دوائر مكبرات الصوت ذات التردد المنخفض باستخدام الترانزستورات. افعل ذلك بنفسك مضخم الترانزستور من الدرجة A

يظل مضخم الترانزستور، على الرغم من تاريخه الطويل، موضوعًا مفضلاً للبحث لكل من المبتدئين وهواة الراديو المتمرسين. وهذا أمر مفهوم. إنه مكون لا غنى عنه في مكبرات الصوت ذات التردد المنخفض (الصوت) الأكثر شيوعًا. سننظر في كيفية بناء مضخمات الترانزستور البسيطة.

استجابة تردد مكبر للصوت

في أي جهاز استقبال تلفزيوني أو راديوي، في كل مركز موسيقى أو مضخم صوت، يمكنك العثور على مضخمات صوت ترانزستور (تردد منخفض - LF). يكمن الاختلاف بين مضخمات الصوت الترانزستورية والأنواع الأخرى في خصائص ترددها.

مضخم الصوتعلى الترانزستورات لديها استجابة تردد موحدة في نطاق التردد من 15 هرتز إلى 20 كيلو هرتز. وهذا يعني أن مكبر الصوت يحول (يضخم) جميع إشارات الإدخال بتردد ضمن هذا النطاق بالتساوي تقريبًا. يوضح الشكل أدناه منحنى استجابة التردد المثالي لمضخم الصوت في إحداثيات "كسب مكبر الصوت Ku - تردد إشارة الإدخال".

هذا المنحنى مسطح تقريبًا من 15 هرتز إلى 20 كيلو هرتز. وهذا يعني أنه يجب استخدام هذا المضخم خصيصًا لإشارات الإدخال بترددات تتراوح بين 15 هرتز و20 كيلو هرتز. بالنسبة لإشارات الإدخال ذات الترددات التي تزيد عن 20 كيلو هرتز أو أقل من 15 هرتز، تتدهور كفاءتها وجودتها بسرعة.

يتم تحديد نوع الاستجابة الترددية لمكبر الصوت بواسطة عناصر الراديو الكهربائية (ERE) لدائرته، وبشكل أساسي بواسطة الترانزستورات نفسها. عادةً ما يتم تجميع مضخم الصوت المعتمد على الترانزستور باستخدام ما يسمى بالترانزستورات منخفضة ومتوسطة التردد مع إجمالي عرض نطاق إشارة الإدخال من عشرات ومئات هرتز إلى 30 كيلو هرتز.

فئة تشغيل مكبر الصوت

وكما هو معروف، اعتمادا على درجة استمرارية تدفق التيار طوال فترة وجوده من خلال مرحلة تضخيم الترانزستور (المضخم)، يتم تمييز الفئات التالية من تشغيله: "A"، "B"، "AB"، "C"، "د".

في فئة التشغيل، يتدفق التيار "A" عبر السلسلة لمدة 100% من فترة إشارة الدخل. يتم توضيح عملية التتالي في هذه الفئة من خلال الشكل التالي.

في فئة التشغيل لمرحلة مكبر الصوت "AB"، يتدفق التيار من خلالها لأكثر من 50%، ولكن أقل من 100% من فترة إشارة الدخل (انظر الشكل أدناه).

في فئة تشغيل المرحلة "B"، يتدفق التيار من خلالها لمدة 50% بالضبط من فترة إشارة الدخل، كما هو موضح في الشكل.

أخيرًا، في مرحلة التشغيل من الفئة C، يتدفق التيار عبرها لأقل من 50% من فترة إشارة الدخل.

مضخم التردد المنخفض باستخدام الترانزستورات: تشويه في فئات التشغيل الرئيسية

في منطقة العمل، يتمتع مضخم الترانزستور من الفئة "A" بمستوى منخفض من التشوه غير الخطي. ولكن إذا كانت الإشارة لديها ارتفاعات في الجهد النبضي، مما يؤدي إلى تشبع الترانزستورات، فستظهر التوافقيات الأعلى (حتى الحادي عشر) حول كل توافقي "قياسي" لإشارة الخرج. وهذا يسبب ظاهرة ما يسمى بالترانزستور، أو الصوت المعدني.

إذا كانت مضخمات الطاقة ذات التردد المنخفض التي تستخدم الترانزستورات تحتوي على مصدر طاقة غير مستقر، فإن إشارات الخرج الخاصة بها يتم تعديل سعتها بالقرب من تردد التيار الكهربائي. وهذا يؤدي إلى صوت خشن عند الحافة اليسرى لاستجابة التردد. الطرق المختلفة لتثبيت الجهد تجعل تصميم مكبر الصوت أكثر تعقيدًا.

لا تتجاوز الكفاءة النموذجية لمكبر الصوت من الفئة A أحادي الطرف 20% بسبب الترانزستور المفتوح باستمرار والتدفق المستمر لمكون تيار ثابت. يمكنك عمل مضخم دفع وسحب من الفئة A، وستزداد الكفاءة قليلاً، لكن نصف موجات الإشارة ستصبح غير متماثلة أكثر. يؤدي نقل سلسلة من فئة التشغيل "A" إلى فئة التشغيل "AB" إلى مضاعفة التشوهات غير الخطية أربع مرات، على الرغم من زيادة كفاءة دائرتها.

وفي مكبرات الصوت من الفئة "AB" و"B"، يزداد التشوه مع انخفاض مستوى الإشارة. يريد المرء بشكل لا إرادي رفع صوت مكبر الصوت هذا لتجربة قوة الموسيقى وديناميكياتها بشكل كامل ، ولكن هذا لا يساعد كثيرًا في كثير من الأحيان.

درجات العمل المتوسطة

فئة العمل "A" لها اختلاف - الفئة "A+". في هذه الحالة ، تعمل ترانزستورات الإدخال ذات الجهد المنخفض لمكبر الصوت من هذه الفئة في الفئة "أ" ، والترانزستورات ذات الجهد العالي لمكبر الصوت ، عندما تتجاوز إشارات الإدخال الخاصة بها مستوى معين ، تنتقل إلى الفئات "ب" أو "أ ب". إن كفاءة هذه الشلالات أفضل مما هي عليه في الفئة النقية "أ"، والتشوهات غير الخطية أقل (تصل إلى 0.003٪). ومع ذلك، فهي تتمتع أيضًا بصوت "معدني" بسبب وجود توافقيات أعلى في إشارة الخرج.

في مكبرات الصوت من فئة أخرى - "AA" تكون درجة التشوه غير الخطي أقل - حوالي 0.0005٪، ولكن توجد أيضًا توافقيات أعلى.

العودة إلى مضخم الترانزستور من الفئة أ؟

اليوم، يدعو العديد من الخبراء في مجال إعادة إنتاج الصوت عالي الجودة إلى العودة إلى مكبرات الصوت الأنبوبية، نظرًا لأن مستوى التشوهات غير الخطية والتوافقيات الأعلى التي يقدمونها في إشارة الخرج أقل بشكل واضح من مستوى الترانزستورات. ومع ذلك، فإن هذه المزايا يقابلها إلى حد كبير الحاجة إلى محول مطابق بين مرحلة إخراج الأنبوب عالي المعاوقة ومكبرات الصوت منخفضة المعاوقة. ومع ذلك، يمكن صنع مضخم ترانزستور بسيط بخرج محول، كما هو موضح أدناه.

