Частотный диапазон: 3 Гц - 200 кГц (-3 дБ)
- Чувствительность: 0,6 В
- Соотношение сигнал / шум: 115 дБ
- Защита от перегрузки и короткого замыкания
- Термостабилизация
Питание усилителя симметричное, максимум 2х 40 В постоянного тока. Напряжение трансформатора 2х 25V до 2х 30V, мощность 120 - 150W для одноканальной моно версии, рекомендуется трансформатор 250 - 300W для двухканальной стереосистемы. В блоке питания можно использовать 4 диода 6A10 или готовые мостовые сборки KBU10M для выпрямителя, конденсаторы фильтра должны быть не менее 4700 мкФ, лучше 6800 мкФ.
Выходные транзисторы:
- PNP: TIP147, BDW84, BDV66
- NPN: TIP142, BDW83, BDV67
Резисторы 0,47 Ом 5 Вт, подключенные к эмиттерам выходных транзисторов, можно подключить 2х 1 Ом параллельно резисторы 2 Вт. Не забывайте про вентилятор, если планируется долгая работа с предельной мощностью.
Значения hFE двух транзисторов BC640 на аудиовходе должны быть одинаковыми или близкими друг к другу. Стоит BC547 установить на общем радиаторе.
Регулировка смещения для термостабилизации будет производиться без аудиосигнала, как показано на принципиальной схеме, напряжение на резисторе 0,47 Ом будет регулироваться на уровне 10 - 15 мВ. Не поворачивайте подстроечник слишком быстро, прекратите поворачивать его, когда напряжение приблизится к требуемому значению, и подождите, пока значение не останется постоянным. Система защиты основана на классическом методе.
В прилагаемом файле есть чертеж платы и схема похожей версии, только внесены изменения, были добавлены резисторы R23, R24, R20 и значение резистора 1,8 кОм изменено на 2,7 кОм.
Форум по обсуждению материала УНЧ НА СОСТАВНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ
Приводятся основные сведения о планарных предохранителях, включая их технические характеристики и применение.
В каком направлении течет ток - от плюса к минусу или наоборот? Занимательная теория сути электричества.
Что такое OLED, MiniLED и MicroLED телевизоры - краткий обзор и сравнение технологий.
Микрофоны MEMS - новое качество в записи звука. Подробное описание технологии.
Выходной усилитель звука принципиально отличается от предварительного или входного (в том числе и микрофонного) усилителя, в которых транзистор включается по схеме с общим эмиттером, что позволяет максимально усилить мощность входного сигнала. Такие усилители относятся к классу А, которым характерен линейный режим работы. При этом транзистор все время находится в наполовину открытом состоянии, что приводит к постоянному потреблению ток с источника питания. Поэтому в целом коэффициент полезного действия усилителя класса А не превышает 30 %.
Однако такие схемы вполне оправдано использовать как в предварительных, так и во входных каскадах, поскольку ток, протекающий через транзистор (ток покоя коллектора) не превышает единиц миллиампер. Но подобные схемы крайне непригодны для выходных каскадов усилителей, где требуется выполнять усиление сигнала значительной мощности. Например, при подключении 20-ти ваттных колонок токи, протекающие через транзисторы, достигают единиц ампер. И если такие токи будут постоянно протекать через транзистор в состоянии покоя, то есть при отсутствии сигнала, то коэффициент полезного действия такого усилителя будет крайне низкий.
Вторая причина, ограничивающая применение для выходных усилителей транзисторов, включенных по схеме с общим эмиттером – это их относительно высокое выходное сопротивление.
Раньше, в большинстве транзисторных усилителей, а в ламповых – во всех, для согласования сопротивлений усилителя и громкоговорителя (динамика) применялись согласующие трансформаторы. Но этот вопрос мы рассматривать не станем, а сразу перейдем к решению задач.
Выходной усилитель класса B
Выделим эти задачи:
- Как снизить энергопотребление, то есть повысить КПД усилителя?
- Как согласовать сопротивления?
Первая задача решается довольно просто. Если при отсутствии сигнала транзистор будет изначально находиться в закрытом состоянии, то и энергия потребляться практически не будет. На нагрузочной прямой такое состояние транзистора соответствует точке B.
Однако при этом будет происходить усиление только одной полуволны переменного сигнала. Для усиления второй полуволны применяют транзистор противоположной полярности.
