Shumë njerëz janë të njohur me situatën kur një pajisje luan tingull, por nuk e bën atë me aq zë sa do të donim. Çfarë duhet bërë? Mund të blini pajisje të tjera për riprodhimin e zërit, ose mund të blini një përforcues të fuqisë së frekuencës audio (në tekstin e mëtejmë UMZCH). Për më tepër, amplifikatori mund të montohet me dorë.
Për ta bërë këtë, ju nevojiten vetëm njohuri themelore të elektronikës, si aftësia për të dalluar ndërmjet emituesit, bazës dhe kolektorit në një transistor bipolar, kullimit, burimit, portës në terren, si dhe aspekte të tjera elementare..
Në vijim do të përshkruajnë parametrat më të rëndësishëm të amplifikatorëve të fuqisë audio që duhet të përmirësohen për të arritur fitim më të madh, si dhe qarqet më të thjeshta të këtyre pajisjeve, të montuara në komponentë të ndryshëm bazë si tuba vakum, transistorë, amplifikatorë operacionalë dhe qarqe të integruara.
Për më tepër, artikulli do të marrë në konsideratë një skemë UMZCH me cilësi të lartë. Përbërja e tij, parametrat, si dhe tiparet e dizajnit do të preken. Do të merret në konsideratë edhe skema UMZCH Sukhov.
parametrat UMZCH
Parametri më i rëndësishëm i amplifikatoritfuqia - faktori i përforcimit. Ai përfaqëson raportin e sinjalit të daljes me sinjalin hyrës dhe ndahet në tre parametra të veçantë:
- Fitimi aktual. KI=Iout / Inë.
- Fitimi i tensionit. KU=Uout / Unë.
- Fitimi i fuqisë. KP=Pjashtë / Pnë.
Në rastin e UMZCH, është më e arsyeshme të merret parasysh fitimi i fuqisë, pasi është ky parametër që kërkon përforcim, megjithëse është marrëzi të mohohet se vlera e fuqisë - si në hyrje ashtu edhe në dalje - varet nga rryma. dhe vlerat e tensionit.
Sigurisht, amplifikatorët kanë parametra të tjerë si faktori i shtrembërimit të sinjalit të përforcuar, por ato nuk janë aq të rëndësishme në krahasim me fitimin.
Mos harroni se nuk ka pajisje perfekte. Nuk ka asnjë UMZCH me një fitim të madh, pa disavantazhe të tjera. Gjithmonë duhet të sakrifikosh disa parametra për hir të të tjerëve.
UMZCH në pajisjet me elektrovakum
Pajisjet me elektrovakum janë pajisje që përmbajnë në dizajnin e tyre një balonë në të cilën ka ose një vakum ose një gaz të caktuar, si dhe të paktën dy elektroda - një katodë dhe një anodë.
Brenda balonës mund të ketë tre, pesë, madje edhe tetë elektroda shtesë. Një llambë me dy elektroda quhet diodë (të mos ngatërrohet me një diodë gjysmëpërçuese), me tre - një triodë, me pesë - një pentodë.
Përforcues fuqie me tub vakumshumë i vlerësuar si nga adhuruesit e zakonshëm të muzikës ashtu edhe nga muzikantët profesionistë, sepse tubat ofrojnë amplifikimin "më të pastër".
Kjo është pjesërisht për shkak të faktit se elektronet e injektuara nga katoda nuk hasin rezistencë në rrugën e tyre drejt anodës dhe arrijnë objektivin në një gjendje të pandryshuar - ato nuk janë të moduluara as në densitet as në shpejtësi.
Përforcuesit e tubave janë më të shtrenjtë nga të gjithë ata që janë në treg. Kjo për faktin se pajisjet elektrovakum nuk u përdorën më gjerësisht në shekullin e kaluar, përkatësisht, prodhimi i tyre në sasi të mëdha u bë joprofitabile. Ky është një produkt copë. Por UMZCH të tilla ia vlen patjetër paratë e tyre: në krahasim me analogët e njohur, madje edhe në qarqet e integruara, ndryshimi është qartë i dëgjueshëm. Dhe jo në favor të patate të skuqura.
Sigurisht, nuk është e nevojshme të montoni vetë amplifikatorët e tubave, mund t'i blini në dyqane të specializuara. Kostoja e amplifikatorëve në pajisjet vakum fillon nga 50,000 ₽. Mund të gjeni opsione të përdorura relativisht të lira (madje deri në 10,000 ₽), por ato mund të jenë të cilësisë së dobët. Sa kushtojnë amplifikatorët e mirë të tubave? Nga 100,000 ₽ Sa kushtojnë amplifikatorët shumë të mirë? Nga disa qindra mijëra rubla.
Ka shumë qarqe UMZCH në llamba, ky seksion do të shqyrtojë një shembull elementar.
Përforcuesi më i thjeshtë mund të montohet në një triodë. I përket klasës së qarqeve UMZCH me një cikël të vetëm. Në një triodë, elektroda e tretë është një rrjet kontrolli që rregullon rrymën e anodës. Një tension i alternuar është i lidhur me të, dhe duke përdorur madhësinë dhe polaritetin e sinjalit të burimit, mund tëzvogëloni ose rritni rrymën e anodës.
Nëse lidhni një potencial negativ të lartë në rrjet, atëherë elektronet do të vendosen në të dhe rryma në qark do të jetë zero. Nëse një potencial pozitiv aplikohet në rrjet, atëherë elektronet nga katoda në anodë do të kalojnë të papenguar.
Duke rregulluar rrymën e anodës, mund të ndryshoni pikën e funksionimit të triodës në karakteristikën e tensionit aktual. Kjo ju lejon të rregulloni sasinë e amplifikimit të rrymës dhe tensionit (në fund - fuqia) të kësaj pajisjeje elektrovakum.
Për të montuar një përforcues të thjeshtë me triodë, duhet të lidhni një burim të ndryshueshëm energjie me rrjetin e kontrollit, të aplikoni potencial zero në katodë, pozitiv në anodë. Rezistenca e çakëllit zakonisht lidhet me anodën. Ngarkesa duhet të hiqet ndërmjet çakëllit dhe anodës.
Për të përmirësuar cilësinë e sinjalit të përforcuar, mund të lidhni një kondensator filtri në seri ose paralelisht (në varësi të rastit specifik) me ngarkesën, të lidhni një kondensator dhe një rezistencë të lidhur paralelisht me katodën, dhe lidhni një ndarës të thjeshtë tensioni prej dy rezistencash në rrjetin e kontrollit.
Teorikisht, një përforcues fuqie mund të montohet në një klystron sipas qarqeve UMZCH në llamba. Një klystron është një pajisje elektrovakum, e ngjashme në dizajn me një diodë, por që ka dy terminale shtesë që shërbejnë për të hyrë dhe nxjerrë një sinjal. Amplifikimi në këtë pajisje ndodh për shkak të modulimit të rrjedhës së elektroneve të emetuara nga katoda drejt kolektorit (analog me anodën), fillimisht në shpejtësi dhe më pas në densitet.
UMZCH në transistorë bipolarë
Tranzistor bipolar - sinteza e dy diodave. Është ose një element p-n-p ose n-p-n me komponentët e mëposhtëm:
- emitter;
- bazë;
- mbledhës.
Shpejtësia dhe besueshmëria e transistorëve është përgjithësisht më e lartë se ajo e pajisjeve me vakum. Nuk është sekret se në fillim kompjuterët elektronikë punonin pikërisht në llamba, por sapo u shfaqën transistorët, këta të fundit zëvendësuan shpejt konkurrentët e tyre paradiluvian dhe përdoren me sukses edhe sot e kësaj dite.
Më pas, do të shqyrtohet një shembull i përdorimit të një transistori n-p-n në një qark të amplifikatorit të fuqisë. Është e rëndësishme të theksohet se elektronet (n) janë pak më të shpejtë se vrimat (p), respektivisht, performanca e transistorëve n-p-n dhe p-n-p nuk ndryshon në favor të këtij të fundit.
Një tjetër nuancë e rëndësishme është se transistorët bipolarë kanë disa qarqe komutuese:
- Emituesi i zakonshëm (më i popullarizuari).
- Me një bazë të përbashkët.
- Me një shumëfish të përbashkët.
Të gjithë qarqet kanë parametra të ndryshëm fitimi. Qarku i mëposhtëm UMZCH ka një lidhje të përbashkët emetuesi.
Për të montuar një përforcues të thjeshtë të bazuar në një transistor n-p-n, duhet të lidhni një tension të alternuar me bazën e tij, një potencial pozitiv me kolektorin dhe një potencial negativ me emetuesin. Dhe para bazës, dhe përpara kolektorit dhe para emetuesit, duhet të instalohen rezistenca kufizuese. Ngarkesa hiqet midis çakëllit të kolektorit dhe vetë kolektorit.
Si në rastin e elektrovakumitpërforcues triodë, për të përmirësuar cilësinë e amplifikimit në këtë qark, mund të:
- instaloni një ndarës tensioni dhe një kondensator filtri përpara bazës;
- instaloni një kondensator dhe një rezistencë të lidhur paralelisht me emetuesin;
- ndizni kondensatorin e filtrit në ngarkesë për të eliminuar zhurmën dhe ndërhyrjet.
Nëse dy faza të tilla amplifikuese lidhen në seri, atëherë fitimet e tyre mund të shumëzohen me njëra-tjetrën. Kjo, natyrisht, e ndërlikon ndjeshëm dizajnin e pajisjes, por do të lejojë të arrihet amplifikimi më i madh. Vërtetë, nuk do të funksionojë lidhja e këtyre kaskadave pafundësisht: sa më shumë amplifikatorë të vetëm të lidhen në seri, aq më e madhe është mundësia që ata të kalojnë në ngopje.
Nëse transistori funksionon në modalitetin e ngopjes, atëherë nuk mund të flitet për ndonjë veti amplifikuese. Ju mund ta verifikoni këtë duke parë karakteristikën e tensionit aktual: pika e funksionimit të tranzistorit është në seksionin horizontal nëse funksionon në modalitetin e ngopjes.
UMZCH FET
Më pas, do të shfaqet qarku UMZCH në transistorët e tipit MOS (metal-oksid-gjysmëpërçues - struktura standarde e një transistori me efekt në terren).
Struktura e transistorëve me efekt në terren ka pak të përbashkëta me transistorët bipolarë. Për më tepër, parimi i tyre i funksionimit nuk është aspak i ngjashëm me parimin e funksionimit të analogëve bipolarë.
Tranzistorët me efekt në terren kontrollohen nga një fushë elektrike (bipolare - nga rryma). Ata nuk tërheqin rrymë dhe janë rezistente ndaj rrezatimit gama, i quajtur gjithashturrezatimi radioaktiv. Fakti i fundit nuk ka gjasa të jetë ndonjëherë i dobishëm për muzikantët që duan të ndërtojnë një përforcues të fuqisë audio, por në industri kjo veçori e transistorëve me efekt në terren vlerësohet shumë.
Disavantazhi i tyre kryesor është se nuk ndërveprojnë mirë me elektricitetin statik. Një ngarkesë e kësaj natyre origjine mund të çaktivizojë transistorët e këtij lloji. Çdo prekje e pakujdesshme e gishtit në kontaktin e elementit mund të dëmtojë transistorin.
Këto veçori duhet të merren parasysh kur montoni amplifikatorët e fuqisë në këta komponentë elektronikë.
Si të montoni një qark UMZCH në një transistor me efekt në terren me duart tuaja? Mjafton të ndiqni udhëzimet e mëtejshme.
Një qark i thjeshtë UMZCH në një transistor me efekt fushë mund të montohet duke përdorur një transistor me efekt fushë-bashkim p-n me një kanal të tipit n. Dizajni është i ngjashëm me atë të përshkruar kur montoni një përforcues në një transistor bipolar, vetëm porta zuri vendin e bazës, kolektori - kullimi, emituesi - burimi.
UMZCH në një përforcues operacional
Një përforcues operacional (në tekstin e mëtejmë OU) është një komponent elektronik që ka dy hyrje - invertuese (ndryshon sinjalin në fazë me 180 gradë) dhe joinvertuese (nuk ndryshon fazën e sinjalit) - si dhe një dalje dhe një palë kontakte për furnizimin me energji elektrike. Ka një tension të ulët të kompensimit zero dhe rryma hyrëse. Kjo njësi ka një fitim shumë të lartë.
OU mund të funksionojë në dy mënyra:
- në modalitetin amp;
- në modalitetgjenerator.
Në mënyrë që op-amp të funksionojë në modalitetin amplifikues, është e nevojshme të lidhni një qark reagimi negativ me të. Është një rezistencë, e cila është e lidhur me një dalje në daljen e op-amp, dhe tjetrën - me hyrjen invertuese.
Nëse lidhni të njëjtin qark me një hyrje jo-invertuese, do të merrni një qark reagimi pozitiv dhe op-amp do të fillojë të punojë si një gjenerues sinjali.
Ka disa lloje amplifikatorësh të montuar në op-amp:
- Inverting - përforcon sinjalin dhe ndryshon fazën e tij me 180 gradë. Për të marrë një përforcues invertues në një op-amp, duhet të tokëzoni hyrjen jo-invertuese të op-amp dhe të aplikoni një sinjal në atë invertues që duhet të përforcohet. Në këtë rast, nuk duhet të harrojmë qarkun e reagimeve negative.
- Jo-invertues - përforcon sinjalin pa ndryshuar fazën e tij. Për të montuar një përforcues jo-invertues, duhet të lidhni një qark reagimi negativ me op-amp, tokëzoni hyrjen invertuese dhe të aplikoni një sinjal në kutinë jo-invertuese të op-amp.
- Diferencial - përforcon sinjalet diferenciale (sinjale që ndryshojnë në fazë, por janë të njëjta në amplitudë dhe frekuencë). Për të marrë një përforcues diferencial, duhet të lidhni rezistorët kufizues në hyrjet e op-amp, mos harroni për qarkun e reagimit negativ dhe të aplikoni dy sinjale në kontaktet e hyrjes: një sinjal polariteti pozitiv duhet të aplikohet në një sinjal jo-invertues. hyrje, një sinjal negativ në një invertues.
- Matje - një version i modifikuar i amplifikatorit diferencial. Një përforcues instrumentesh kryen vetëm të njëjtin funksion si një përforcues diferencialka aftësinë për të rregulluar fitimin duke përdorur një potenciometër që lidh hyrjet e dy op-amp. Dizajni i një amplifikuesi të tillë është shumë më i ndërlikuar dhe përfshin jo një, por tre op-amp.
Sa e vështirë është të punosh me amplifikatorët operacionalë? Për qarqet op-amp, ndonjëherë mund të jetë e vështirë të gjesh komponentë të përshtatshëm si rezistorët dhe kondensatorët, sepse kërkohet përputhje e kujdesshme e elementeve jo vetëm në vlerat nominale, por edhe në materiale.
UMZCH në qarqet e integruara
Qarqet e integruara janë pajisje të krijuara posaçërisht për të kryer një detyrë të caktuar. Në rastin e UMZCH, një mikroqark i vogël zëvendëson një kaskadë të madhe tranzistorë, amplifikatorësh operacionalë ose pajisje vakum.
Aktualisht, çipat TDA me numra serialë të ndryshëm, si TDA7057Q ose TDA2030, janë shumë të njohura. Ka një numër të madh qarqesh UMZCH në mikroqarqe.
Në përbërjen e tyre, ato kanë një numër të madh rezistencash, kondensatorësh dhe amplifikatorësh operacionalë, të pajisur në një kuti shumë të vogël, madhësia e të cilave nuk i kalon 1 ose 2 monedha rubla.
Projektimi UMZCH
Përpara blerjes së pjesëve të nevojshme dhe gdhendjes së përçuesve në tabelën e tekstolitit, është e nevojshme të sqarohen vlerat e rezistorëve dhe kondensatorëve, si dhe të zgjidhni modelet e dëshiruara të transistorëve, amplifikatorëve operacionalë ose qarqeve të integruara..
Kjo mund të bëhet në një kompjuter duke përdorur softuer të dedikuar si NI Multisim. ATKy program ka mbledhur një bazë të dhënash të madhe të komponentëve elektronikë. Me ndihmën e tij, ju mund të simuloni funksionimin e çdo pajisjeje elektronike, madje duke marrë parasysh gabimet, kontrolloni qarqet për funksionueshmëri.
Me ndihmën e një softueri të tillë, është veçanërisht i përshtatshëm për të testuar qarqet e fuqishme UMZCH.
Qarku i amplifikatorit stereo tranzistor 200W
Skema e konsideruar në këtë seksion është shumë më e ndërlikuar se sa ato të përshkruara më sipër. Por vetitë e tij përforcuese janë më të mira se ato të modeleve të bazuara në transistorë bipolarë, me efekt në terren, si dhe amplifikatorë operacionalë dhe qarqe të integruara, të cilat tashmë janë përmendur në artikull.
Ky produkt përfshin artikujt e mëposhtëm:
- Rezistorë.
- Kondensatorë (polarë dhe jopolarë).
- Dioda.
- Diodë Zener.
- Sigurat.
- Tranzistorë bipolarë të tipit N-p-n.
- Tranzistorë bipolarë P-n-p.
- IGFET me kanal P.
- FET porta e izoluar me kanal n.
Parametrat e këtij amplifikuesi të fuqisë:
- Pdalja e vlerësuar=200W (për kanal).
- Ufuqia e fazës dalëse=50V (ndryshim i lehtë i lejuar).
- Ipushimi i fazës së daljes=200 mA.
- Ipjesë e një transistori dalës=50 mA.
- Undjeshmëri=0,75 V.
Të gjitha pjesët kryesore të kësaj pajisjeje (transformator, sistemftohja në formën e radiatorëve dhe vetë bordi) janë të vendosura në një shasi të anodizuar të bërë nga fletë duralumini, trashësia e së cilës është 5 mm. Paneli i përparmë i pajisjes dhe pullat e kontrollit të volumit janë bërë nga i njëjti material.
Një transformator me dy mbështjellje 35 V mund të blihet i gatshëm. Është e dëshirueshme të zgjidhni një bërthamë të një forme toroidale (performanca e saj është verifikuar në këtë qark), dhe fuqia duhet të jetë 300 W.
Furnizimi me energji elektrike për qarkun do të duhet gjithashtu të montohet në mënyrë të pavarur sipas qarkut të energjisë UMZCH. Për ta ndërtuar atë, do t'ju duhet një siguresë, një transformator, një urë diodike, si dhe katër kondensatorë polare.
Qarku i furnizimit me energji UMZCH jepet në të njëjtin seksion.
Tre të vërteta të thjeshta për t'u mbajtur mend kur montoni çdo qark elektrik:
- Sigurohuni të vëzhgoni polaritetin e kondensatorëve polare. Nëse ngatërroni plus dhe minus në një qark të vogël përforcues, atëherë asgjë e tmerrshme nuk do të ndodhë, qarku UMZCH thjesht nuk do të funksionojë, por ishte pikërisht për shkak të një gabimi kaq të parëndësishëm, në shikim të parë, që raketat me pajisje dhe ekuipazh në bord ranë.
- Sigurohuni që të vëzhgoni polaritetin e diodave: katoda me anodën gjithashtu është e ndaluar të ndërrohet. Për një diodë zener, ky rregull është gjithashtu i rëndësishëm.
- Gjëja kryesore është që ju duhet të bashkoni pjesët vetëm aty ku ka një pikë kontakti në diagram. Shumica e qarqeve elektrike me defekt nuk funksionojnë pikërisht sepse instaluesi nuk i ka bashkuar pjesët ose i ka bashkuar aty ku nuk janë të nevojshme.
A përfshihet kjo skemë në një nga skemat më të mira UMZCH? Ndoshta. E gjitha varet ngadëshirat e konsumatorit.
Skema e Sukhov
Nëse qarku i mëparshëm i amplifikatorit të fuqisë mund të montohet në mënyrë të pavarur, sepse përfshin relativisht pak elementë, atëherë është më mirë të mos montoni manualisht qarkun e amplifikatorit Sukhov. Pse? Për shkak të numrit të madh të elementeve dhe lidhjeve, ekziston një shans i madh për të bërë një gabim, për shkak të të cilit do të duhet të ribëhet e gjithë puna e konsiderueshme.
Në fakt, nuk është e saktë të quhet skema e dhënë në këtë seksion skema e Sukhov. Ky është një UMZCH me besueshmëri të lartë të modelit VVS-2011 (një diagram skematik i UMZCH i këtij lloji është dhënë në këtë seksion). Në përbërjen e tij, ai nuk përmban transistorë me efekt në terren, por përfshin:
- Diodat Zener.
- Rezistenca jolineare.
- Rezistenca të rregullta.
- Kondensatorë polare dhe jopolarë.
- Dioda.
- Tranzistorë bipolarë të të dy llojeve.
- OpAmps.
- Throttle.
Mundësitë e kësaj përfshirjeje:
- P=150W në Rload=8 om.
- Lineariteti: 0,0002 deri në 0,0003% në 20 kHz, P=100W dhe Rload=4 ohm.
- Mbështetje për konstante U=0 V.
- Disponohet kompensimi i rezistencës së telit AC.
- Prania e mbrojtjes aktuale.
- Prania e mbrojtjes së qarkut UMZCH nga Udalje=konst.
- Disponueshmëria e fillimit të butë.
Ky qark është montuar në një shkallë industriale dhe përshtatet në një tabelë të vogël. Paraqitja e përçuesve dhe vendndodhja e elementeve mund të gjenden në internet,ku këto materiale janë të disponueshme falas.
Skemat e serisë Sukhov janë një nga skemat më të mira UMZCH.
Rezultati
Një përforcues i fuqisë së zërit është një pajisje shumë e njohur si nga muzikantët profesionistë ashtu edhe nga dashamirësit e zakonshëm të muzikës. UMZCH kryhen si në bazë të pajisjeve vakum dhe transistorëve, ashtu edhe në bazë të amplifikatorëve operacionalë, qarqeve të integruara.
Pajisje të tilla mund të blihen në dyqane të specializuara ose mund t'i bëni vetë. Për sa i përket çmimit, amplifikatorët e tubave janë më të shtrenjtët dhe qarqet e integruara janë më të lirit.
Qarqet e tubave UMZCH kanë një cilësi fitimi më të lartë se qarqet e integruara ose UMZCH me tranzistor. Është për këtë arsye që njerëzit janë gati të blejnë pajisje të tilla për 50,000 ₽, 100,000 ₽ dhe 450,000 ₽.
Kur montoni vetë amplifikatorët, mbani mend rregullat e mëposhtme:
- Ndalohet rreptësisht ngatërrimi i polariteteve të diodave, diodave zener dhe pajisjeve të tjera anode-katodike, si dhe kondensatorëve polare. Kjo është e mbushur me faktin se qarku UMZCH i montuar si rezultat nuk do të funksionojë.
- Kur montoni qarkun, duhet të bashkoni pjesët ku ka një pikë kontakti në vizatim. Tingëllon si rregull i qartë. Kjo është e vërtetë, por shumë instalues e harrojnë atë.
Nëse përdorni të gjitha rekomandimet e dhëna më sipër, mund të montoni vetë një përforcues të mirë të fuqisë së zërit sipas qarkut UMZCH në transistorë ose elementë të tjerë.
