Заказать звонок


все коммерческие предложения высылать на [email protected]
для оформления заявок [email protected]



Усилитель на трех транзисторах


УСИЛИТЕЛЬ НЧ НА ТРЕХ ТРАНЗИСТОРАХ

На рис. показана схема простейшего усилителя НЧ, в котором можно использовать источник питания напряжением 4,5 или 9 В. При сопротивлении нагрузки 10 Ом и напряжении питания 4,5 В номинальная выходная мощность равна 70…80 мВт, а при повышении напряжения до 9 В 120… 150 мВт. В усилителе применены германиевые маломощные низкочастотные транзисторы.

Ступень на транзисторе VI — предварительный усилитель тока и напряжения сигнала, а транзисторы V3 и V4 являются взаимно симметричными эмиттерными повторителями и усиливающими ток сигнала. Начальное смещение на базе транзисторов V3 и V4 формируется из падения напряжения на диоде V2, включенном в коллекторную цепь транзистора VI последовательно с нагрузочным резистором R2. Начальное смещение на базу транзистора VI поступает через резистор R1. Такой способ смещения самый простой, но требует весьма точного выбора резистора RL Сопротивление этого резистора определяется напряжением питания и коэффициентом передачи тока базы транзистора VI. На схеме напряжение смещения и номинал резистора R1 и других элементов для источника напряжением 4,5 В указаны без скобок, а для девятивольтового — в скобках.

Динамическая головка В1 включена между точкой соединения эмиттеров транзисторов V3 и V4 и общей точкой оксидных конденсаторов С2, СЗ. Такое включение головки и конденсаторов называется мостовым, его главным достоинством является отсутствие токовых перегрузок транзисторов при включении питания. При нормальной работе усилителя постоянное напряжение на эмиттерах транзисторов V3 и V4 (напряжение «средней точки») должно быть равно половине напряжения питания. Такого распределения напряжения питания добиваются подборкой резистора R1. Ток покоя при отсутствии сигнала на входе усилителя указан на схеме. При значительном отклонении (в 3 — 4 раза) тока покоя от указанного значения необходимо его скорректировать подборкой резистора R2 и снова, если необходимо, резистора R1.

Используемые в усилителе транзисторы должны иметь коэффициент передачи тока базы более 40… 50. Можно использовать и транзисторы с меньшим значением коэффициента передачи, но при этом снизится чувствительность и уменьшится номинальная выходная мощность усилителя.

Для питания усилителя можно использовать три или шесть элементов 316 или 343, 377, в зависимости от наличия свободного места в выбранном корпусе. При напряжении питания 4,5 В удобно пользоваться батареей 3336Л, для малогабаритных конструкций с напряжением питания 9 В — батареей «Крона-ВЦ».

Монтажную плату усилителя можно выполнить печатной или навесной. На рве. 35 показан вид монтажной платы из гетинакса или текстолита толщиной 1…1.5 мм. Оксидные конденсаторы использованы типа К50-6. При выборе конденсаторов надо следить за тем, чтобы номинальное напряжение их не было менее начального напряжения источника питания. Желательно для увеличения выходной мощности на низших частотах выбрать конденсаторы С2 и СЗ с емкостью, вдвое большей, чем указано на схеме. Компоновка монтажной платы допускает также применение конденсатора С1 типов К50-3, К50-12 с торцевыми выводами, для чего на ней предусмотрены две дополнительные точки.

При монтаже деталей усилителя необходимо следить за правильной полярностью включения оксидных конденсаторов, диода и источника питания. Желательно несколько раз проверить правильность монтажа, прежде чем будет включено питание.

Если полярность включения оксидных конденсаторов, диода и батареи питания изменить на обратную, усилитель можно собрать на транзисторах МП38Б (VI), МП38А (V3) и МП41А (V4). Режим и номиналы в этом случае остаются без изменения, кроме резистора R1 — он должен быть 68 кОм (150 кОм). Параметры усилителя остаются практически без изменения. По материалам сайта rcl-radio.ru.

www.asc-development.ru

Простой усилитель низкой частоты на трех транзисторах.

Усилитель может быть выполнен на любых маломощных n-p-n проводимости транзисторах.В моем варианте на смд транзисторах 3904.На транзисторе VT1 выполнен предварительный усилитель.С него сигнал поступает на двухтактный усилитель мощности.При питании 7.4В и сопротивлении колонки 8Ом,озвучивал комнату,мощность выходная около 150мВт.

Транзистор 3904.Ток коллектора 200мА.

Так у меня выглядел усилитель.Входной конденсатор пленочный,емкостью 100нФ.

Page 2

До 90-х годов были популярные,потом эти клеи исчезли и в последнее время появились в продаже.Стоимость 100мл в среднем 85рублей, 500мл БФ-2 можно купить за 250 рублей.Клеем БФ-2 клею изделия,там где не должен быть виден шов.При высыхании они не образуют сильно видимые остатки клея.БФ-2 склеивает металлы,керамику,стекло,пластик,ткани,плохо клеит древесину.Клей БФ-2 это термостойких клей,температура эксплуатации от -60 до +80С,стоек к действию атмосферы,воды,масла,бензина.Не подвергается гниению.БФ-4 более эластичен склеивает дерево,кожу,оргстекло,пластик,цветные металлы,медь.Температура эксплуатации от-60 до +60С.Состав клеев:фенолформальдегидная смола с поливинилбутиралем,с растворителем-спирт,хлороформ или ацетон.Вначале наносится первый слой и через минут 20-30 второй слой.Поверхность склеиваемых изделий(металлы) зашкуриваю наждачной бумагой.Второй слой выдерживаю около 2-5минут и прижимаю.Склеиваемые поверхности можно  просушивать(металлы) при температуре до  140С около 1часа.

Так шов клея выглядит на фоне текста.

radiopraktikum.blogspot.com

Усилитель на транзисторах: виды, схемы, простые и сложные :

Простейший усилитель на транзисторах может быть хорошим пособием для изучения свойств приборов. Схемы и конструкции достаточно простые, можно самостоятельно изготовить устройство и проверить его работу, произвести замеры всех параметров. Благодаря современным полевым транзисторам можно изготовить буквально из трех элементов миниатюрный микрофонный усилитель. И подключить его к персональному компьютеру для улучшения параметров звукозаписи. Да и собеседники при разговорах будут намного лучше и четче слышать вашу речь.

Частотные характеристики

Усилители низкой (звуковой) частоты имеются практически во всех бытовых приборах – музыкальных центрах, телевизорах, радиоприемниках, магнитолах и даже в персональных компьютерах. Но существуют еще усилители ВЧ на транзисторах, лампах и микросхемах. Отличие их в том, что УНЧ позволяет усилить сигнал только звуковой частоты, которая воспринимается человеческим ухом. Усилители звука на транзисторах позволяют воспроизводить сигналы с частотами в диапазоне от 20 Гц до 20000 Гц.

Следовательно, даже простейшее устройство способно усилить сигнал в этом диапазоне. Причем делает оно это максимально равномерно. Коэффициент усиления зависит прямо от частоты входного сигнала. График зависимости этих величин – практически прямая линия. Если же на вход усилителя подать сигнал с частотой вне диапазона, качество работы и эффективность устройства быстро уменьшатся. Каскады УНЧ собираются, как правило, на транзисторах, работающих в низко- и среднечастотном диапазонах.

Классы работы звуковых усилителей

Все усилительные устройства разделяются на несколько классов, в зависимости от того, какая степень протекания в течение периода работы тока через каскад:

  1. Класс «А» – ток протекает безостановочно в течение всего периода работы усилительного каскада.
  2. В классе работы «В» протекает ток в течение половины периода.
  3. Класс «АВ» говорит о том, что ток протекает через усилительный каскад в течение времени, равного 50-100 % от периода.
  4. В режиме «С» электрический ток протекает менее чем половину периода времени работы.
  5. Режим «D» УНЧ применяется в радиолюбительской практике совсем недавно – чуть больше 50 лет. В большинстве случаев эти устройства реализуются на основе цифровых элементов и имеют очень высокий КПД – свыше 90 %.

Наличие искажений в различных классах НЧ-усилителей

Рабочая область транзисторного усилителя класса «А» характеризуется достаточно небольшими нелинейными искажениями. Если входящий сигнал выбрасывает импульсы с более высоким напряжением, это приводит к тому, что транзисторы насыщаются. В выходном сигнале возле каждой гармоники начинают появляться более высокие (до 10 или 11). Из-за этого появляется металлический звук, характерный только для транзисторных усилителей.

При нестабильном питании выходной сигнал будет по амплитуде моделироваться возле частоты сети. Звук станет в левой части частотной характеристики более жестким. Но чем лучше стабилизация питания усилителя, тем сложнее становится конструкция всего устройства. УНЧ, работающие в классе «А», имеют относительно небольшой КПД – менее 20 %. Причина заключается в том, что транзистор постоянно открыт и ток через него протекает постоянно.

Для повышения (правда, незначительного) КПД можно воспользоваться двухтактными схемами. Один недостаток – полуволны у выходного сигнала становятся несимметричными. Если же перевести из класса «А» в «АВ», увеличатся нелинейные искажения в 3-4 раза. Но коэффициент полезного действия всей схемы устройства все же увеличится. УНЧ классов «АВ» и «В» характеризует нарастание искажений при уменьшении уровня сигнала на входе. Но даже если прибавить громкость, это не поможет полностью избавиться от недостатков.

Работа в промежуточных классах

У каждого класса имеется несколько разновидностей. Например, существует класс работы усилителей «А+». В нем транзисторы на входе (низковольтные) работают в режиме «А». Но высоковольтные, устанавливаемые в выходных каскадах, работают либо в «В», либо в «АВ». Такие усилители намного экономичнее, нежели работающие в классе «А». Заметно меньшее число нелинейных искажений – не выше 0,003 %. Можно добиться и более высоких результатов, используя биполярные транзисторы. Принцип работы усилителей на этих элементах будет рассмотрен ниже.

Но все равно имеется большое количество высших гармоник в выходном сигнале, отчего звук становится характерным металлическим. Существуют еще схемы усилителей, работающие в классе «АА». В них нелинейные искажения еще меньше – до 0,0005 %. Но главный недостаток транзисторных усилителей все равно имеется – характерный металлический звук.

«Альтернативные» конструкции

Нельзя сказать, что они альтернативные, просто некоторые специалисты, занимающиеся проектировкой и сборкой усилителей для качественного воспроизведения звука, все чаще отдают предпочтение ламповым конструкциям. У ламповых усилителей такие преимущества:

  1. Очень низкое значение уровня нелинейных искажений в выходном сигнале.
  2. Высших гармоник меньше, чем в транзисторных конструкциях.

Но есть один огромный минус, который перевешивает все достоинства, – обязательно нужно ставить устройство для согласования. Дело в том, что у лампового каскада очень большое сопротивление – несколько тысяч Ом. Но сопротивление обмотки динамиков – 8 или 4 Ома. Чтобы их согласовать, нужно устанавливать трансформатор.

Конечно, это не очень большой недостаток – существуют и транзисторные устройства, в которых используются трансформаторы для согласования выходного каскада и акустической системы. Некоторые специалисты утверждают, что наиболее эффективной схемой оказывается гибридная – в которой применяются однотактные усилители, не охваченные отрицательной обратной связью. Причем все эти каскады функционируют в режиме УНЧ класса «А». Другими словами, применяется в качестве повторителя усилитель мощности на транзисторе.

Причем КПД у таких устройств достаточно высокий – порядка 50 %. Но не стоит ориентироваться только на показатели КПД и мощности – они не говорят о высоком качестве воспроизведения звука усилителем. Намного большее значение имеют линейность характеристик и их качество. Поэтому нужно обращать внимание в первую очередь на них, а не на мощность.

Схема однотактного УНЧ на транзисторе

Самый простой усилитель, построенный по схеме с общим эмиттером, работает в классе «А». В схеме используется полупроводниковый элемент со структурой n-p-n. В коллекторной цепи установлено сопротивление R3, ограничивающее протекающий ток. Коллекторная цепь соединяется с положительным проводом питания, а эмиттерная – с отрицательным. В случае использования полупроводниковых транзисторов со структурой p-n-p схема будет точно такой же, вот только потребуется поменять полярность.

С помощью разделительного конденсатора С1 удается отделить переменный входной сигнал от источника постоянного тока. При этом конденсатор не является преградой для протекания переменного тока по пути база-эмиттер. Внутреннее сопротивление перехода эмиттер-база вместе с резисторами R1 и R2 представляют собой простейший делитель напряжения питания. Обычно резистор R2 имеет сопротивление 1-1,5 кОм – наиболее типичные значения для таких схем. При этом напряжение питания делится ровно пополам. И если запитать схему напряжением 20 Вольт, то можно увидеть, что значение коэффициента усиления по току h31 составит 150. Нужно отметить, что усилители КВ на транзисторах выполняются по аналогичным схемам, только работают немного иначе.

При этом напряжение эмиттера равно 9 В и падение на участке цепи «Э-Б» 0,7 В (что характерно для транзисторов на кристаллах кремния). Если рассмотреть усилитель на германиевых транзисторах, то в этом случае падение напряжения на участке «Э-Б» будет равно 0,3 В. Ток в цепи коллектора будет равен тому, который протекает в эмиттере. Вычислить можно, разделив напряжение эмиттера на сопротивление R2 – 9В/1 кОм=9 мА. Для вычисления значения тока базы необходимо 9 мА разделить на коэффициент усиления h31 – 9мА/150=60 мкА. В конструкциях УНЧ обычно используются биполярные транзисторы. Принцип работы у него отличается от полевых.

На резисторе R1 теперь можно вычислить значение падения – это разница между напряжениями базы и питания. При этом напряжение базы можно узнать по формуле – сумма характеристик эмиттера и перехода «Э-Б». При питании от источника 20 Вольт: 20 – 9,7 = 10,3. Отсюда можно вычислить и значение сопротивления R1=10,3В/60 мкА=172 кОм. В схеме присутствует емкость С2, необходимая для реализации цепи, по которой сможет проходить переменная составляющая эмиттерного тока.

Если не устанавливать конденсатор С2, переменная составляющая будет очень сильно ограничиваться. Из-за этого такой усилитель звука на транзисторах будет обладать очень низким коэффициентом усиления по току h31. Нужно обратить внимание на то, что в вышеизложенных расчетах принимались равными токи базы и коллектора. Причем за ток базы брался тот, который втекает в цепь от эмиттера. Возникает он только при условии подачи на вывод базы транзистора напряжения смещения.

Но нужно учитывать, что по цепи базы абсолютно всегда, независимо от наличия смещения, обязательно протекает ток утечки коллектора. В схемах с общим эмиттером ток утечки усиливается не менее чем в 150 раз. Но обычно это значение учитывается только при расчете усилителей на германиевых транзисторах. В случае использования кремниевых, у которых ток цепи «К-Б» очень мал, этим значением просто пренебрегают.

Усилители на МДП-транзисторах

Усилитель на полевых транзисторах, представленный на схеме, имеет множество аналогов. В том числе и с использованием биполярных транзисторов. Поэтому можно рассмотреть в качестве аналогичного примера конструкцию усилителя звука, собранную по схеме с общим эмиттером. На фото представлена схема, выполненная по схеме с общим истоком. На входных и выходных цепях собраны R-C-связи, чтобы устройство работало в режиме усилителя класса «А».

Переменный ток от источника сигнала отделяется от постоянного напряжения питания конденсатором С1. Обязательно усилитель на полевых транзисторах должен обладать потенциалом затвора, который будет ниже аналогичной характеристики истока. На представленной схеме затвор соединен с общим проводом посредством резистора R1. Его сопротивление очень большое – обычно применяют в конструкциях резисторы 100-1000 кОм. Такое большое сопротивление выбирается для того, чтобы не шунтировался сигнал на входе.

Это сопротивление почти не пропускает электрический ток, вследствие чего у затвора потенциал (в случае отсутствия сигнала на входе) такой же, как у земли. На истоке же потенциал оказывается выше, чем у земли, только благодаря падению напряжения на сопротивлении R2. Отсюда ясно, что у затвора потенциал ниже, чем у истока. А именно это и требуется для нормального функционирования транзистора. Нужно обратить внимание на то, что С2 и R3 в этой схеме усилителя имеют такое же предназначение, как и в рассмотренной выше конструкции. А входной сигнал сдвинут относительно выходного на 180 градусов.

УНЧ с трансформатором на выходе

Можно изготовить такой усилитель своими руками для домашнего использования. Выполняется он по схеме, работающей в классе «А». Конструкция такая же, как и рассмотренные выше, – с общим эмиттером. Одна особенность – необходимо использовать трансформатор для согласования. Это является недостатком подобного усилителя звука на транзисторах.

Коллекторная цепь транзистора нагружается первичной обмоткой, которая развивает выходной сигнал, передаваемый через вторичную на динамики. На резисторах R1 и R3 собран делитель напряжения, который позволяет выбрать рабочую точку транзистора. С помощью этой цепочки обеспечивается подача напряжения смещения в базу. Все остальные компоненты имеют такое же назначение, как и у рассмотренных выше схем.

Двухтактный усилитель звука

Нельзя сказать, что это простой усилитель на транзисторах, так как его работа немного сложнее, чем у рассмотренных ранее. В двухтактных УНЧ входной сигнал расщепляется на две полуволны, различные по фазе. И каждая из этих полуволн усиливается своим каскадом, выполненном на транзисторе. После того, как произошло усиление каждой полуволны, оба сигнала соединяются и поступают на динамики. Такие сложные преобразования способны вызвать искажения сигнала, так как динамические и частотные свойства двух, даже одинаковых по типу, транзисторов будут отличны.

В результате на выходе усилителя существенно снижается качество звучания. При работе двухтактного усилителя в классе «А» не получается качественно воспроизвести сложный сигнал. Причина – повышенный ток протекает по плечам усилителя постоянно, полуволны несимметричные, возникают фазовые искажения. Звук становится менее разборчивым, а при нагреве искажения сигнала еще больше усиливаются, особенно на низких и сверхнизких частотах.

Бестрансформаторные УНЧ

Усилитель НЧ на транзисторе, выполненный с использованием трансформатора, невзирая на то, что конструкция может иметь малые габариты, все равно несовершенен. Трансформаторы все равно тяжелые и громоздкие, поэтому лучше от них избавиться. Намного эффективнее оказывается схема, выполненная на комплементарных полупроводниковых элементах с различными типами проводимости. Большая часть современных УНЧ выполняется именно по таким схемам и работают в классе «В».

Два мощных транзистора, используемых в конструкции, работают по схеме эмиттерного повторителя (общий коллектор). При этом напряжение входа передается на выход без потерь и усиления. Если на входе нет сигнала, то транзисторы на грани включения, но все равно еще отключены. При подаче гармонического сигнала на вход происходит открывание положительной полуволной первого транзистора, а второй в это время находится в режиме отсечки.

Следовательно, через нагрузку способны пройти только положительные полуволны. Но отрицательные открывают второй транзистор и полностью запирают первый. При этом в нагрузке оказываются только отрицательные полуволны. В результате усиленный по мощности сигнал оказывается на выходе устройства. Подобная схема усилителя на транзисторах достаточно эффективная и способна обеспечить стабильную работу, качественное воспроизведение звука.

Схема УНЧ на одном транзисторе

Изучив все вышеописанные особенности, можно собрать усилитель своими руками на простой элементной базе. Транзистор можно использовать отечественный КТ315 или любой его зарубежный аналог – например ВС107. В качестве нагрузки нужно использовать наушники, сопротивление которых 2000-3000 Ом. На базу транзистора необходимо подать напряжение смещения через резистор сопротивлением 1 Мом и конденсатор развязки 10 мкФ. Питание схемы можно осуществить от источника напряжением 4,5-9 Вольт, ток - 0,3-0,5 А.

Если сопротивление R1 не подключить, то в базе и коллекторе не будет тока. Но при подключении напряжение достигает уровня в 0,7 В и позволяет протекать току около 4 мкА. При этом по току коэффициент усиления окажется около 250. Отсюда можно сделать простой расчет усилителя на транзисторах и узнать ток коллектора – он оказывается равен 1 мА. Собрав эту схему усилителя на транзисторе, можно провести ее проверку. К выходу подключите нагрузку – наушники.

Коснитесь входа усилителя пальцем – должен появиться характерный шум. Если его нет, то, скорее всего, конструкция собрана неправильно. Перепроверьте все соединения и номиналы элементов. Чтобы нагляднее была демонстрация, подключите к входу УНЧ источник звука – выход от плеера или телефона. Прослушайте музыку и оцените качество звучания.

www.syl.ru

Схема простого усилителя на трех транзисторах КТ315

Очень простой в изготовлении и не требующий дефицитных деталей усилитель низкой частоты (УНЧ) на трех транзисторах КТ315 с выходной мощностью достаточной для использования с наушниками, а также для работы с маломощным динамиком.

Технические характеристики:

  • Входной сигнал - 250 мВ;
  • Выходная мощность - до 100мВт.

Ниже представлена схема одного канала для усилителя на транзисторах КТ315.

Рис. 1. Схема простого усилителя на транзисторах КТ315 для наушников.

Схема усилителя очень проста и использует недорогие доступные детали среди которых широко распространенные транзисторы КТ315. В схеме использованы три транзистора КТ315, вы также можете их заменить и на другие сходные по параметрам, к примеру можно попробовать транзисторы КТ3102 и другие со структурой N-P-N.

Рис. 2. Внешний вид и цоколевка транзисторов КТ315.

Для питания усилителя можно использовать батарею КРОНА, напряжением 9В, также можно попробовать использовать батарею составленную из нескольких элементов по 1,5В.

Схема не требует наладки и, как правило, начинает работать сразу же после включения.

Таким образом, используя доступные детали и с минимальными затратами можно собрать простой и неплохо звучащий усилитель НЧ.

radiostorage.net

Простая схема усилителя на транзисторе своими руками

Схемы усилителей низких частот мало чем отличаются друг от друга, разве что ёмкостью используемых конденсаторов.Несмотря на то, что обычно в усилителе НЧ имеется хотя бы пара каскадов, для наработки опыта можно попробовать собрать простейший усилитель всего с одним транзистором (а соответственно, и с одним каскадом).

Предлагаемая ниже схема однокаскадного усилителя крайне проста, и в равной степени хорошо выполняется с помощью навесного (на основе обычных проводов и выводов), либо печатного (на основе печатных проводов, электропроводящих полосок) монтажа.

Рис.1: Схема однокаскадного транзистора

Схемы для сборки транзисторов имеют ряд условных обозначений:

  • R1 (2, 3, 4…) – резисторы;
  • C1 (2, 3, 4…) – конденсаторы;
  • B1 (2, 3, 4…) – динамик, телефон и т.д.;
  • T1 (2, 3, 4…) – транзистор.

Целесообразность сборки однокаскадного усилителя оправдывается исключительно необходимостью получения экспериментального опыта, и практическое его применение продемонстрирует достаточно низкое качество звучания, сходное с тем, что наблюдается у современной китайской техники.

Для сборки простого усилителя потребуется ряд деталей:

  • Транзистор КТ 817 (или аналогичный ему);
  • Резистор на 5 кОм, 0,25 Ватт;
  • Плёночный конденсатор на 0,22 – 1 микрофарад;
  • Динамик, дающий нагрузку на 4-8 Ом (1 – 3 Ватт);
  • Источник питания на 9 Вольт;
  • Источник сигнала (1 канал и заземление).

Величина резистора смещения R1 достигает десятков кОм и определяется опытным путём. Дело в том, что этот показатель вычисляется с учётом напряжением питания прибора, сопротивлением телефонного капсюля, коэффициентом передачи, свойственным выбранной разновидности транзистора. Начальной точкой отсчёта может служить сопротивление нагрузки, увеличенное как минимум в сотню раз.

Конденсатор (на схеме обозначается как C1) и уровень его ёмкости варьируется в диапазоне от 1 до 100 микрофарад, с увеличением ёмкости конденсатора прибор получает возможность. Назначение конденсатора (называемого также разделительным) заключается в том, чтобы пропускать переменный ток и отфильтровывать постоянный, не давая схеме замкнуться.

Для данной схемы уместно применение биполярного транзистора со структурой n-p-n и мощностью среднего и высокого уровня. Конденсатор желательно брать плёночный. Принимаемый сигнал можно получить через выход MP3-плеера. Собранный по данной схеме прибор можно оснастить потенциометром (на 50 000 Ом), позволяющим регулировать громкость.

При отсутствии в питающем блоке электролитического конденсатора с большой ёмкостью, понадобится установка электролита на 1000 – 2200 микрофарад, имеющего рабочее напряжение большее, чем в схеме.

Тому, кто не имел опыта работы с электроникой, следует знать, что при паянии составные элементы можно очень легко перегреть. Чтобы этого не произошло, лучше всего использовать паяльники на 25 Ватт, а прекращать пайку нужно через каждые 10 секунд непрерывного воздействия.

По сравнению с приведённой схемой однокаскадного усилителя НЧ, двухкаскадный обладает гораздо лучшими характеристиками, но его сборка не намного сложнее. Чтобы его сконструировать понадобится лишь последовательно соединить два простых каскада. Однако, при этом могут использоваться различные виды соединения, которые, конечно, влияют на качество и особенности передачи сигнала. Но в самом простом варианте можно просто соединить выход первого каскада с входом второго напрямую или через резистор. Связь такого типа соответственно называется непосредственной или резисторной. Степень усиления сигнала при этом равняется перемноженным коэффициентам усиления каждого из каскадов. К сожалению, последующее увеличение количества каскадов в усилителе не даёт аналогичного эффекта. Проблема в том, что величина коэффициента усиления определяется комплексно и достаточно сильно зависит от задержки во времени, то есть изменения фазы.

Современные модификации усилителей низких частот, обычно приводимые в журналах для радиолюбителей, проектируются с целью снижения уровня нелинейных искажений и увеличения выходной мощности, а также видоизменения иных параметров с целью увеличения КПД прибора.

Но вместе с тем, если стоит задача налаживания работы тех или иных устройств, а также решения каких-то спорных моментов экспериментальным путём, то может быть необходим простейший вариант усилителя, собираемый буквально за четверть часа. Основным требованием к такому прибору будет минимальное количество дефицитных компонентов, а также способность работать при широком разбросе уровней напряжения и сопротивления.

При эксплуатации усилителя низких частот не забывайте о том, что его показатели сильно зависят от температурных условий, особенно это касается самодельных устройств.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

elektronchic.ru

2.1. Три основные схемы усилителей на транзисторах

Усилитель –  это устройство (четырехполюсник), увеличивающее мощность сигнала. Увеличение мощности сигнала происходит за счет преобразования энергии источника питания в энергию сигнала. Форма сигнала при усилении должна сохраняться без существенных искаже­ний.

Усилители используются для компенсации потерь при передаче информационных сигналов на большие расстояния, для обеспечения работы регистрирующих устройств, для создания нормальных усло­вий восприятия информации человеком и т.д. Например, для обеспе­чения работы громкоговорителей мультимедиа-компьютера, как пра­вило, требуется усилитель, так как поступающие от источников звуковые сигналы имеют недостаточную мощность.

По усиливаемой электрической величине различают: усилители мощности, напряжения и тока.  Коэффициент передачи усилителя по одному из указанных электрических параметров, как правило, много больше единицы. По другим параметрам коэффициент передачи уси­лителя может быть меньше единицы. Однако у всех усилителей по определению коэффициент передачи по мощности должен быть больше единицы. Поэтому, например, повышающий трансформатор, у которого коэффициент передачи по напряжению может быть больше единицы, к усилителям не относится.

По диапазону усиливаемых частот усилители делятся:

· на усилители постоянного тока (УПТ);

· на усилители низкой (звуковой) частоты (УНЧ);

· на усилители высокой частоты (УВЧ);

· на сверхвысокие (СВЧ) усилители.

В компьютерах, например, УПТ используются в источниках питания, УНЧ – в звуко­вых платах, УВЧ- и СВЧ-усилители – в приемниках радио- и телеви­зионных сигналов. В дальнейшем будем рассматривать в основном только усилители переменных напряжений и токов, так как такие сиг­налы являются основными в системах передачи информации.

По используемым элементам различают усилители на транзисто­рах, микросхемах, электронных лампах, диодах и т.д. Далее мы будем рассмат­ривать усилители только на транзисторах и микросхемах. Такие усилители широко используются в компьютерах.

По режимам работы различают линейные и нелинейные усилители. В линейных усилителях уровни входных и выходных сигналов малы  (для полупроводниковых элементов Um < 0,1 В) и поэтому все элемен­ты усилителя при воздействии малых переменных сигналов характе­ризуются линейной зависимостью между токами и приложенными напряжениями. Если амплитуда сигнала велика (Um> 0,1 В для полупроводниковых элементов), то линейная зависимость между токами и напряжениями нарушается. Возникает нелинейный режим работы усилителя. Далее мы будем рассматривать усилители, работающие только в линейном режиме.

Усилители классифицируют также по числу каскадов, по назначе­нию, по полосе усиливаемых частот, по характеру усиливаемого сиг­нала и т.д.

Основными показателями усилителя являются коэффициенты уси­ления по напряжению, по току, по мощности:

,

а также сопротивления, входное () и выходное (). К дополни­тельным параметрам усилителя относят: коэффициент полезного дей­ствия, потребляемую от источника питания мощность, нелинейные искажения, массу и габариты и т.п.

Схемотехника усилителей на транзисторах отличается многообра­зием и сложностью. Однако в этом многообразии можно выделить три основные схемы, на основе которых строятся более сложные схемы. При использовании биполярных транзисторов различают:

· усилитель с общим эмиттером (ОЭ);

· усилитель с общей базой (ОБ);

· усилитель с общим коллектором (ОК).

По переменному напряжению в этих схе­мах с корпусом усилителя соединяется, соответственно, эмиттер, база или коллектор транзистора.

В схеме с общим эмиттером (рис. 2.1) эмиттер транзистора соединен с корпусом усилителя. Через катушку с большой индуктив­ностью, называемую дросселем Др, на базу транзистора подается напряжение смещения ЕБЭ = 0,5…0,8 В. Это напряжение предназначено для того, чтобы открыть эмиттерный переход и обес­печить постоянный ток коллектора в активном режиме работы транзистора.

t/image_post/electronika_lanovenko/pic20_4.gif align=left>Значение начального постоянного тока коллектора опреде­ляется техническими условиями эксплуатации и для маломощных транзисторов примерно равно IКН = 0,1…10 мА. Усиление по мощно­сти осуществляется за счет энергии источника питания (ЕП). Напряже­ние источника питания, как правило, равно 5…20 В, а полярность ус­танавливается такой, чтобы закрыть коллекторный переход.

Вместе с напряжением питания (ЕП) ток (IКН) и напряжение смещения (ЕБЭ) определяют режим по постоянному току усилителя. Описанный режим по постоянному току – обязательное условие, обуслов­ливающее возможность усиления слабых сигналов в усилителе. Если транзистор закрыт и постоянный ток коллектора транзистора равен нулю, то каскад не будет усиливать слабые переменные сигналы.

Совокупность переменных токов и напряжений на элементах кас­када определяют режим усилителя по переменному напряжению. Че­рез конденсатор СР (рис. 2.1) переменный входной сигнал поступает на базу транзистора и управляет относительно большим током коллекто­ра. Конденсатор СР в схеме имеет большую емкость. Следовательно, его емкостное сопротивление (Хс = 1/wСР) мало, и поэтому он хорошо пропускает переменный входной ток.

Основное назначение этого кон­денсатора – не пропустить на вход усилителя постоянное напряже­ние, которое может присутствовать во входном сигнале. Поэтому конденсатор СР называется разделительным. В рассматриваемой схеме разделительный конденсатор, кроме того, не пропускает на входную клемму усилителя постоянное напряжение смещения, при­сутствующее на базе транзистора. Часто усилитель, у которого на входе установлен разделительный конденсатор, называют усилителем с «закрытым» входом.

Через дроссель Др  (см. рис. 2.1) проходит напряжение смещения, так как сопротивление катушки постоян­ному току равно нулю. Для переменного тока этот дроссель, имея большую индуктивность, создает большое сопротивление. Входной переменный ток через дроссель практически не ответвляется, а весь поступает на управление транзистором. Поэтому этот дроссель также часто называют разделительным, но разделяются здесь переменные потенциалы.

В цепи коллектора (рис. 2.1) включено сопротивление внутренней нагрузки   каскада, по которому протекает часть переменного тока коллектора. Большая часть переменного тока коллектора через выходной разделительный конденсатор протекает по внешней нагрузке усилителя , подключаемой к выходному зажиму каскада (см. рис. 2.1). На этой нагрузке выделяется усиленный по мощности переменный сиг­нал.

В схеме усилителя с общей базой (рис. 2.2) назначе­ние разделительных конденсаторов, дросселя, коллекторного сопротивления аналогично их назначению в схеме ОЭ. В отли­чие от схемы с общим эмиттером в усилителе ОБ через дроссель Др на эмиттер транзистора подается отрицательное напряжение смеще­ния. Только при такой полярности напряжения смещения открывается транзистор, через него начинает протекать постоянный ток и только в этом случае усилитель ОБ сможет усиливать слабые переменные сигналы.

В схеме усилителя с общим коллектором (рис. 2.3) важную роль играет блокировочный конденсатор СБЛ. Имея большую емкость и, следовательно, малое сопротивление, бло­кировочный конденсатор используется для того, чтобы сделать прак­тически одинаковыми переменные потенциалы двух узлов. Тем самым, «блокируется» поступление переменного напряжения из одной части в другую.

В усилителе ОБ (рис. 2.3) основное назначение блокировочного кон­денсатора – соединить через свое малое сопротивление коллектор транзистора по переменному напряжению с корпусом усилителя. По­этому в точке на коллекторе переменное напряжение будет практически равно нулю, что соответствует схеме ОК. В отличие от схем с общим эмиттером и с общей базой, коллектор транзистора в схеме с общим коллектором (см. рис. 2.3) с корпусом не соединен. На коллекторе присутствует большое постоянное напряжение источника питания.

Отметим, что при отсутствии блоки­ровочного конденсатора рассматриваемая схема (

electrono.ru


Смотрите также