هناك أيضًا وجهة نظر مفادها أنه لا يمكن توفير جودة الصوت النهائية إلا من خلال مضخم ترانزستور أنبوبي هجين، وجميع مراحله أحادية الطرف وغير مغطاة وتعمل في الفئة "أ". أي أن مكرر الطاقة هذا عبارة عن مكبر للصوت مزود بترانزستور واحد. يمكن أن تتمتع دائرتها بأقصى قدر من الكفاءة التي يمكن تحقيقها (في الفئة "أ") بما لا يزيد عن 50%. لكن لا تعد قوة مكبر الصوت أو فعاليته مؤشرين على جودة إعادة إنتاج الصوت. في هذه الحالة، تكتسب جودة وخطية خصائص جميع ERE في الدائرة أهمية خاصة.

وبما أن الدوائر ذات النهاية الواحدة تكتسب هذا المنظور، فسوف ننظر في الاختلافات المحتملة أدناه.

مضخم أحادي الطرف مزود بترانزستور واحد

تظهر دائرتها، المصنوعة من باعث مشترك ووصلات RC لإشارات الإدخال والإخراج للتشغيل في الفئة "A"، في الشكل أدناه.

يُظهر الترانزستور Q1 للهيكل n-p-n. يتم توصيل المجمع الخاص به بالطرف الموجب +Vcc من خلال المقاوم المحدد للتيار R3، ويتم توصيل الباعث بالطرف -Vcc. سيكون للمضخم المعتمد على ترانزستور بنية pnp نفس الدائرة، لكن أطراف إمداد الطاقة ستتغير أماكنها.

C1 عبارة عن مكثف فصل يتم من خلاله فصل مصدر إشارة دخل التيار المتردد عن مصدر جهد التيار المستمر Vcc. في هذه الحالة، لا يمنع C1 مرور تيار الإدخال المتناوب عبر وصلة الباعث الأساسي للترانزستور Q1. تشكل المقاومات R1 و R2 مع مقاومة الوصلة E - B Vcc لتحديد نقطة تشغيل الترانزستور Q1 في الوضع الثابت. القيمة النموذجية لهذه الدائرة هي R2 = 1 كيلو أوم، وموضع نقطة التشغيل هو Vcc/2. R3 هو مقاوم الحمل لدائرة المجمع ويعمل على إنشاء جهد التيار المترددإشارة الإخراج.

لنفترض أن Vcc = 20 V، R2 = 1 كيلو أوم، وكسب التيار h = 150. نختار الجهد عند الباعث Ve = 9 V، ويُؤخذ انخفاض الجهد عبر الوصلة "E - B" مساويًا لـ Vbe = 0.7 V. هذه القيمة تتوافق مع ما يسمى بترانزستور السيليكون. إذا كنا نفكر في مضخم يعتمد على ترانزستورات الجرمانيوم، فإن انخفاض الجهد عبر الوصلة المفتوحة "E - B" سيكون مساويًا لـ Vbe = 0.3 V.

تيار الباعث يساوي تقريباً تيار المجمع

أي = 9 فولت/1 كيلو أوم = 9 مللي أمبير ≈ إيك.

التيار الأساسي Ib = Ic/h = 9 مللي أمبير/150 = 60 ميكرو أمبير.

انخفاض الجهد عبر المقاوم R1

V(R1) = Vcc - Vb = Vcc - (Vbe + Ve) = 20 فولت - 9.7 فولت = 10.3 فولت،

R1 = V(R1)/Ib = 10.3 فولت/60 ميكرو أمبير = 172 كيلو أوم.

هناك حاجة إلى C2 لإنشاء دائرة لتمرير المكون المتناوب لتيار الباعث (في الواقع تيار المجمع). إذا لم يكن هناك، فإن المقاوم R2 سيحد بشكل كبير من المكون المتغير، بحيث يكون لمضخم الترانزستور ثنائي القطب المعني كسب تيار منخفض.

في حساباتنا، افترضنا أن Ic = Ib h، حيث Ib هو تيار القاعدة الذي يتدفق إليه من الباعث وينشأ عند تطبيق جهد متحيز على القاعدة. ومع ذلك، فإن تيار التسرب من المجمع Icb0 يتدفق دائمًا عبر القاعدة (سواء مع أو بدون انحياز). ولذلك فإن تيار المجمع الحقيقي يساوي Ic = Ib h + Icb0 h، أي. يتم تضخيم تيار التسرب في الدائرة ذات OE بمقدار 150 مرة. إذا كنا نفكر في مكبر للصوت يعتمد على ترانزستورات الجرمانيوم، فيجب أن يؤخذ هذا الظرف بعين الاعتبار في الحسابات. والحقيقة هي أن لديهم Icb0 كبير بترتيب عدة μA. بالنسبة للسيليكون، فهو أصغر بثلاث مرات (حوالي عدة nA)، لذلك عادة ما يتم إهماله في الحسابات.

مضخم صوت أحادي الطرف مع ترانزستور MOS

مثل أي مكبر للصوت ترانزستورات التأثير الميداني، الدائرة قيد النظر لها نظيرها بين مكبرات الصوت. لذلك، دعونا نفكر في نظير للدائرة السابقة مع باعث مشترك. إنه مصنوع من مصدر مشترك ووصلات RC لإشارات الإدخال والإخراج للتشغيل في الفئة "A" وهو موضح في الشكل أدناه.

هنا C1 هو نفس مكثف الفصل، الذي من خلاله يتم فصل مصدر إشارة دخل التيار المتردد عن مصدر جهد التيار المستمر Vdd. كما تعلم، فإن أي مضخم يعتمد على ترانزستورات التأثير الميداني يجب أن تكون إمكانات بوابة ترانزستورات MOS الخاصة به أقل من إمكانات مصادرها. في هذه الدائرة، يتم تأريض البوابة بواسطة المقاوم R1، والذي عادة ما يكون له مقاومة عالية (من 100 كيلو أوم إلى 1 ميجا أوم) بحيث لا يقوم بتحويل إشارة الدخل. لا يوجد عمليا أي تيار يمر عبر R1، وبالتالي فإن إمكانات البوابة في حالة عدم وجود إشارة دخل تساوي إمكانات الأرض. جهد المصدر أعلى من جهد الأرض بسبب انخفاض الجهد عبر المقاومة R2. وبالتالي، فإن إمكانات البوابة أقل من إمكانات المصدر، وهو أمر ضروري للتشغيل العادي للQ1. المكثف C2 والمقاوم R3 لهما نفس الغرض كما في الدائرة السابقة. نظرًا لأن هذه دائرة مصدر مشتركة، فإن إشارات الإدخال والإخراج تكون خارج الطور بمقدار 180 درجة.

مكبر للصوت مع إخراج المحولات

مكبر الصوت الترانزستور البسيط الثالث أحادي المرحلة، الموضح في الشكل أدناه، مصنوع أيضًا وفقًا لدائرة باعث مشترك للتشغيل في الفئة "أ"، ولكنه متصل بمكبر صوت منخفض المقاومة من خلال محول مطابق.

يقوم الملف الأساسي للمحول T1 بتحميل دائرة المجمع للترانزستور Q1 ويطور إشارة الخرج. ينقل T1 إشارة الخرج إلى مكبر الصوت ويطابق مقاومة خرج الترانزستور مع مقاومة مكبر الصوت المنخفضة (في حدود بضعة أوم).

يضمن مقسم الجهد الخاص بمصدر طاقة المجمع Vcc، الذي تم تجميعه على المقاومات R1 و R3، اختيار نقطة تشغيل الترانزستور Q1 (توفير جهد متحيز لقاعدته). الغرض من العناصر المتبقية لمكبر الصوت هو نفسه كما في الدوائر السابقة.

مضخم صوت يعمل بالدفع والسحب

يقوم مضخم LF ذو الدفع والسحب مع اثنين من الترانزستورات بتقسيم تردد الإدخال إلى نصف موجتين مضادتين للطور، يتم تضخيم كل منهما بواسطة مرحلة الترانزستور الخاصة بها. بعد إجراء مثل هذا التضخيم، يتم دمج الموجات النصفية في إشارة توافقية كاملة، والتي يتم إرسالها إلى نظام السماعات. مثل هذا التحول للإشارة ذات التردد المنخفض (التقسيم وإعادة الدمج) يؤدي بطبيعة الحال إلى تشويه لا رجعة فيه، وذلك بسبب اختلاف التردد والخصائص الديناميكية لترانزستورات الدائرة. تقلل هذه التشوهات من جودة الصوت عند خرج مكبر الصوت.

لا تقوم مكبرات الصوت ذات الدفع والسحب التي تعمل في الفئة "أ" بإعادة إنتاج الإشارات الصوتية المعقدة بشكل جيد بما فيه الكفاية، حيث يتدفق تيار مباشر ذو حجم متزايد بشكل مستمر في أذرعها. يؤدي هذا إلى عدم تناسق نصف موجات الإشارة وتشوه الطور وفقدان وضوح الصوت في النهاية. عند التسخين، يعمل ترانزستوران قويان على مضاعفة تشويه الإشارة في الترددات المنخفضة والأشعة تحت الحمراء. ولكن لا تزال الميزة الرئيسية لدائرة الدفع والسحب هي كفاءتها المقبولة وزيادة طاقة الخرج.

يظهر الشكل دائرة الدفع والسحب لمضخم الطاقة باستخدام الترانزستورات.

هذا مكبر للصوت للتشغيل في الفئة "A"، ولكن يمكن استخدام الفئة "AB" وحتى "B".

مضخم طاقة ترانزستور بدون محول

المحولات، على الرغم من النجاحات في تصغيرها، لا تزال تظل الأجهزة الإلكترونية الأكثر ضخامة وأثقل وأغلى. لذلك، تم العثور على طريقة لإزالة المحول من دائرة الدفع والسحب من خلال تنفيذه على ترانزستورين متكاملين قويين من أنواع مختلفة (n-p-n وp-n-p). تستخدم معظم مضخمات الطاقة الحديثة هذا المبدأ على وجه التحديد وهي مصممة للعمل في الفئة "B". تظهر دائرة مضخم الطاقة هذا في الشكل أدناه.

يتم توصيل كل من الترانزستورات الخاصة به وفقًا لدائرة مع مجمع مشترك (تابع الباعث). لذلك، تقوم الدائرة بنقل جهد الدخل إلى الخرج دون تضخيم. إذا لم تكن هناك إشارة دخل، فإن كلا الترانزستورين يكونان على حدود حالة التشغيل، لكنهما في نفس الوقت متوقفان عن العمل.

عندما يتم تطبيق إشارة توافقية على المدخلات، فإن نصف الموجة الإيجابية تفتح TR1، ولكنها تتغير الترانزستور بي إن بي TR2 في وضع القطع بالكامل. وبالتالي، فإن نصف الموجة الإيجابية فقط للتيار المضخم هي التي تتدفق عبر الحمل. تفتح نصف الموجة السالبة لإشارة الإدخال TR2 فقط وتغلق TR1، بحيث يتم توفير نصف الموجة السالبة للتيار المضخم للحمل. ونتيجة لذلك، يتم إطلاق إشارة جيبية كاملة الطاقة (بسبب التضخيم الحالي) عند الحمل.

مكبر للصوت الترانزستور واحد

لفهم ما سبق، دعونا نجمع مكبر صوت بسيط باستخدام الترانزستورات بأيدينا ونكتشف كيف يعمل.

كحمل لترانزستور T منخفض الطاقة من النوع BC107، سنقوم بتشغيل سماعات الرأس بمقاومة 2-3 كيلو أوم، وسنطبق جهدًا متحيزًا على القاعدة من المقاوم عالي المقاومة R* بمقدار 1 ميجا أوم، و سنقوم بتضمين مكثف إلكتروليتي منفصل C بسعة 10 μF إلى 100 μF في الدائرة الأساسية T. قم بتشغيل الدائرة وسنستخدم 4.5 فولت / 0.3 أمبير من البطارية.

إذا كان المقاوم R* غير متصل، فلن يكون هناك تيار أساسي Ib ولا تيار مجمع Ic. إذا تم توصيل المقاوم، فإن الجهد عند القاعدة يرتفع إلى 0.7 فولت ويتدفق من خلاله تيار Ib = 4 μA. الكسب الحالي للترانزستور هو 250، مما يعطي Ic = 250Ib = 1 مللي أمبير.

بعد أن قمنا بتجميع مضخم ترانزستور بسيط بأيدينا، يمكننا الآن اختباره. قم بتوصيل سماعات الرأس ووضع إصبعك على النقطة 1 من الرسم التخطيطي. سوف تسمع ضجيجا. يستشعر جسمك إشعاع مصدر الطاقة بتردد 50 هرتز. الضجيج الذي تسمعه من سماعات الرأس هو هذا الإشعاع، الذي يتم تضخيمه فقط بواسطة الترانزستور. دعونا نشرح هذه العملية بمزيد من التفصيل. يتم توصيل جهد تيار متردد بتردد 50 هرتز بقاعدة الترانزستور من خلال المكثف C. إن جهد القاعدة الآن يساوي مجموع جهد إزاحة التيار المستمر (حوالي 0.7 فولت) القادم من المقاوم R* وجهد إصبع التيار المتردد. ونتيجة لذلك، يتلقى تيار المجمع مكونًا متناوبًا بتردد 50 هرتز. يتم استخدام هذا التيار المتردد لتحريك غشاء السماعة ذهابًا وإيابًا بنفس التردد، مما يعني أننا سنكون قادرين على سماع نغمة 50 هرتز عند الإخراج.

إن الاستماع إلى مستوى ضوضاء يبلغ 50 هرتز ليس أمرًا مثيرًا للاهتمام، لذا يمكنك توصيل مصادر الإشارة منخفضة التردد (مشغل الأقراص المضغوطة أو الميكروفون) بالنقطتين 1 و2 وسماع كلام أو موسيقى مضخمة.

لقد أصبحوا شيئًا من الماضي، والآن، من أجل تجميع أي مكبر صوت بسيط، لم يعد يتعين عليك النضال مع الحسابات وتثبيت لوحة دوائر مطبوعة كبيرة.

الآن يتم تصنيع جميع معدات التضخيم الرخيصة تقريبًا باستخدام الدوائر الدقيقة. الأكثر انتشارًا هي شرائح TDA لتضخيم الإشارات الصوتية. حاليا يتم استخدامها في أجهزة راديو السيارة، في مكبرات الصوت النشطة، في مكبرات الصوت المنزلية وفي العديد من مكبرات الصوت الأخرى وتبدو كما يلي:

إيجابيات رقائق TDA

1. من أجل تجميع مكبر للصوت عليها، يكفي توفير الطاقة، وتوصيل مكبرات الصوت والعديد من عناصر الراديو.
2. أبعاد هذه الدوائر الدقيقة صغيرة جدًا، لكن يجب وضعها على المبرد، وإلا فإنها ستصبح ساخنة جدًا.
3. يتم بيعها في أي متجر راديو. هناك بعض الأشياء الموجودة على علي تكون باهظة الثمن بعض الشيء إذا اشتريتها من متاجر التجزئة.
4. لديهم وسائل حماية مدمجة وخيارات أخرى، مثل كتم الصوت، وما إلى ذلك. ولكن وفقا لملاحظاتي، فإن الحماية لا تعمل بشكل جيد للغاية، لذلك غالبا ما تموت الدوائر الدقيقة إما من ارتفاع درجة الحرارة أو من. لذلك يُنصح بعدم تقصير دبابيس الدائرة الدقيقة مع بعضها البعض وعدم ارتفاع درجة حرارة الدائرة الدقيقة عن طريق إخراج جميع العصائر منها.
5. سعر. لن أقول أنها مكلفة للغاية. من حيث السعر والوظائف، ليس لديهم متساوين.

مضخم صوت أحادي القناة على TDA7396

لنقم ببناء مضخم صوت بسيط أحادي القناة باستخدام شريحة TDA7396. في وقت كتابة هذا التقرير، أخذته بسعر 240 روبل. تشير ورقة البيانات الخاصة بالشريحة إلى أن هذه الشريحة يمكنها إخراج ما يصل إلى 45 وات في حمل 2 أوم. أي أنه إذا قمت بقياس مقاومة ملف السماعة وكانت حوالي 2 أوم، فمن الممكن تمامًا الحصول عليها ذروة القوةبقوة 45 واط.هذه القوة كافية لترتيب ديسكو في الغرفة ليس فقط لنفسك، ولكن أيضًا لجيرانك وفي نفس الوقت تحصل على صوت متواضع، والذي، بالطبع، لا يمكن مقارنته بمكبرات الصوت عالية الدقة.

هنا هو pinout من الدائرة الدقيقة:

سنقوم بتجميع مكبر الصوت الخاص بنا وفقًا لمخطط نموذجي، والذي تم إرفاقه في ورقة البيانات نفسها:

نطبق +V على الساق 8، ولا شيء على الساق 4. لذلك سيبدو الرسم البياني كما يلي:

Vs هو جهد الإمداد. يمكن أن يكون من 8 إلى 18 فولت. "IN+" و"IN-" – هنا نخدم الضعفاء زمارة. نعلق مكبر الصوت على الساقين الخامسة والسابعة. لقد وضعنا المحطة السادسة على ناقص.

هنا تجميعي المثبت على الحائط

لم أستخدم المكثفات عند مدخلات الطاقة 100nF و1000uF، نظرًا لأن لدي بالفعل جهدًا نقيًا يأتي من مصدر الطاقة.

لقد هزت مكبر الصوت بالمعلمات التالية:

كما ترون، مقاومة الملف هي 4 أوم. يشير نطاق التردد إلى أنه نوع مضخم صوت.

وهذا ما يبدو عليه فرعي في السكن العصامي:

حاولت تصوير فيديو لكن الصوت في الفيديو سيء جداً. لكن لا يزال بإمكاني القول إن الهاتف ذو الطاقة المتوسطة كان يدق بالفعل بشدة لدرجة أن أذني كانت تدور، على الرغم من أن استهلاك الدائرة بأكملها في حالة العمل كان حوالي 10 واط فقط (مضرب 14.3 × 0.73). في هذا المثال، أخذت الجهد كما هو الحال في السيارة، أي 14.4 فولت، وهو ضمن نطاق التشغيل لدينا من 8 إلى 18 فولت.

إذا لم يكن لديك مصدر قويمصدر الطاقة، ثم يمكن تجميعها وفقا لهذا المخطط.

لا تعلق على هذه الشريحة بالذات. هؤلاء رقائق TDAوكما قلت هناك أنواع كثيرة. يقوم بعضها بتضخيم إشارة الاستريو ويمكنه إخراج الصوت إلى 4 مكبرات صوت في وقت واحد، كما يحدث في راديو السيارة. لذلك لا تكن كسولًا للبحث في الإنترنت والعثور على TDA المناسب. بعد الانتهاء من التجميع، اسمح لجيرانك بفحص مكبر الصوت الخاص بك عن طريق إدارة مقبض الصوت حتى الوصول إلى البالاليكا وإمالة مكبر الصوت القوي على الحائط).

لكن في المقالة قمت بتجميع مكبر للصوت باستخدام شريحة TDA2030A

لقد اتضح الأمر بشكل جيد للغاية، منذ أن حدث ذلك مع TDA2030A أفضل الخصائصمن TDA7396

سأرفق أيضًا، من أجل التنوع، مخططًا آخر من أحد المشتركين الذي يعمل مكبر الصوت TDA 1557Q الخاص به بشكل صحيح لأكثر من 10 سنوات متتالية:

مكبرات الصوت على Aliexpress

لقد وجدت أيضًا مجموعات أدوات على Ali على TDA. على سبيل المثال، هذا واحد مكبر للصوت ستيريو 15 واط لكل قناة مقابل 1 دولار. هذه القوة كافية تمامًا للتسكع في غرفتك والاستماع إلى مقطوعاتك المفضلة.

يمكنك شرائه.

لكن إنه جاهز على الفور

وبشكل عام، هناك الكثير من وحدات مكبر الصوت هذه على Aliexpress. انقر فوق هذا الرابط واختر أي مضخم صوت تريده.

يمكن أن يكون مضخم الترانزستور البسيط أداة جيدة لدراسة خصائص الأجهزة. الدوائر والتصميمات بسيطة للغاية؛ يمكنك صنع الجهاز بنفسك والتحقق من تشغيله وإجراء قياسات لجميع المعلمات. بفضل الترانزستورات ذات التأثير الميداني الحديثة، من الممكن صنع مضخم ميكروفون مصغر من ثلاثة عناصر حرفيًا. وقم بتوصيله بجهاز كمبيوتر شخصي لتحسين معلمات تسجيل الصوت. وسوف يسمع المحاورون أثناء المحادثات كلامك بشكل أفضل وأكثر وضوحًا.

خصائص التردد

توجد مكبرات الصوت ذات التردد المنخفض (الصوتي) في جميع الأجهزة المنزلية تقريبًا - أنظمة الاستريو وأجهزة التلفزيون وأجهزة الراديو ومسجلات الأشرطة وحتى أجهزة الكمبيوتر الشخصية. ولكن هناك أيضًا مكبرات صوت للترددات اللاسلكية تعتمد على الترانزستورات والمصابيح والدوائر الدقيقة. الفرق بينهما هو أن ULF يسمح لك بتضخيم الإشارة فقط تردد الصوتوالتي تدركها الأذن البشرية. تسمح لك مضخمات الصوت الترانزستورية بإعادة إنتاج الإشارات بترددات تتراوح من 20 هرتز إلى 20000 هرتز.

وبالتالي، حتى أبسط جهاز يمكنه تضخيم الإشارة في هذا النطاق. ويفعل ذلك بالتساوي قدر الإمكان. يعتمد الكسب بشكل مباشر على تردد إشارة الإدخال. الرسم البياني لهذه الكميات يكاد يكون خطًا مستقيمًا. إذا تم تطبيق إشارة بتردد خارج النطاق على دخل مكبر الصوت، فسوف تنخفض جودة التشغيل وكفاءة الجهاز بسرعة. يتم تجميع شلالات ULF، كقاعدة عامة، باستخدام الترانزستورات العاملة في نطاقات التردد المنخفضة والمتوسطة.

فئات تشغيل مكبرات الصوت

تنقسم جميع أجهزة التضخيم إلى عدة فئات حسب درجة تدفق التيار عبر الشلال أثناء فترة التشغيل:

1. الفئة "أ" - يتدفق التيار بدون توقف خلال كامل فترة تشغيل مرحلة مكبر الصوت.
2. في فئة العمل "B"، يتدفق التيار لمدة نصف فترة.
3. الفئة "AB" تعني أن التيار يتدفق عبر مرحلة المضخم لفترة زمنية تعادل 50-100% من الفترة.
4. في الوضع "ج". التيار الكهربائيلقد انقضى أقل من نصف وقت التشغيل.
5. تم استخدام وضع ULF "D" في ممارسة راديو الهواة مؤخرًا - ما يزيد قليلاً عن 50 عامًا. وفي معظم الحالات، يتم تنفيذ هذه الأجهزة على أساس عناصر رقمية وتتمتع بكفاءة عالية جدًا - تزيد عن 90%.

وجود تشويه في فئات مختلفة من مكبرات الصوت ذات التردد المنخفض

تتميز منطقة العمل لمضخم الترانزستور من الفئة "A" بتشوهات غير خطية صغيرة إلى حد ما. إذا كانت الإشارة الواردة تنبعث منها نبضات أكثر الجهد العاليوهذا يؤدي إلى تشبع الترانزستورات. في إشارة الخرج، تبدأ الإشارات الأعلى في الظهور بالقرب من كل توافقي (حتى 10 أو 11). ولهذا السبب، يظهر صوت معدني، مميز فقط لمكبرات الصوت الترانزستور.

إذا كان مصدر الطاقة غير مستقر، فسيتم تصميم إشارة الخرج في السعة بالقرب من تردد التيار الكهربائي. سوف يصبح الصوت أكثر قسوة على الجانب الأيسر من استجابة التردد. ولكن كلما كان استقرار مصدر طاقة مكبر الصوت أفضل، أصبح تصميم الجهاز بأكمله أكثر تعقيدًا. تتمتع ULFs العاملة في الفئة "أ" بكفاءة منخفضة نسبيًا - أقل من 20٪. والسبب هو أن الترانزستور مفتوح باستمرار ويتدفق التيار من خلاله باستمرار.

لزيادة الكفاءة (وإن كانت طفيفة)، يمكنك استخدام دوائر الدفع والسحب. أحد العوائق هو أن نصف الموجات لإشارة الخرج تصبح غير متماثلة. إذا قمت بالانتقال من الفئة "أ" إلى "AB"، فإن التشوهات غير الخطية ستزيد بمقدار 3-4 مرات. لكن كفاءة دائرة الجهاز بأكملها ستستمر في الزيادة. تصف فئتا ULF "AB" و"B" الزيادة في التشوه مع انخفاض مستوى الإشارة عند الإدخال. ولكن حتى لو قمت برفع مستوى الصوت، فلن يساعد ذلك في التخلص تماما من أوجه القصور.

العمل في الصفوف المتوسطة

كل فئة لديها عدة أصناف. على سبيل المثال، هناك فئة من مكبرات الصوت "A+". تعمل فيه ترانزستورات الإدخال (الجهد المنخفض) في الوضع "A". لكن تلك ذات الجهد العالي المثبتة في مراحل الإخراج تعمل إما في "B" أو "AB". تعتبر مكبرات الصوت هذه أكثر اقتصادا بكثير من تلك العاملة في الفئة "أ". يوجد عدد أقل بشكل ملحوظ من التشوهات غير الخطية - لا يزيد عن 0.003%. يمكن تحقيق نتائج أفضل باستخدام الترانزستورات ثنائية القطب. سيتم مناقشة مبدأ تشغيل مكبرات الصوت بناءً على هذه العناصر أدناه.

ولكن لا يزال هناك عدد كبير من التوافقيات الأعلى في إشارة الخرج، مما يتسبب في أن يصبح الصوت معدنيًا بشكل مميز. هناك أيضًا دوائر مضخمة تعمل في الفئة "AA". وفيها تكون التشوهات غير الخطية أقل - تصل إلى 0.0005٪. لكن العيب الرئيسي لمكبرات الصوت الترانزستور لا يزال موجودًا - الصوت المعدني المميز.

التصاميم "البديلة".

هذا لا يعني أنها بديلة، ولكن بعض المتخصصين المشاركين في تصميم وتجميع مكبرات الصوت لإعادة إنتاج الصوت عالي الجودة يفضلون بشكل متزايد تصميمات الأنابيب. تتمتع مكبرات الصوت الأنبوبية بالمزايا التالية:

1. مستوى منخفض جدًا من التشوه غير الخطي في إشارة الخرج.
2. هناك توافقيات أعلى أقل من تصميمات الترانزستور.

ولكن هناك عيبًا كبيرًا يفوق كل المزايا - فأنت بالتأكيد بحاجة إلى تثبيت جهاز للتنسيق. النقطة هي أن مرحلة الأنبوبمقاومة عالية جدًا - عدة آلاف من الأوم. لكن مقاومة لف السماعة هي 8 أو 4 أوم. لتنسيقها، تحتاج إلى تثبيت محول.

بالطبع هذا ليس عيبًا كبيرًا جدًا - فهناك أيضًا أجهزة ترانزستور تستخدم المحولات لتتناسب مع مرحلة الإخراج و نظام مكبر الصوت. يجادل بعض الخبراء بأن المخطط الأكثر فعالية هو المخطط المختلط الذي يستخدمونه مكبرات صوت مفردة النهاية، لا تغطيها السلبية تعليق. علاوة على ذلك، تعمل كل هذه الشلالات في الوضع فئة أولف"أ". بمعنى آخر، يتم استخدام مضخم الطاقة الموجود على الترانزستور كمكرر.

علاوة على ذلك، فإن كفاءة هذه الأجهزة عالية جدًا - حوالي 50٪. لكن لا ينبغي عليك التركيز فقط على مؤشرات الكفاءة والطاقة - فهي لا تشير إلى الجودة العالية لإعادة إنتاج الصوت بواسطة مكبر الصوت. تعتبر خطية الخصائص وجودتها أكثر أهمية. لذلك، عليك أن تولي اهتماما لهم في المقام الأول، وليس إلى السلطة.

دائرة ULF أحادية الطرف على الترانزستور

أبسط مكبر للصوت، مبني على دائرة باعث مشتركة، يعمل في الفئة "أ". تستخدم الدائرة عنصر أشباه الموصلات ببنية n-p-n. يتم تثبيت المقاومة R3 في دائرة المجمع، مما يحد من تدفق التيار. يتم توصيل دائرة المجمع بسلك الطاقة الموجب، ودائرة الباعث متصلة بالسلك السالب. في حالة استخدام ترانزستورات أشباه الموصلات ذات الهيكل دائرة بي ان بيسيكون هو نفسه تمامًا، ما عليك سوى تغيير القطبية.

باستخدام مكثف الفصل C1، من الممكن فصل إشارة الدخل المتناوب عن مصدر التيار المباشر. في هذه الحالة، لا يشكل المكثف عائقًا أمام تدفق التيار المتردد على طول مسار الباعث الأساسي. تمثل المقاومة الداخلية لوصلة قاعدة الباعث مع المقاومات R1 و R2 أبسط مقسم جهد الإمداد. عادة، يتمتع المقاوم R2 بمقاومة تبلغ 1-1.5 كيلو أوم - وهي القيم الأكثر شيوعًا لمثل هذه الدوائر. في هذه الحالة، يتم تقسيم جهد الإمداد إلى النصف تمامًا. وإذا قمت بتشغيل الدائرة بجهد 20 فولت، يمكنك أن ترى أن قيمة الكسب الحالي h21 ستكون 150. تجدر الإشارة إلى أن مكبرات الصوت HF على الترانزستورات مصنوعة وفقًا لدوائر مماثلة، فهي تعمل فقط بشكل مختلف قليلا.

في هذه الحالة، جهد الباعث هو 9 فولت والانخفاض في القسم "E-B" من الدائرة هو 0.7 فولت (وهو أمر نموذجي للترانزستورات الموجودة على بلورات السيليكون). إذا نظرنا إلى مكبر للصوت يعتمد على ترانزستورات الجرمانيوم، ففي هذه الحالة سيكون انخفاض الجهد في القسم "E-B" مساوياً لـ 0.3 فولت. وسيكون التيار في دائرة المجمع مساوياً لذلك المتدفق في الباعث. يمكنك حسابه عن طريق قسمة جهد الباعث على المقاومة R2 - 9V/1 كيلو أوم = 9 مللي أمبير. لحساب قيمة تيار القاعدة، تحتاج إلى قسمة 9 مللي أمبير على الكسب h21 - 9 مللي أمبير/150 = 60 ميكرو أمبير. عادة ما يتم استخدام تصميمات ULF الترانزستورات ثنائية القطب. مبدأ عملها يختلف عن تلك الميدانية.

على المقاوم R1، يمكنك الآن حساب قيمة الهبوط - وهذا هو الفرق بين جهد القاعدة وفولتية المصدر. في هذه الحالة، يمكن العثور على الجهد الأساسي باستخدام الصيغة - مجموع خصائص الباعث والانتقال "E-B". عند تشغيله من مصدر 20 فولت: 20 - 9.7 = 10.3. من هنا يمكنك حساب قيمة المقاومة R1 = 10.3 فولت/60 ميكرو أمبير = 172 كيلو أوم. تحتوي الدائرة على السعة C2، وهي ضرورية لتنفيذ دائرة يمكن من خلالها مرور المكون المتناوب لتيار الباعث.

إذا لم تقم بتركيب المكثف C2، فسيكون المكون المتغير محدودًا للغاية. ولهذا السبب، فإن مضخم الصوت المعتمد على الترانزستور سيكون له كسب تيار منخفض جدًا h21. من الضروري الانتباه إلى حقيقة أنه في الحسابات المذكورة أعلاه كان من المفترض أن تكون التيارات الأساسية والمجمعة متساوية. علاوة على ذلك، تم اعتبار أن التيار الأساسي هو الذي يتدفق إلى الدائرة من الباعث. يحدث هذا فقط إذا تم تطبيق جهد متحيز على الخرج الأساسي للترانزستور.

ولكن يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن تيار التسرب الخاص بالمجمع يتدفق دائمًا عبر الدائرة الأساسية، بغض النظر عن وجود التحيز. في دوائر الباعث المشترك، يتم تضخيم تيار التسرب بما لا يقل عن 150 مرة. ولكن عادةً ما يتم أخذ هذه القيمة في الاعتبار فقط عند حساب مكبرات الصوت بناءً على ترانزستورات الجرمانيوم. وفي حالة استخدام السيليكون، حيث يكون تيار الدائرة "K-B" صغيرًا جدًا، يتم إهمال هذه القيمة ببساطة.

مكبرات الصوت على أساس الترانزستورات MOS

يحتوي مضخم ترانزستور التأثير الميداني الموضح في الرسم التخطيطي على العديد من نظائره. بما في ذلك استخدام الترانزستورات ثنائية القطب. لذلك، يمكننا أن نعتبر، كمثال مشابه، تصميم مضخم صوت تم تجميعه وفقًا لدائرة ذات باعث مشترك. تُظهر الصورة دائرة مصنوعة وفقًا لدائرة مصدر مشتركة. يتم تجميع توصيلات RC على دوائر الإدخال والإخراج بحيث يعمل الجهاز في وضع مكبر الصوت من الفئة "A".

يتم فصل التيار المتردد من مصدر الإشارة عن جهد الإمداد المباشر بواسطة مكثف C1. يجب أن يكون لمضخم ترانزستور التأثير الميداني بالضرورة بوابة محتملة ستكون أقل من نفس خاصية المصدر. في الرسم البياني الموضح، يتم توصيل البوابة بالسلك المشترك عبر المقاوم R1. مقاومتها عالية جدًا - عادةً ما تستخدم المقاومات من 100 إلى 1000 كيلو أوم في التصميمات. ويتم اختيار مثل هذه المقاومة الكبيرة بحيث لا يتم تحويل إشارة الدخل.

هذه المقاومة لا تسمح تقريبًا بمرور التيار الكهربائي، ونتيجة لذلك فإن إمكانات البوابة (في حالة عدم وجود إشارة عند الإدخال) هي نفس إمكانات الأرض. عند المصدر، يتبين أن الجهد أعلى من الجهد الأرضي، وذلك فقط بسبب انخفاض الجهد عبر المقاومة R2. ومن هذا يتضح أن البوابة لديها إمكانات أقل من المصدر. وهذا هو بالضبط ما هو مطلوب للعمل الطبيعي للترانزستور. من الضروري الانتباه إلى حقيقة أن C2 و R3 في دائرة مكبر الصوت هذه لهما نفس الغرض كما في التصميم الذي تمت مناقشته أعلاه. ويتم إزاحة إشارة الدخل بالنسبة لإشارة الخرج بمقدار 180 درجة.

ULF مع محول في الإخراج

يمكنك صنع مثل هذا مكبر الصوت بيديك للاستخدام المنزلي. يتم تنفيذه وفقًا للمخطط الذي يعمل في الفئة "أ". التصميم هو نفس التصميم الذي تمت مناقشته أعلاه - مع باعث مشترك. إحدى الميزات هي أنك تحتاج إلى استخدام محول للمطابقة. وهذا هو عيب مضخم الصوت القائم على الترانزستور.

يتم تحميل دائرة مجمع الترانزستور بواسطة الملف الأولي، الذي يقوم بتطوير إشارة خرج تنتقل عبر الملف الثانوي إلى مكبرات الصوت. يتم تجميع مقسم الجهد على المقاومات R1 و R3، مما يسمح لك بتحديد نقطة تشغيل الترانزستور. توفر هذه الدائرة جهدًا متحيزًا للقاعدة. جميع المكونات الأخرى لها نفس الغرض مثل الدوائر التي تمت مناقشتها أعلاه.

مضخم صوت يعمل بالدفع والسحب

لا يمكن القول أن هذا مضخم ترانزستور بسيط، لأن تشغيله أكثر تعقيدا قليلا من تلك التي تمت مناقشتها سابقا. في ULFs الدفع والسحب، يتم تقسيم إشارة الدخل إلى موجتين نصفيتين، مختلفتين في الطور. ويتم تضخيم كل من هذه الموجات النصفية بواسطة شلالتها الخاصة المصنوعة على الترانزستور. بعد تضخيم كل نصف موجة، يتم توصيل كلتا الإشارتين وإرسالهما إلى مكبرات الصوت. مثل هذه التحولات المعقدة يمكن أن تسبب تشويه الإشارة، لأن الخصائص الديناميكية والترددية لاثنين من الترانزستورات، حتى من نفس النوع، ستكون مختلفة.

ونتيجة لذلك، تنخفض جودة الصوت عند خرج مكبر الصوت بشكل كبير. عند العمل مضخم الدفع والسحبفي الفئة "أ" لا يمكن إعادة إنتاج إشارة معقدة بجودة عالية. سبب - زيادة التياريتدفق باستمرار عبر أكتاف مكبر الصوت، وتكون الموجات النصفية غير متماثلة، وتحدث تشوهات الطور. يصبح الصوت أقل وضوحا، وعند تسخينه، يزداد تشويه الإشارة بشكل أكبر، خاصة عند الترددات المنخفضة والمنخفضة للغاية.

ULF بدون محول

مضخم الصوت الجهير القائم على الترانزستور، والذي تم تصنيعه باستخدام محول، على الرغم من حقيقة أن التصميم قد يكون له أبعاد صغيرة، لا يزال غير كامل. لا تزال المحولات ثقيلة وضخمة، لذا من الأفضل التخلص منها. دائرة مصنوعة من عناصر أشباه الموصلات التكميلية مع أنواع مختلفةالموصلية. يتم تصنيع معظم ULFs الحديثة وفقًا لهذه المخططات تمامًا وتعمل في الفئة "B".

يعمل الترانزستوران القويان المستخدمان في التصميم وفقًا لدائرة تابع للباعث (المجمع المشترك). في هذه الحالة، ينتقل جهد الدخل إلى الخرج دون خسارة أو ربح. إذا لم تكن هناك إشارة عند الإدخال، فإن الترانزستورات على وشك التشغيل، لكنها لا تزال متوقفة عن العمل. عند تطبيق إشارة توافقية على الإدخال، يفتح الترانزستور الأول بنصف موجة موجبة، ويكون الثاني في وضع القطع في هذا الوقت.

وبالتالي، فإن الموجات النصفية الموجبة فقط هي التي يمكنها المرور عبر الحمل. لكن السلبية تفتح الترانزستور الثاني وتطفئ الأول تمامًا. في هذه الحالة، تظهر فقط الموجات النصفية السلبية في الحمل. ونتيجة لذلك، تظهر الإشارة المضخمة بالطاقة عند مخرج الجهاز. تعتبر دائرة مكبر الصوت هذه التي تستخدم الترانزستورات فعالة جدًا ويمكن أن توفر تشغيلًا مستقرًا واستنساخ صوت عالي الجودة.

دائرة ULF على ترانزستور واحد

بعد دراسة جميع الميزات الموضحة أعلاه، يمكنك تجميع مكبر الصوت بيديك باستخدام طريقة بسيطة قاعدة العنصر. يمكن استخدام الترانزستور KT315 محليًا أو أيًا منه التناظرية الأجنبية- على سبيل المثال BC107. كحمل، تحتاج إلى استخدام سماعات الرأس بمقاومة 2000-3000 أوم. يجب تطبيق جهد متحيز على قاعدة الترانزستور من خلال مقاومة 1 MΩ ومكثف فصل 10 μF. يمكن تشغيل الدائرة من مصدر بجهد 4.5-9 فولت وتيار 0.3-0.5 أمبير.

إذا كانت المقاومة R1 غير متصلة، فلن يكون هناك تيار في القاعدة والمجمع. ولكن عند التوصيل، يصل الجهد إلى مستوى 0.7 فولت ويسمح بتدفق تيار يبلغ حوالي 4 ميكرو أمبير. في هذه الحالة، سيكون المكسب الحالي حوالي 250. ومن هنا يمكنك إجراء حساب بسيط لمكبر الصوت باستخدام الترانزستورات ومعرفة تيار المجمع - حيث يتبين أنه يساوي 1 مللي أمبير. بعد تجميع دائرة مضخم الترانزستور هذه، يمكنك اختبارها. قم بتوصيل الحمل بالإخراج - سماعات الرأس.

المس إدخال مكبر الصوت بإصبعك - يجب أن يظهر ضوضاء مميزة. إذا لم يكن الأمر كذلك، فمن المرجح أن يتم تجميع التصميم بشكل غير صحيح. تحقق مرة أخرى من جميع الاتصالات وتقييمات العناصر. لجعل العرض التوضيحي أكثر وضوحًا، قم بتوصيل مصدر الصوت بإدخال ULF - الإخراج من المشغل أو الهاتف. استمع إلى الموسيقى وقم بتقييم جودة الصوت.

مكبر للصوت الترانزستور واحد- التصميم معروض هنا ULF بسيطعلى ترانزستور واحد. بمخططات مماثلة بدأ العديد من هواة الراديو رحلتهم. بمجرد قيامنا بتجميع مكبر صوت بسيط، فإننا نسعى دائمًا لإنتاج جهاز أكثر قوة وأعلى جودة. وهكذا يستمر كل شيء ويستمر، وهناك دائمًا رغبة في صنع مضخم طاقة لا تشوبه شائبة.

يظهر أدناه أبسط مخططيتكون مكبر الصوت من ترانزستور ثنائي القطب وستة مكونات إلكترونية، بما في ذلك مكبر الصوت. تم إنشاء هذا التصميم لجهاز يعمل على تضخيم الصوت منخفض التردد خصيصًا لهواة الراديو المبتدئين. والغرض الرئيسي منه هو توضيح المبدأ البسيط لتشغيل مكبر الصوت، بحيث يتم تجميعه باستخدام الحد الأدنى لعدد العناصر الإلكترونية الراديوية.

يتمتع هذا مكبر الصوت بطبيعة الحال بقدرة منخفضة في البداية، فهو كبير الحجم ولا حاجة إليه. ومع ذلك، إذا قمت بتثبيت ترانزستور أكثر قوة ورفعت جهد الإمداد قليلاً، فيمكنك الحصول على حوالي 0.5 واط عند الخرج. ويعتبر هذا بالفعل قوة مناسبة تمامًا لمكبر الصوت بمثل هذا التصميم. في الرسم التخطيطي، من أجل الوضوح، يتم استخدام الترانزستور ثنائي القطب مع الموصلية n-p-n، ولكن يمكنك استخدام أي منها مع أي موصلية.

للحصول على خرج 0.5 واط، من الأفضل استخدام ترانزستورات ثنائية القطب قوية مثل KT819 أو نظائرها الأجنبية، على سبيل المثال 2N6288، 2N5490. يمكنك أيضًا استخدام ترانزستورات السيليكون من النوع KT805، ونظائرها الأجنبية هي BD148، BD149. يمكن ضبط المكثف الموجود في دائرة مسار الخرج على 0.1mF، على الرغم من أن قيمته الاسمية لا تلعب دورًا كبيرًا. ومع ذلك، فإنه يشكل حساسية الجهاز بالنسبة لتردد الإشارة الصوتية.

إذا قمت بتثبيت مكثف بسعة كبيرة، فسيكون الإخراج في الغالب ترددات منخفضة، وسيتم قطع القامة. والعكس صحيح، إذا كانت السعة صغيرة، فسيتم قطع الترددات المنخفضة وتمرير الترددات العالية. لذلك، يتم تحديد مكثف الإخراج هذا وتثبيته بناءً على تفضيلاتك فيما يتعلق بنطاق الصوت. يجب تحديد جهد الإمداد للدائرة في النطاق من 3 فولت إلى 12 فولت.

أود أيضًا أن أوضح أن مضخم الطاقة هذا مقدم لك فقط لأغراض العرض التوضيحي لإظهار مبدأ تشغيل مثل هذا الجهاز. سيكون صوت هذا الجهاز بالطبع بمستوى منخفض ولا يمكن مقارنته بالأجهزة عالية الجودة. عندما يزيد حجم التشغيل، سيظهر تشويه في شكل صفير في الديناميكيات.

يقدم محررو موقع "Two Schemes" مضخم صوت منخفض التردد بسيط ولكنه عالي الجودة يعتمد على ترانزستورات MOSFET. يجب أن تكون دائرته معروفة جيدًا لهواة الراديو وعشاق الموسيقى، حيث يبلغ عمرها حوالي 20 عامًا. تم تطوير الدائرة بواسطة أنتوني هولتون الشهير، ولهذا السبب يطلق عليها أحيانًا اسم ULF Holton. يتمتع نظام تضخيم الصوت بتشوه توافقي منخفض لا يتجاوز 0.1%، مع قوة حمل تبلغ حوالي 100 واط.

يعد مكبر الصوت هذا بديلاً لمكبرات الصوت الشائعة من سلسلة TDA ومكبرات الصوت المماثلة، لأنه بتكلفة أعلى قليلاً يمكنك الحصول على مكبر صوت بخصائص أفضل بشكل واضح.

الميزة الكبرى للنظام هو تصميمه البسيط ومرحلة الإخراج، التي تتكون من ترانزستورات MOS غير مكلفة. يمكن أن يعمل مكبر الصوت مع مكبرات صوت ذات مقاومة تبلغ 4 و8 أوم. التعديل الوحيد الذي يجب إجراؤه أثناء بدء التشغيل هو ضبط القيمة الحالية الهادئة لترانزستورات الإخراج.

رسم تخطيطي لـ UMZCH هولتون

مضخم هولتون على MOSFET - مخطط الدائرة

الدائرة عبارة عن مكبر صوت كلاسيكي على مرحلتين، ويتكون من مضخم إدخال تفاضلي ومضخم طاقة متماثل، حيث يعمل زوج واحد من ترانزستورات الطاقة. يظهر مخطط النظام أعلاه.

ثنائي الفينيل متعدد الكلور

لوحة الدوائر المطبوعة ULF - العرض النهائي

هنا هو الأرشيف مع ملفات PDF لوحة الدوائر المطبوعة — .

مبدأ تشغيل مكبر الصوت

تعمل الترانزستورات T4 (BC546) وT5 (BC546) في تكوين مضخم تفاضلي وهي مصممة ليتم تشغيلها بواسطة مصدر تيار مبني على أساس الترانزستورات T7 (BC546)، T10 (BC546) والمقاومات R18 (22 كيلو أوم)، R20. (680 أوم) وR12 (22 غرفة). إشارة الإدخاليتم تغذيته بمرشحين: تمرير منخفض، مبني من عناصر R6 (470 أوم) وC6 (1 nf) - فهو يحد من المكونات عالية التردد للإشارة ومرشح تمرير النطاق، الذي يتكون من C5 (1 μF)، R6 وR10 (47 كيلو أوم)، يحد من إشارة المكونات عند الترددات تحت الحمراء المنخفضة.

حمل مكبر الصوت التفاضلي هو المقاومات R2 (4.7 كيلو أوم) و R3 (4.7 كيلو أوم). ويمثل الترانزستوران T1 (MJE350) وT2 (MJE350) مرحلة كسب أخرى، وحمولتها هي الترانزستورات T8 (MJE340) وT9 (MJE340) وT6 (BD139).

تعمل المكثفات C3 (33 pf) و C4 (33 pf) على مقاومة إثارة مكبر الصوت. يعمل المكثف C8 (10 nf) المتصل بالتوازي مع R13 (10 kom/1 V) على تحسين الاستجابة العابرة لـ ULF، وهو أمر مهم لإشارات الإدخال سريعة الارتفاع.

يسمح لك الترانزستور T6، مع العناصر R9 (4.7 أوم)، R15 (680 أوم)، R16 (82 أوم) و PR1 (5 أوم)، بضبط القطبية الصحيحة لمراحل إخراج مكبر الصوت أثناء الراحة. باستخدام مقياس الجهد، من الضروري ضبط التيار الهادئ لترانزستورات الخرج ضمن 90-110 مللي أمبير، وهو ما يتوافق مع انخفاض الجهد عبر R8 (0.22 أوم/5 واط) وR17 (0.22 أوم/5 واط) خلال 20-25 بالسيارات. يجب أن يكون إجمالي الاستهلاك الحالي في وضع الخمول لمكبر الصوت حوالي 130 مللي أمبير.

عناصر الإخراج لمكبر الصوت هي MOSFETs T3 (IRFP240) وT11 (IRFP9240). يتم تثبيت هذه الترانزستورات كمتابع للجهد مع أقصى تيار خرج كبير، لذا يجب أن تقود المرحلتان الأوليتان سعة كبيرة بما يكفي لإشارة الخرج.

تم استخدام المقاومات R8 و R17 بشكل أساسي لقياس التيار الهادئ لترانزستورات مضخم الطاقة بسرعة دون التدخل في الدائرة. وقد تكون مفيدة أيضًا في حالة توسيع النظام بزوج آخر من ترانزستورات الطاقة، بسبب الاختلافات في مقاومة القنوات المفتوحة للترانزستورات.

تحد المقاومات R5 (470 أوم) و R19 (470 أوم) من معدل شحن سعة ترانزستور المرور، وبالتالي تحد من نطاق تردد مكبر الصوت. حماية الثنائيات D1-D2 (BZX85-C12V). الترانزستورات القوية. معهم، يجب ألا يزيد الجهد عند بدء التشغيل بالنسبة لمصادر الطاقة للترانزستورات عن 12 فولت.

توفر لوحة مكبر الصوت مساحة لمكثفات مرشح الطاقة C2 (4700 ميكروفاراد/50 فولت) وC13 (4700 ميكروفاراد/50 فولت).

ترانزستور ULF محلي الصنع على MOSFET

يتم تشغيل التحكم من خلال مرشح RC إضافي مبني على العناصر R1 (100 أوم/1 فولت)، C1 (220 ميكروفاراد/50 فولت) وR23 (100 أوم/1 فولت) وC12 (220 ميكروفاراد/50 فولت).

مصدر الطاقة لـ UMZCH

توفر دائرة مكبر الصوت طاقة تصل إلى 100 واط حقيقي (موجة جيبية فعالة)، مع جهد دخل يبلغ حوالي 600 مللي فولت ومقاومة حمل تبلغ 4 أوم.

مكبر للصوت هولتون على لوحة مع التفاصيل

المحول الموصى به هو حلقي بقدرة 200 واط بجهد 2x24 فولت. بعد التصحيح والتجانس، يجب أن تحصل على مصدر طاقة ثنائي القطب لمضخمات الطاقة في منطقة +/- 33 فولت. التصميم المعروض هنا عبارة عن وحدة مكبر صوت أحادية ذات معلمات جيدة جدًا، مبنية على ترانزستورات MOSFET، والتي يمكن استخدامها كوحدة منفصلة أو كجزء منها.