Усилитель вч своими руками

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 16.09.2024

Под электронными усилителями всегда понимаются усилители мощности. В зависимости от назначения и элементарной базы выделяют несколько подклассов этих устройств:

Импульсные;
Постоянного тока;
Низкочастотные (используются чаще всего для работы со звуком);
Высокочастотные (применяются в основном в радиоаппаратуре).

Высокочастотные (ВЧ) усилители – это компоненты схем управления. Которые отвечают за увеличение входного сигнала до уровня, необходимого регистрации принимающим блоком или достаточного для срабатывания исполнительного устройства.

Как и многие другие радиоэлементы, ВЧ усилители могут работать с аналоговыми сигналами, а могут с цифровыми.

Среди готовых реализаций ВЧ-усилителей выделяют следующие виды продукции (в зависимости от назначения):

Драйверы;
Усилительные блоки;
Малошумящие;
Дифференциальные усилители.

Так как эти усилители работают с радиоволнами, то следует привести здесь основную градацию их диапазонов – см. таблицу ниже.

Таблица. Градация диапазонов усилителей

Крайне высокие (миллиметровые)

Очень высокие (метровые)

С волнами, которые имеют длину волны более 10 метров (дека-, гектометровые, километровые и мириаметровые), бытовые приборы не работают.

В зависимости от полосы частот, выделят следующие виды ВЧ-усилителей:

Широкополосные (хорошее усиление во всей полосе частот);
Полосовые (в определённой полосе частот);
Узкополосные или селективные (дают максимальный эффект только в узкой полосе частот).

Сборка своими руками

Самостоятельно из доступных элементов получится собрать только усилители для антенн, подключаемых к телевизорам, радиоприёмникам или любительским радиостанциям. Что называется just-for-fan. А, например, собрать и настроить усилитель для Wi-Fi-роутера уже вряд ли.

Реализовать схему можно на базе транзисторов или готовых микросхем. В последнем случае нужно будет очень детально подойти к поиску реализации, соответствующей вашим исходными параметрам входящего и исходящего сигналов.

Схема широкополосного усилителя ДМВ-УКВ диапазона на транзисторе

Пригодится для улучшения приёма телевизорных антенн, справится и с радио.

Сама схема с номиналами приведена ниже.

Рис. 1. Схема широкополосного усилителя ДМВ-УКВ диапазона на транзисторе

В качестве основы был выбран высокочастотный транзистор 2SC2570.

Количество используемых элементов и их размеры позволяют спаять схему без печатной платы, можно использовать, например, монтажную. Но при наличии желания и опыта – всегда можно спроектировать и вытравить печатную.

Транзистор работает в роли простого ключа, но со стоящей задачей справляется на 100%.

Простая реализация КВ-УКВ усилителя

Схема представляет собой два независимых усилителя, каждый из которых работает со своим диапазоном.

Рис. 2. Схема КВ-УКВ усилителя

Выбор нужного тракта осуществляется с помощью переключателя S1.

При правильной сборке усилитель сможет эффективно работать в диапазоне 3-3000 МГц.

Усилитель для телевизионных антенн на базе микросхемы

В качестве основы можно выбрать SPF5043Z, эта микросхема хорошо распространена и приемлема по цене. Ниже наш вариант реализации простого ВЧ-усилителя с минимумом компонентов.

Рис. 3. Схема простого ВЧ-усилителя с минимумом компонентов

Схема требует не самого стандартного питания – 3,3 В. Но это легко исправляется с помощью стабилизатора. Например, так.

Рис. 4. Схема ВЧ-усилителя

Теперь усилитель можно запитать от зарядки для мобильных телефонов или даже от бортовой сети в автомобиле.

Непосредственно сам усилитель обеспечивает коэффициент усиления в пределах 12-22 дБ (в зависимости от диапазона частот, чем выше частота, тем выше коэффициент).

Может работать с частотами в диапазоне 50-4000 МГц.

Мнения читателей

Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:

Усилитель мощности передатчика диапазона 400МГц (MRF61, 15Вт) Данный усилитель обладает усилением 10 дБ, что, безусловно, повышает область применения радиолюбительского передатчика. Узкополосный усилитель на транзисторе MRF618 производства компании Motorola может настраиваться на частоту от 430 до 450 МГц. Многослойные 50-омные микрополосковые элементы и.

Двухтактный ламповый усилитель мощности передатчика (400Вт)

Линейный двухтактный усилитель с заземленной сеткой не нуждается ни в какой настройке, имеет согласующий трансформатор для управления и может использоваться либо с однополосным, либо с многополосным тюнером для любительского радиодиапазона. Согласующий трансформатор содержит 8 витков 72-омного.

Усилитель мощности передатчика диапазона 40-180 МГц (30Вт) Усилитель на 2 транзисторах обеспечивает усиление 20 дБ для морских, любительских и коммерческих УКВ-передатчиков. Подстроечные конденсаторы (триммеры) устанавливаются на максимальный выходной сигнал в середине используемого диапазона, который представляет интерес. Возможен режим с рассогласованием.

Схема двухтранзисторного УМ передатчика для диапазона 220МГц (10Вт) Двухкаскадный ВЧ-усилитель мощности класса "С", предназначенный для ЧМ-передатчиков УКВ-диапазона, имеет стабильное усиление 20 дБ для рабочего диапазона. частот, начиная с частоты 40 МГц. Питание усилителя осуществляется от источника постоянного тока с напряжением 12,5 В.

Двухтактный усилитель мощности ВЧ (50Вт)

Схема однокаскадного высокочастотного усилителя мощности с широкополосными трансформаторами применяется при подключении к 50-омному источнику на входе, а на выходе при подключении так же к 50-омной нагрузке обеспечивает 50 Вт эффективной импульсной мощности (РЕР) в диапазоне от 2 до 30 МГц.

Ламповый усилитель мощности передатчика с заземленной сеткой (1кВт) Линейный, усилитель класса "В” предназначен для любительского КВ-пере-датчика и может переключаться на любой диапазон коротких волн между 80 и 10 м. Для управляющей сетки ток не может превышать 200 мА, а полный входной сигнал не должен подаваться без анодного напряжения на лампе. Для.

Схема усилителя мощности передатчика 450-470 МГц (10Вт) Усилитель мощности для передатчика сотовой связи с питающим напряжением 12,5 В собран на двусторонней печатной плате. Усилитель состоит из двух каскадов, которые работают без начального смещения, т. е. в классе "С". Усиление данного усилителя мощности на частоте 470 МГц составляет 14,5 дБ при КПД.

Схема лампового усилителя мощности передатчика(1200Вт) Керамические тетроды 4СХ250В включены по схеме, как триоды с низким коэффициентом усиления и с соединенной управляющей сеткой и катодом. Для управления усилителем требуется сигнал мощностью 200 Вт. Настроенные контуры на входе схемы, включенные в катодную цепь, представляют лучшую нагрузку для.

Широкополосный УМ передатчика на МОП транзисторе (5Вт) Линейный широкополосный усилитель использует только один МОП-транзистор типа VMP1 производства компании Siliconix для достижения усиления около 15 дБ во всем диапазоне частот от 2 до 100 МГц. Нагрузкой усилителя служит трансформатор Т3. Напряжение смещения регулируется подстроечным.

Ламповый усилитель мощности передатчика диапазона 432 МГц (100Вт) Усилитель средней мощности с тетродом типа 8560А, работающий в режиме "В" на частоте 432,15 МГц, при мощности возбуждения 7 Вт на входе выдает максимальную выходную мощность, которая необходима при работе со спутником Oscar. Во входном контуре используется индуктивность L1, реализованная на.

Если у вас есть маломощная радиостанция или передатчик,у которого радиус действия составляет несколько километров,то его сигнал можно усилить по мощности и тогда радиус действия увеличится в несколько раз.Для таких целей,можно применить специальные ВЧ гибридные модули-усилители мощности или RF power module.Такие модули выпускают на усиление только в определенном диапазоне частот.У меня в наличии есть модуль M57786EL,снятый с рации,его частота усиления от 300 до 330МГц. При питании 7.2В,при подаче на вход сигнала мощностью 100 мВт,на выходе модуля будет мощность 10 Вт,сигнал будет усилен в сто раз по мощности.

Сигнала с частотой 300-330 МГц у меня нет,зато есть маломощная рация на 433 МГц,решил подключить ее выход на вход модуля.Усилитель собран по указанной схеме ,напряжение BIAS равно 5 Вольт.На выход модуля,для контроля мощности и частоты подключил пробник.Модуль устанавливается на радиатор.

Вначале проверил без сигнала на входе.На вход дотрагивался пробником на двух диодах и светодиоде,модуль при этом начинал самовозбуждаться. При питании 6.3 В потребляемый ток составлял 800мА,выходная мощность 2Вт на частоте 328 МГц.Далее подключил на вход модуля выход рации 433 МГц,нажал на передачу и ничего из этого не вышло,модуль не будет усиливать не свои частоты.

Такие модули выпускают на разные частоты,есть на СВЧ частоты.Модуль RA18h1213G выдает 18 Вт на частотах 1240-1300 МГц.Единственный минус-это их цена.

Недавно обратился некий человек с просьбой собрать ему усилитель достаточной мощности и раздельными каналами усиления по низким, средним и высоким частотам. Подобные усилители до этого не раз уже собирал для себя в качестве эксперимента и, надо сказать, эксперименты были весьма удачными. Качество звучания даже недорогих колонок не очень высокого уровня заметно при этом улучшается по сравнению, например, с вариантом применения пассивных фильтров в самих колонках. К тому же появляется возможность довольно легко менять частоты раздела полос и коэффициент усиления каждой отдельно взятой полосы и, таким образом, проще добиться равномерной АЧХ всего звукоусилительного тракта. В усилителе были применены готовые схемы, которые до этого не раз были опробованы в более простых конструкциях.

Структурная схема

На рисунке ниже показана схема 1 канала:

Предварительный усилитель-темброблок

Блок фильтров

Схем фильтров, также, при желании можно найти множество, так как публикаций на тему многополосных усилителей сейчас достаточно. Для облегчения этой задачи и просто для примера, я приведу здесь несколько возможных схем, найденных в различных источниках:

– вторая схема, попроще на ОУ.

И ещё одна возможная схема, на транзисторах:

Усилители мощности

Блок питания УНЧ

В общем, блок питания может быть и с одним трансформаторм, конечно, но при его соответствующей мощности. Мощность усилителя в целом в данном случае определяется исключительно возможностями источника питания. Все предварительные усилители (темброблок, фильтры) — запитаны также от одного из этих трансформаторов (можно от любого из них), но через дополнительный блок двуполярного стабилизатора, собранный на МС типа КРЕН (или импортных) или по любой из типовых схем на транзисторах.

Конструкция самодельного усилителя

Это, пожалуй, был самый сложный момент в изготовлении, так как подходящего готового корпуса не нашлось и пришлось выдумывать возможные варианты :-)) Чтобы не лепить кучу отдельных радиаторов, решил использовать корпус-радиатор от автомобильного 4-канального усилителя, довольно больших размеров, примерно такой:

Вид (спереди) со всеми переключателями и регуляторами получился такой:

Вид сзади, с колодками выходов на динамики и блоком предохранителей (поскольку никакие схемы электронной защиты не делались из-за недостатка места в конструкции и чтобы не усложнять схему):

УМЗЧ мощностью 350 Вт

Простейшие

Примечание: если вы до сих пор не паяли электронику, учтите – ее компоненты нельзя перегревать! Паяльник – до 40 Вт (лучше 25 Вт), максимально допустимое время пайки без перерыва – 10 с. Паяемый вывод для теплоотвода удерживается в 0,5-3 см от места пайки со стороны корпуса прибора медицинским пинцетом. Кислотные и др. активные флюсы применять нельзя! Припой – ПОС-61.