Таким образом, для усиления сигнала в выходном каскаде усилителя применяются два транзистора разной полупроводниковой структуры: p-n-p и n-p-n.
В один момент времени будет работать один транзистор, а во второй – другой, поэтому сигнал будет усиливаться полностью. В общем, первую задачу мы решили. Осталось согласовать сопротивления.
Согласование сопротивлений предварительного каскада с нагрузкой решается путем включения транзисторов по схеме с общим коллектором. Такой схеме свойственно высокое входное и низкое выходное сопротивление.
Однако следует помнить, что схема с общим коллектором усиливает только ток. Напряжение такая схема не усиливает. Поэтому такую схему еще называют эмиттерный повторитель и часто применяют в узлах стабилизации напряжения блоков питания. Отсюда следует вывод, что предварительный усилитель должен усилить сигнал по максимуму.
Для устранения данного искажения оба транзистора изначально несколько приоткрывают на величину, позволяющую скомпенсировать падение напряжения между базой и эмиттером двух транзисторов.
Выходной усилитель класса AB
На нагрузочной прямой эта точка называется AB и располагается немного выше т. B. Отсюда выходной каскады подобного типа получил название усилителя класса AB.
Как это реализуется в действительности на реальной схеме? В цепь между базами VT2 и VT3 включают либо резистор, либо три последовательно соединенные диода. Количество диодов может быть и большим, в зависимости от мощности VT2 и VT3.
Диоды применят предпочтительнее резистора по соображениям температурной стабильности каскада. Суммарное падение напряжения на диодах компенсирует падение напряжения на эмиттерных переходах обоих транзисторов, поэтому последние несколько приоткрываются.
Что касается транзисторов VT2 и VT3, то они должны иметь одинаковые (максимально близкие) коэффициенты усиления по току и обратные токи коллектора. Такие транзисторы с одинаковыми характеристиками, но разной полярности называют комплементарной парой (например, BC547 и BC557; IRF540 и IRF9540).Транзисторы комплементарной пары также изготавливают в одном общем корпусе, имеющем шесть выводов.
Для получения большего усиления (по току) применяют транзисторы Дарлингтона, которые также изготавливаются в комплементарной паре.
Конечная схема микрофонного усилителя звука вместе с выходным каскадом приведена ниже.
В более качественных усилителях для устранения помех применяют дифференциальный входной усилитель, но о нем в другой раз.
Эх, жалко пацанов - королевство маловато, разгуляться негде!
Ни ламповых тебе однотактников, ни гераниевых раритетов. Что ещё остаётся пытливому уму неоперившегося меломана?
Разве что брейкануть под японское хокку, да кайфануть для большего эффекта под уханье бумбокса.
На этой странице поговорим об УНЧ на германиевых транзисторах.
Своеобразие германиевого звучания, как правило, сводится к двум устойчивым постулатам:
1. Усилители на германиевых транзисторах отличаются музыкальностью,
2. Звук похож на звук ламповика.
И если первый пункт у меня возражений не вызывает, то со вторым мнением коллег позволю вежливо не согласиться - не похож, абсолютно разное звучание.
Электрофон сетевой транзисторный "Вега-101-стерео" с усилителем на германиевых транзисторах, выпускаемый Бердским радиозаводов с начала 1972 по 1982 год, заложил в головы современников основы понимания того, каким должен быть высококачественный стереофонический звук.
Время шло, появлялись на свет и более продвинутые вертушки с магнитными звукоснимателями, и значительно более мощные УНЧ на кремниевых транзисторах с незаурядными характеристиками.
Однако душещипательные воспоминания о том, как звучали в конце 70-ых простенькие Веги с их примитивной схемотехникой открыли историю ожесточённой борьбы человечества с феноменом транзисторного звучания.
А теперь обещанные схемы.
Рис.1 Схема усилителя мощностью 1,5 Вт
Номинальная мощность усилителя при коэффициенте гармоник на частоте 1000Гц менее 0,1% - 1 Вт, максимальная - 1,5Вт, чувствительность по входу - 0,2 В.
Усилитель сохраняет работоспособность при понижении напряжения питания до 9В.
Подбором номинала резистора R8 устанавливается значение напряжения на эмиттерах выходных транзисторов, равное половине напряжения питания.
Подбором номинала резистора R2 устанавливается значение напряжения на коллекторе транзистора V1, равное половине напряжения питания.
Рис.2 Схема однотактного усилителя класса А
Схема, приведённая на Рис.2 - для эстетов, желающих порадовать свой слуховой аппарат ни с чем не сравнимым звуком однотактного усилителя, работающего в чистом режиме А.
Для настройки усилителя следует подбором номинала резистора R9 установить ток покоя выходного транзистора - 150мА.
Рис.3 Схема германиевого усилителя мощностью 10 Вт
На рис.3 показана принципиальная схема универсального усилителя НЧ, собранного на девяти транзисторах и развивающего выходную мощность до 10 Вт при сопротивлении нагрузки 4 Ом и входном напряжении около 10 мВ.
При налаживании устройства подстроечным резистором R2 устанавливают выходное напряжение в точке соединения транзисторов VT8 и VT9 равным половине напряжения питания.
Рис.4 Схема мощного усилителя на германиевых транзисторах
Схема более мощного усилителя приведена на Рис.4. Усилитель рассчитан на подключение электрогитары и микрофона, но может быть использован также совместно с проигрывателем, магнитофоном или радиоприёмником.
Основные технические данные, приведённые автором:
Номинальная выходная мощность - 30 Вт.
Максимальная выходная мощность - 40 Вт.
Сопротивление нагрузки 3,5-5 Ом.
Полоса рабочих частот 30-16000 Гц.
Коэффициент нелинейных искажений - не более 1,5%.
Чувствительность с выхода микрофона - 10 мВ.
Чувствительность с выхода электрогитары - 0,1 В.
Напряжение 15 В на коллекторе транзистора Т10 устанавливают резистором R19.
Ток покоя всего усилителя не должен превышать 170 мА.
Рис.5 Схема простого и мощного усилителя на германиевых транзисторах DTG110B
Рис.6 Схема усилителя на транзисторах П-210
Честно говоря, я не сильно понимаю, каким образом транзисторы П210А с Uкэ max = 65 В будут нормально и надёжно работать в устройстве с напряжением питания ± 40 В. Однако есть такая схема и есть такой автор, и слов из песни не выкинешь, и не пропьёшь талант, тем более, что в материальной жизни этот усилитель существует и наверняка кого-то радует красивым и мощным германиевым звуком.
Ладно, едем дальше.
Рис.7 Усилитель мощностью 30Вт на ГТ806
«Выходная мощность этого усилителя 30 Вт при сопротивлении нагрузки акустических систем 4 Ома, и примерно 18 Вт при сопротивлении нагрузки 8 Ом.
Напряжение питания усилителя (U пит) двухполярное ±25 В;
Диапазон рабочих частот 20Гц…20кГц:
Транзисторы МП40А можно заменить на транзисторы МП21, МП25, МП26. Транзисторы ГТ402Г – на ГТ402В; ГТ404Г – на ГТ404В;
Выходные транзисторы ГТ806 можно ставить любых буквенных индексов. Применять более низкочастотные транзисторы типа П210, П216, П217 в этой схеме не рекомендую, поскольку на частотах выше 10кГц они здесь работают плоховато (заметны искажения), видимо, из-за нехватки усиления тока на высокой частоте.
Площадь радиаторов на выходные транзисторы должна быть не менее 200 см2, на предоконечные транзисторы не менее 10 см2.
На транзисторы типа ГТ402 радиаторы удобно делать из медной (латунной) или алюминиевой пластины, толщиной 0,5 мм, размером 44х26.5 мм.
Настройка правильно собранного из исправных элементов усилителя сводится к установке подстроечным резистором тока покоя выходного каскада 100мА (удобно контролировать на эмиттерном резисторе 1 Ом – напряжение 100мВ).
Диод VD1 желательно приклеить или прижать к радиатору выходного транзистора, что способствует лучшей термостабилизации. Однако если этого не делать, ток покоя выходного каскада от холодного 100мА до горячего 300мА меняется, в общем-то, не катастрофично.
Я никогда не ставил в выходные каскады УМЗЧ высокочастотные транзисторы ГТ806, однако знаю, что при их использовании порой возникают сложности, связанные как с устойчивостью усилителя, так и с надёжностью изделия, связанной с внезапными отказами транзисторов.
Такого же мнения придерживается и Жан Цихисели, который для звуковых целей рекомендует использовать следующий ряд германиевых транзисторов (из числа отечественных): П201, П202, П203, П4, 1Т403, ГТ402, ГТ404, ГТ703, ГТ705, П213-П217, П208, П210.
Читайте также: