Baie mense is vertroud met die situasie wanneer 'n toestel klank speel, maar dit nie so hard doen as wat ons sou wou nie. Wat om te doen? Jy kan ander klankweergeeftoerusting koop, of jy kan 'n oudiofrekwensie-kragversterker (hierna UMZCH) koop. Boonop kan die versterker met die hand saamgestel word.
Om dit te doen, benodig jy net basiese kennis van elektronika, soos die vermoë om te onderskei tussen die emittor, basis en kollektor in 'n bipolêre transistor, drein, bron, hek in die veld, asook ander elementêre aspekte.
Die volgende sal die belangrikste parameters van oudiokragversterkers beskryf wat verbeter moet word om groter wins te verkry, sowel as die eenvoudigste stroombane van hierdie toestelle, saamgestel op verskeie basiese komponente soos vakuumbuise, transistors, operasionele versterkers en geïntegreerde stroombane.
Daarbenewens sal die artikel 'n hoë-geh alte UMZCH-skema oorweeg. Die samestelling, parameters, sowel as ontwerpkenmerke sal beïnvloed word. Die UMZCH Sukhov-skema sal ook oorweeg word
UMZCH-parameters
Die belangrikste parameter van die versterkerdrywing - versterkingsfaktor. Dit verteenwoordig die verhouding van die uitsetsein tot die insetsein en word in drie afsonderlike parameters verdeel:
- Huidige wins. KI=Iout / Iin.
- Spanningstoename. KU=Uout / Uin.
- Kragtoename. KP=Pout / Pin.
In die geval van UMZCH is dit meer redelik om die kragtoename in ag te neem, aangesien dit hierdie parameter is wat versterking vereis, alhoewel dit dwaas is om te ontken dat die drywingswaarde - beide inset en uitset - afhang van die stroom en spanningwaardes.
Natuurlik het versterkers ander parameters soos die vervormingsfaktor van die versterkte sein, maar hulle is nie so belangrik in vergelyking met die wins nie.
Moenie vergeet dat daar geen perfekte toestelle is nie. Daar is geen UMZCH met 'n groot wins, sonder ander nadele nie. Jy moet altyd sekere parameters opoffer ter wille van ander.
UMZCH op elektrovakuumtoestelle
Elektrovakuumtoestelle is toestelle wat in hul ontwerp 'n fles bevat waarin daar óf 'n vakuum óf 'n sekere gas is, sowel as ten minste twee elektrodes - 'n katode en 'n anode.
Binne die fles kan daar drie, vyf en selfs agt bykomende elektrodes wees. 'n Lamp met twee elektrodes word 'n diode genoem (nie te verwar met 'n halfgeleierdiode nie), met drie - 'n triode, met vyf - 'n pentode.
Vakuumbuis-kragversterkersbaie hoog aangeslaan onder beide gewone musiekliefhebbers en professionele musikante, want buise verskaf die "skoonste" versterking.
Dit is deels te wyte aan die feit dat elektrone wat vanaf die katode ingespuit word, geen weerstand ondervind op pad na die anode nie en die teiken in 'n onveranderde toestand bereik - hulle word nie in digtheid of spoed gemoduleer nie.
Buisversterkers is die duurste van alles wat op die mark is. Dit is te wyte aan die feit dat elektrovakuumtoestelle nie meer in die vorige eeu meer algemeen gebruik is nie, onderskeidelik, hul produksie in groot hoeveelhede het nutteloos geword. Dit is 'n stuk produk. Maar sulke UMZCH's is beslis hul geld werd: in vergelyking met gewilde analoë, selfs op geïntegreerde stroombane, is die verskil duidelik hoorbaar. En nie ten gunste van skyfies nie.
Natuurlik is dit nie nodig om buisversterkers op jou eie saam te stel nie, jy kan dit in gespesialiseerde winkels koop. Die koste van versterkers op vakuumtoestelle begin vanaf ₽50 000. Jy kan relatief goedkoop gebruikte opsies vind (selfs tot ₽10 000), maar hulle kan van swak geh alte wees. Hoeveel kos goeie buisversterkers? Vanaf ₽100 000. Hoeveel kos baie goeie versterkers? Van etlike honderdduisend roebels.
Daar is baie UMZCH stroombane op lampe, hierdie afdeling sal 'n elementêre voorbeeld oorweeg.
Die eenvoudigste versterker kan op 'n triode saamgestel word. Dit behoort aan die klas van enkelsiklus UMZCH stroombane. In 'n triode is die derde elektrode 'n beheerrooster wat die anodestroom reguleer.’n Wisselspanning is daaraan gekoppel, en deur die grootte en polariteit van die bronsein te gebruik, kan jy ófverminder of verhoog die anodestroom.
As jy 'n negatiewe hoë potensiaal aan die rooster koppel, sal die elektrone daarop vestig en die stroom in die stroombaan sal nul wees. As 'n positiewe potensiaal op die rooster toegepas word, sal die elektrone van die katode na die anode ongehinderd verbygaan.
Deur die anodestroom aan te pas, kan jy die werkspunt van die triode op die stroom-spanningskenmerk verander. Dit laat jou toe om die hoeveelheid versterking van stroom en spanning (in die einde - krag) van hierdie elektrovakuumtoestel aan te pas.
Om 'n eenvoudige triode-versterker saam te stel, moet jy 'n veranderlike kragbron aan die beheerrooster koppel, nul potensiaal op die katode toepas, positief op die anode. Ballasweerstand word gewoonlik aan die anode gekoppel. Die las moet tussen die ballas en die anode verwyder word.
Om die kwaliteit van die versterkte sein te verbeter, kan jy 'n filterkapasitor in serie of parallel (afhangende van die spesifieke geval) aan die las koppel, 'n kapasitor en 'n weerstand wat parallel aan die katode gekoppel is, en koppel 'n eenvoudige spanningsverdeler van twee resistors aan die beheerrooster.
Teoreties kan 'n kragversterker op 'n klystron saamgestel word volgens UMZCH-stroombane op lampe. 'n Klystron is 'n elektrovakuumtoestel, soortgelyk in ontwerp aan 'n diode, maar met twee bykomende terminale wat dien om 'n sein in te voer en uit te voer. Versterking in hierdie toestel vind plaas as gevolg van die modulasie van die vloei van elektrone wat deur die katode na die kollektor uitgestraal word (analoog aan die anode), eers in spoed en dan in digtheid.
UMZCH op bipolêre transistors
Bipolêre transistor - sintese van twee diodes. Dit is óf 'n p-n-p of n-p-n element met die volgende komponente:
- emitter;
- basis;
- versamelaar.
Die spoed en betroubaarheid van transistors is oor die algemeen hoër as dié van vakuumtoestelle. Dit is geen geheim dat elektroniese rekenaars aanvanklik presies op lampe gewerk het nie, maar sodra transistors verskyn het, het laasgenoemde vinnig hul antediluviaanse mededingers vervang en word tot vandag toe suksesvol gebruik.
Volgende, 'n voorbeeld van die gebruik van 'n n-p-n-transistor in 'n drywingsversterkerkring sal oorweeg word. Dit is belangrik om daarop te let dat elektrone (n) effens vinniger is as gate (p), onderskeidelik, die werkverrigting van n-p-n en p-n-p transistors verskil nie ten gunste van laasgenoemde nie.
Nog 'n belangrike nuanse is dat bipolêre transistors verskeie skakelkringe het:
- Algemene uitstraler (gewildste).
- Met 'n gemeenskaplike basis.
- Met 'n gemeenskaplike spruitstuk.
Alle stroombane het verskillende versterkingsparameters. Die volgende UMZCH-kring het 'n gemeenskaplike uitstralerverbinding.
Om 'n eenvoudige versterker op 'n n-p-n-transistor saam te stel, moet jy 'n wisselspanning aan sy basis koppel, 'n positiewe potensiaal aan die kollektor en 'n negatiewe potensiaal aan die emittor. En voor die basis, en voor die versamelaar, en voor die emittor, moet beperkende weerstande geïnstalleer word. Die las word tussen die versamelaarballas en die versamelaar self verwyder.
Soos in die geval van die elektrovakuumtriode versterker, om die kwaliteit van versterking in hierdie stroombaan te verbeter, kan jy:
- installeer 'n spanningsverdeler en 'n filterkapasitor voor die basis;
- installeer 'n kapasitor en resistor wat parallel aan die emitter gekoppel is;
- skakel die filterkapasitor na die las aan om geraas en steurings uit te skakel.
As twee sulke versterkertrappe in serie verbind word, kan hul winste met mekaar vermenigvuldig word. Dit bemoeilik natuurlik die ontwerp van die toestel aansienlik, maar dit sal toelaat om groter versterking te bereik. Dit sal weliswaar nie werk om hierdie kaskenades onbepaald te verbind nie: hoe meer enkelversterkers in serie gekoppel word, hoe groter is die kans dat hulle in versadiging sal gaan.
As die transistor in versadigingsmodus werk, kan daar geen sprake wees van enige versterkende eienskappe nie. Jy kan dit verifieer deur na die stroomspanning-eienskap te kyk: die werkspunt van die transistor is in die horisontale gedeelte as dit in versadigingsmodus werk.
UMZCH FET
Volgende, die UMZCH stroombaan op MOS tipe transistors (metaal-oksied-halfgeleier - die standaard struktuur van 'n veld-effek transistor) sal gewys word.
Die struktuur van veldeffek-transistors het min gemeen met bipolêre transistors. Boonop is hul werkingsbeginsel niks soos die werkingsbeginsel van bipolêre analoë nie.
Veld-effek transistors word beheer deur 'n elektriese veld (bipolêr - deur stroom). Hulle trek geen stroom nie en is bestand teen gammastraling, ook genoemradioaktiewe bestraling. Dit is onwaarskynlik dat laasgenoemde feit ooit handig te pas sal kom vir musikante wat 'n oudiokragversterker wil bou, maar in die industrie word hierdie kenmerk van veldeffek-transistors hoog op prys gestel.
Hulle grootste nadeel is dat hulle nie goed met statiese elektrisiteit interaksie het nie. 'n Lading van hierdie aard van oorsprong kan transistors van hierdie tipe deaktiveer. Enige onverskillige vingeraanraking aan die kontak van die element kan die transistor beskadig.
Hierdie kenmerke moet in ag geneem word wanneer kragversterkers op hierdie elektroniese komponente saamgestel word.
Hoe om 'n UMZCH-stroombaan op 'n veldeffektransistor met jou eie hande saam te stel? Dit is genoeg om verdere instruksies te volg.
'n Eenvoudige UMZCH stroombaan op 'n veld-effek transistor kan saamgestel word deur gebruik te maak van 'n p-n-aansluiting veld-effek transistor met 'n n-tipe kanaal. Die ontwerp is soortgelyk aan dié wat beskryf word wanneer 'n versterker op 'n bipolêre transistor saamgestel is, net die hek het die plek van die basis, die kollektor - die drein, die emitter - die bron ingeneem.
UMZCH op 'n operasionele versterker
'n Operasionele versterker (hierna OU) is 'n elektroniese komponent wat twee insette het - omkeer (verander die sein in fase met 180 grade) en nie-omkeer (verander nie die fase van die sein nie) - asook een uitset en 'n paar kontakte vir kragtoevoer. Dit het 'n lae nul-afsetspanning en insetstrome. Hierdie eenheid het 'n baie hoë wins.
OU kan in twee modusse werk:
- in versterkermodus;
- in moduskragopwekker.
Om die op-versterker in versterkingsmodus te laat werk, is dit nodig om 'n negatiewe terugvoerkring daaraan te koppel. Dit is 'n weerstand, wat met een uitset gekoppel is aan die uitset van die op-versterker, en die ander - aan die inverterende inset.
As jy dieselfde stroombaan aan 'n nie-omkerende inset koppel, sal jy 'n positiewe terugvoerkring kry en die op-versterker sal as 'n seingenerator begin werk.
Daar is verskeie soorte versterkers saamgestel op die op-versterker:
- Omkeer - versterk die sein en verander sy fase met 180 grade. Om 'n omkeerversterker op 'n op-versterker te kry, moet jy die nie-omkeer-insette van die op-versterker aard, en 'n sein toepas op die omkeer een wat versterk moet word. In hierdie geval moet ons nie vergeet van die negatiewe terugvoerkring nie.
- Nie-omkeer - versterk die sein sonder om die fase daarvan te verander. Om 'n nie-omkerende versterker saam te stel, moet jy 'n negatiewe terugvoerkring aan die op-versterker koppel, die inverterende inset aard en 'n sein op die nie-omkeerpen van die op-versterker toepas.
- Differensiaal - versterk differensiële seine (seine wat in fase verskil, maar dieselfde is in amplitude en frekwensie). Om 'n differensiële versterker te kry, moet u beperkende weerstande aan die insette van die op-versterker koppel, moenie vergeet van die negatiewe terugvoerkring nie en twee seine op die insetkontakte toepas: 'n positiewe polariteitsein moet toegepas word op 'n nie-omkeer inset, 'n negatiewe sein na 'n inverterende een.
- Measuring - 'n gewysigde weergawe van die differensiële versterker. 'n Instrumentasieversterker verrig slegs dieselfde funksie as 'n differensiële versterkerhet die vermoë om die wins aan te pas met behulp van 'n potensiometer wat die insette van twee op-versterkers verbind. Die ontwerp van so 'n versterker is baie meer ingewikkeld en sluit nie een nie, maar drie op-versterkers in.
Hoe moeilik is dit om met operasionele versterkers te werk? Vir op-versterkerkringe kan dit soms moeilik wees om geskikte komponente soos weerstande en kapasitors te vind, want noukeurige passing van elemente word nie net in nominale waardes vereis nie, maar ook in materiale.
UMZCH op geïntegreerde stroombane
Geïntegreerde stroombane is toestelle wat spesiaal ontwerp is om 'n spesifieke taak uit te voer. In die geval van UMZCH vervang een klein mikrokring 'n groot kaskade van transistors, operasionele versterkers of vakuumtoestelle.
TDA-skyfies met verskillende reeksnommers, soos TDA7057Q of TDA2030, is tans baie gewild. Daar is 'n groot aantal UMZCH stroombane op mikrokringe.
In hul samestelling het hulle 'n groot aantal weerstande, kapasitors en operasionele versterkers, toegerus in 'n baie klein houer waarvan die grootte nie 1 of 2 roebelmunte oorskry nie.
Ontwerp UMZCH
Voordat die nodige onderdele gekoop word en die geleiers op die tekstolietbord geëts word, is dit nodig om die waardes van resistors en kapasitors duidelik te maak, asook die gewenste modelle van transistors, operasionele versterkers of geïntegreerde stroombane te kies.
Dit kan op 'n rekenaar gedoen word deur toegewyde sagteware soos NI Multisim te gebruik. BYHierdie program het 'n groot databasis van elektroniese komponente versamel. Met die hulp daarvan kan jy die werking van enige elektroniese toestelle simuleer, selfs met inagneming van foute, gaan stroombane na vir werkbaarheid.
Met die hulp van sulke sagteware is dit veral gerieflik om kragtige UMZCH-stroombane te toets.
200W transistor stereo versterkerkring
Die skema wat in hierdie afdeling oorweeg word, is baie meer ingewikkeld as dié hierbo beskryf. Maar sy versterkingseienskappe is beter as dié van ontwerpe gebaseer op bipolêre veldeffektransistors, sowel as operasionele versterkers en geïntegreerde stroombane, wat reeds in die artikel aangehaal is.
Hierdie produk sluit die volgende items in:
- Weerstande.
- Kapasitors (beide polêr en nie-polêr).
- Diodes.
- Zener-diode.
- Fuses.
- N-p-n-tipe bipolêre transistors.
- P-n-p bipolêre transistors.
- P-kanaal IGFET's.
- Geïsoleerde hek FET met n-kanaal.
Parameters van hierdie kragversterker:
- Pgegradeerde uitset=200W (per kanaal).
- Uuitsetverhoogkrag=50V (effe variasie toegelaat).
- Iuitsetstadiumrus=200 mA.
- Ires van een uitsettransistor=50 mA.
- Usensitiwiteit=0.75 V.
Alle hoofonderdele van hierdie toestel (transformator, stelselverkoeling in die vorm van verkoelers en die bord self) is geleë op 'n geanodiseerde onderstel gemaak van vel duralumin, waarvan die dikte 5 mm is. Die voorpaneel van die toestel en volumebeheerknoppies is van dieselfde materiaal gemaak.
'n Transformator met twee windings van 35 V kan klaargemaak gekoop word. Dit is wenslik om 'n kern van 'n ringvormige vorm te kies (sy werkverrigting is in hierdie stroombaan geverifieer), en die krag moet 300 W wees.
Die kragtoevoer vir die stroombaan sal ook onafhanklik volgens die UMZCH-kragkring saamgestel moet word. Om dit te bou, sal jy 'n lont, 'n transformator, 'n diodebrug, sowel as vier poolkapasitors nodig hê.
Die UMZCH-kragtoevoerkring word in dieselfde afdeling gegee.
Drie eenvoudige waarhede om te onthou wanneer enige elektriese stroombaan saamgestel word:
- Maak seker dat jy die polariteit van polêre kapasitors waarneem. As jy plus en minus in 'n klein versterkerkring verwar, sal niks verskrikliks gebeur nie, die UMZCH-kring sal eenvoudig nie werk nie, maar dit was juis as gevolg van so 'n onbeduidende fout met die eerste oogopslag dat vuurpyle met toerusting en bemanning aan boord geval het
- Maak seker dat jy die polariteit van die diodes waarneem: die katode met die anode is ook verbied om verwissel te word. Vir 'n zenerdiode is hierdie reël ook relevant.
- Die belangrikste ding is dat jy slegs dele moet soldeer waar daar 'n kontakpunt op die diagram is. Die meeste foutiewe elektriese stroombane werk nie juis omdat die installeerder nie die onderdele gesoldeer of gesoldeer het waar dit nie nodig was nie.
Is hierdie skema ingesluit by een van die beste UMZCH-skemas? Kan wees. Dit hang alles af vanbegeertes van die verbruiker.
Sukhov se skema
As die vorige kragversterkerkring onafhanklik saamgestel kan word, omdat dit relatief min elemente insluit, is dit beter om nie die Sukhov-versterkerkring met die hand saam te stel nie. Hoekom? Weens die groot aantal elemente en verbindings is daar 'n groot kans om 'n fout te maak, waardeur alle aansienlike hoeveelheid werk oorgedoen sal moet word.
Eintlik is dit verkeerd om die skema wat in hierdie afdeling gegee word, Sukhov se skema te noem. Dit is 'n hoëtrou-UMZCH van die VVS-2011-model ('n skematiese diagram van die UMZCH van hierdie tipe word in hierdie afdeling gegee). In sy samestelling bevat dit nie veldeffek-transistors nie, maar dit sluit in:
- Zener-diodes.
- Nie-lineêre resistors.
- Gereelde resistors.
- Polêre en nie-polêre kapasitors.
- Diodes.
- Bipolêre transistors van beide tipes.
- OpAmps.
- Throttle.
Moonlikhede van hierdie insluiting:
- P=150W by Rload=8 ohm.
- Lineariteit: 0,0002 tot 0,0003% by 20kHz, P=100W en Rload=4 ohm.
- Ondersteuning vir konstante U=0 V.
- Beskikbare AC-draadweerstandkompensasie.
- Teenwoordigheid van huidige beskerming.
- Teenwoordigheid van beskerming van die UMZCH-kring vanaf Uuitgang=konst.
- Beskikbaarheid van sagte begin.
Hierdie stroombaan word op 'n industriële skaal saamgestel en pas op 'n klein bord. Die uitleg van die geleiers en die ligging van die elemente kan op die internet gevind word,waar hierdie materiaal vrylik beskikbaar is.
Skemas van die Sukhov-reeks is een van die beste UMZCH-skemas.
Resultaat
'n Klankkragversterker is 'n baie gewilde toestel onder beide professionele musikante en gewone musiekliefhebbers. UMZCH word uitgevoer beide op die basis van vakuum toestelle en transistors, en op die basis van operasionele versterkers, geïntegreerde stroombane.
Sulke toestelle kan by gespesialiseerde winkels gekoop word, of jy kan jou eie maak. Wat prys betref, is buisversterkers die duurste, en geïntegreerde stroombane die goedkoopste.
UMZCH-buisstroombane het 'n hoër versterkingsgeh alte as geïntegreerde of transistor-UMZCH-stroombane. Dit is om hierdie rede dat mense gereed is om sulke toestelle vir ₽50 000 en vir ₽100 000 en vir ₽450 000 te koop.
Wanneer jy self versterkers saamstel, onthou die volgende reëls:
- Dit is streng verbode om die polariteite van diodes, zenerdiodes en ander anode-katode-toestelle, sowel as polêre kapasitors, te verwar. Dit is belaai met die feit dat die UMZCH-kring wat as gevolg daarvan saamgestel is, nie sal werk nie.
- Wanneer jy die stroombaan saamstel, moet jy die dele waar daar 'n kontakpunt op die tekening is, soldeer. Klink soos die ooglopende reël. Dit is waar, maar baie installeerders vergeet daarvan.
As jy al die aanbevelings hierbo gebruik, kan jy self 'n goeie klankkragversterker saamstel volgens die UMZCH stroombaan op transistors of ander elemente.