Простейшие усилители звука

На этой крошке удобно осваивать азы наладки УМЗЧ с непосредственными связями между каскадами, дающими наиболее чистый звук:

Перед первым включением питания нагрузку (динамик) отключаем;
Вместо R1 впаиваем цепочку из постоянного резистора на 33 кОм и переменного (потенциометра) на 270 кОм, т.е. первый прим. вчетверо меньшего, а второй прим. вдвое большего номинала против исходного по схеме;
Подаем питание и, вращая движок потенциометра, в точке, обозначенной крестиком, выставляем указанный ток коллектора VT1;
Снимаем питание, выпаиваем временные резисторы и замеряем их общее сопротивление;
В качестве R1 ставим резистор номинала из стандартного ряда, ближайшего к измеренному;
Заменяем R3 на цепочку постоянный 470 Ом + потенциометр 3,3 кОм;
Так же, как по пп. 3-5, в т. а выставляем напряжение, равное половине напряжения питания.

Примечание: компоненты, требующие подбора при наладке устройства в макете, на схемах обозначаются или звездочкой (*), или штрихом-апострофом (‘).

В центре на том же рис. – простой УМЗЧ на транзисторах, развивающий уже мощность до 4-6 Вт на нагрузке 4 Ом. Хотя и работает он, как и предыдущий, в т. наз. классе AB1, не предназначенном для Hi-Fi озвучивания, но, если заменить парой таких усилитель класса D (см. далее) в дешевых китайских компьютерных колонках, их звучание заметно улучшается. Здесь узнаем еще одну хитрость: мощные выходные транзисторы нужно ставить на радиаторы. Компоненты, требующие дополнительного охлаждения, на схемах обводятся пунктиром; правда, далеко не всегда; иногда – с указанием необходимой рассеивающей площади теплоотвода. Наладка этого УМЗЧ – балансировка с помощью R2.

Справа на рис. – еще не монстр на 350 Вт (как был показан в начале статьи), но уже вполне солидный зверюга: простой усилитель на транзисторах мощностью 100 Вт. Музыку через него слушать можно, но не Hi-Fi, класс работы – AB2. Однако для озвучивания площадки для пикника или собрания на открытом воздухе, школьного актового или небольшого торгового зала он вполне пригоден. Любительская рок-группа, имея по такому УМЗЧ на инструмент, может успешно выступать.

В этом УМЗЧ проявляются еще 2 хитрости: во-первых, в очень мощных усилителях каскад раскачки мощного выхода тоже нужно охлаждать, поэтому VT3 ставят на радиатор от 100 кв. см. Для выходных VT4 и VT5 нужны радиаторы от 400 кв. см. Во-вторых, УМЗЧ с двухполярным питанием совсем без нагрузки не балансируются. То один, то другой выходной транзистор уходит в отсечку, а сопряженный в насыщение. Затем, на полном напряжении питания скачки тока при балансировке способны вывести из строя выходные транзисторы. Поэтому для балансировки (R6, догадались?) усилитель запитывают от +/–24 В, а вместо нагрузки включают проволочный резистор 100…200 Ом. Кстати, закорючки в некоторых резисторах на схеме – римские цифры, обозначающие их необходимую мощность рассеяния тепла.

Примечание: источник питания для этого УМЗЧ нужен мощностью от 600 Вт. Конденсаторы сглаживающего фильтра – от 6800 мкФ на 160 В. Параллельно электролитическим конденсаторам ИП включаются керамические по 0,01 мкФ для предотвращения самовозбуждения на ультразвуковых частотах, способного мгновенно сжечь выходные транзисторы.

На полевиках

На след. рис. – еще один вариант достаточно мощного УМЗЧ (30 Вт, а при напряжении питания 35 В – 60 Вт) на мощных полевых транзисторах:

УМЗЧ на мощных полевых транзисторах

Звук от него уже тянет на требования к Hi-Fi начального уровня (если, разумеется, УМЗЧ работает на соотв. акустические системы, АС). Мощные полевики не требуют большой мощности для раскачки, поэтому и предмощного каскада нет. Еще мощные полевые транзисторы ни при каких неисправностях не сжигают динамики – сами быстрее сгорают. Тоже неприятно, но все-таки дешевле, чем менять дорогую басовую головку громкоговорителя (ГГ). Балансировка и вообще наладка данному УМЗЧ не требуются. Недостаток у него, как у конструкции для начинающих, всего один: мощные полевые транзисторы много дороже биполярных для усилителя с такими же параметрами. Требования к ИП – аналогичные пред. случаю, но мощность его нужна от 450 Вт. Радиаторы – от 200 кв. см.

Сразу вверх

Схемы простого высококачественного УМЗЧ

Схемы УМЗЧ Гумели и спецификация к ним даны на иллюстрации. Радиаторы выходных транзисторов – от 250 кв. см. для УМЗЧ по рис. 1 и от 150 кв. см. для варианта по рис. 3 (нумерация оригинальная). Транзисторы предвыходного каскада (КТ814/КТ815) устанавливаются на радиаторы, согнутые из алюминиевых пластин 75х35 мм толщиной 3 мм. Заменять КТ814/КТ815 на КТ626/КТ961 не стоит, звук заметно не улучшается, но налаживание серьезно затрудняется.

Чертежи печатных плат и указания по налаживанию простого высококачественного УМЗЧ

Примечание: разрывы в дорожках, к которым подключаются базы мощных транзисторов – технологические, для налаживания, после чего запаиваются каплями припоя.

Минимизировать межблочный монтаж, поместив платы на радиаторах мощных транзисторов.
Полностью отказаться от разъемов внутри, выполнив весь монтаж только пайкой. Тогда не нужны будут R12, R13 в мощном варианте или R10 R11 в менее мощном (на схемах они пунктирные).
Использовать для внутреннего монтажа аудиопровода из бескислородной меди минимальной длины.

При выполнении этих условий с возбуждением проблем не бывает, а налаживание УМЗЧ сводится к рутинной процедуре, описанной на рис.

Провода для звука

Аудиопровода не досужая выдумка. Необходимость их применения в настоящее время несомненна. В меди с примесью кислорода на гранях кристаллитов металла образуется тончайшая пленочка окисла. Оксиды металлов полупроводники и, если ток в проводе слабый без постоянной составляющей, его форма искажается. По идее, искажения на мириадах кристаллитов должны компенсировать друг друга, но самая малость (похоже, обусловленная квантовыми неопределенностями) остается. Достаточная, чтобы быть замеченной взыскательными слушателями на фоне чистейшего звука современных УМЗЧ.

Как сделать межблочные провода из витой пары, см. след. видео.

Видео: межблочные провода из витой пары своими руками

Теоретическая интермедия

Как видим, уже на первых порах освоения звукотехники нам пришлось столкнуться с понятием Hi-Fi (High Fidelity), высокая верность воспроизведения звука. Hi-Fi бывают разных уровней, которые ранжируются по след. основным параметрам:

Полосе воспроизводимых частот.
Динамическому диапазону – отношению в децибелах (дБ) максимальной (пиковой) выходной мощности к уровню собственных шумов.
Уровню собственных шумов в дБ.
Коэффициенту нелинейных искажений (КНИ) на номинальной (долговременной) выходной мощности. КНИ на пиковой мощности принимается 1% или 2% в зависимости от методики измерений.
Неравномерности амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) в полосе воспроизводимых частот. Для АС – отдельно на низких (НЧ, 20-300 Гц), средних (СЧ, 300-5000 Гц) и высоких (ВЧ, 5000-20 000 Гц) звуковых частотах.

Примечание: отношение абсолютных уровней каких-либо величин I в (дБ) определяется как P(дБ) = 20lg(I1/I2). Если I1

Читайте также: