حلبة التحرير والسرد FET. ترانزستور عالي الجودة ذو تأثير ميداني بالموجات فوق الصوتية مع تغذية راجعة تعويضية

تحديد
أقصى قوة RMS:
عند RH = 4 أوم ، W 60
عند RH = 8 أوم ، W 32
نطاق تردد التشغيل. هرتز 15 ... 100000
THD:
عند f = 1 كيلو هرتز ، Рout = 60 واط ، RH = 4 أوم ، 0.15٪
عند f = 1 كيلو هرتز ، Рout = 32 واط ، RH = 8 أوم ، 0.08٪
كسب ، ديسيبل 25 ... 40
مقاومة الإدخال ، kOhm 47

ضبط

من غير المحتمل أن يواجه أي مجرب متمرس صعوبة في تحقيق نتائج مرضية عند بناء مكبر للصوت وفقًا لهذا المخطط. المشاكل الرئيسية التي يجب مراعاتها هي التثبيت غير السليم للعناصر وتلف ترانزستورات MOS بسبب التعامل غير السليم أو عندما يتم تنشيط الدائرة. تم اقتراح القائمة التالية كدليل للمُجرب. الشيكات الرقابيةلاستكشاف الأخطاء وإصلاحها:
1. عند التجميع لوحة الدوائر المطبوعةقم بتثبيت العناصر السلبية أولاً وتأكد التضمين الصحيحقطبية المكثفات الالكتروليتية. ثم قم بتركيب الترانزستورات VT1 ... VT4. أخيرًا ، قم بتثبيت MOSFETs لتجنب الشحن الاستاتيكي عن طريق تقصير الخيوط إلى الأرض في نفس الوقت واستخدام مكواة لحام مؤرضة. تحقق من اللوحة المجمعة للتثبيت الصحيح للعناصر. للقيام بذلك ، سيكون من المفيد استخدام ترتيب العناصر الموضحة في الشكل. 2 افحص لوحات الدوائر المطبوعة بحثًا عن شورتات لحام التتبع ، وإذا وجدت ، قم بإزالتها. تحقق من وصلات اللحام بصريًا وكهربائيًا باستخدام مقياس متعدد وأعد إذا لزم الأمر.
2. الآن يمكن تطبيق مصدر الطاقة على مكبر الصوت ويمكن ضبط التيار الهادئ لمرحلة الإخراج (50 ... 100 مللي أمبير). يتم ضبط مقياس الجهد R12 أولاً على الحد الأدنى من التيار الهادئ (عكس اتجاه عقارب الساعة للفشل في طوبولوجيا اللوحة في الشكل 2). يتحول فرع الطاقة الموجبة إلى مقياس التيار الكهربائي بحد قياس يبلغ 1 أ. من خلال تدوير شريط تمرير المقاوم R12 ، يتم الحصول على قراءات مقياس التيار 50 ... 100 مللي أمبير. يمكن ضبط التيار الهادئ دون توصيل حمولة. ومع ذلك ، إذا تم تضمين مكبر صوت تحميل في الدائرة ، فيجب حمايته بواسطة فتيل الحمل الزائد للتيار المستمر. مع مجموعة التيار الهادئ ، يجب أن تكون القيمة المقبولة لجهد إزاحة الخرج أقل من 100 مللي فولت.

تشير التغييرات المفرطة أو غير المنتظمة في التيار الهادئ عند ضبط R12 إلى حدوث التوليد في الدائرة أو الاتصال غير الصحيح للعناصر. يجب عليك اتباع التوصيات الموضحة سابقًا ( توصيل سلسلةفي دائرة بوابة المقاومات ، مما يقلل من طول الموصلات الموصلة ، الأرضية المشتركة). بالإضافة إلى ذلك ، يجب تثبيت مكثفات فصل الإمداد على مقربة من مرحلة خرج مكبر الصوت ونقطة تحميل الأرض. لتجنب ارتفاع درجة حرارة ترانزستورات الطاقة ، يجب إجراء تنظيم تيار هادئ باستخدام ترانزستورات MOS المثبتة على المشتت الحراري.
3. بعد إنشاء التيار الهادئ ، يجب إزالة مقياس التيار الكهربائي
يمكن أن يكون من دائرة العرض الموجب وإدخال مكبر للصوت
إشارة العمل. يجب أن يكون مستوى إشارة الإدخال للحصول على الطاقة المقدرة الكاملة كما يلي:
UBX = 150 مللي فولت (RH = 4 أوم ، Ki = 100) ؛
UBX = 160 مللي فولت (RH = 8 أوم ، Ki = 100) ؛
UBX = 770 مللي فولت (RH = 4 أوم ، Ki = 20) ؛
UBX = 800 مللي فولت (RH = 8 أوم ، Ki = 20).
يشير "القطع" عند قمم إشارة الخرج عند التشغيل بالقدرة المقدرة إلى ضعف استقرار جهد الإمداد ويمكن تصحيحه عن طريق تقليل اتساع إشارة الإدخال وتقليلها التقييماتالمضخم.
يمكن اختبار استجابة تردد مكبر الصوت على مدى تردد 15 هرتز ... 100 كيلوهرتز باستخدام مجموعة اختبار الصوت أو مذبذب وراسم الذبذبات. يشير تشويه إشارة الخرج عند الترددات العالية إلى الطبيعة التفاعلية للحمل ، ولاستعادة شكل الإشارة ، سيكون من الضروري تحديد قيمة محاثة الخانق الناتج L1. يمكن معادلة استجابة التردد عند الترددات العالية باستخدام مكثف تعويض متصل بالتوازي مع R6. يتم تصحيح جزء التردد المنخفض من استجابة التردد بواسطة العناصر R7 و C2.
4. يحدث وجود خلفية (ضجة) على الأرجح في الدائرة
عندما يكون الكسب مرتفعًا جدًا. لاقط المدخل مع ارتفاع
يتم تقليل المقاومة باستخدام محمية
كابل مؤرض مباشرة من مصدر الإشارة. يتم تغذية تموجات إمداد الطاقة ذات التردد المنخفض في مرحلة الإدخال
مكبر للصوت ، يمكن إزالته بواسطة مكثف C3. إضافي
يتم تخفيف الخلفية بواسطة سلسلة تفاضلية
على الترانزستورات VT1 ، المضخم VT2. ومع ذلك ، إذا كان مصدر الخلفية هو جهد الإمداد ، فيمكنك اختيار قيمة SZ و R5 لقمع سعة التموجات.
5. إذا فشلت ترانزستورات مرحلة الإخراج بسبب قصر الدائرة في الحمل أو بسبب التوليد العالي التردد ، يجب استبدال كلا الترانزستورات MOSFET ، ومن غير المحتمل أن تفشل العناصر الأخرى. عند تثبيت مخطط الأجهزة الجديدة ، يجب تكرار إجراء الإعداد.

مخطط امدادات الطاقة

أفضل تصميمات "هواة الراديو" العدد 2

دائرة مكبر للصوت مع التغييرات:

UZCH عالي الجودة على الترانزستورات ذات التأثير الميداني مع التغذية الراجعة التعويضية

اليوم من الصعب بالفعل مفاجأة عشاق إعادة إنتاج الصوت عالي الجودة أو المصممين الذين يعرفون كيفية حمل مكواة لحام بمكبر صوت يعتمد على الترانزستورات ذات التأثير الميداني. تم بناء معظم هذه الأجهزة ، حتى أفضل الأجهزة في العالم ، وفقًا للمخطط التقليدي مع مرحلة إدخال تفاضلية والعديد من العناصر الإضافية التي لا تشارك في تضخيم الإشارة ، ولكنها توفر استقرارًا في الوقت ودرجة الحرارة. إن استخدام ترانزستورات تكميلية قوية مع أنواع مختلفة من موصلية القناة في مراحل الخرج لم يغير بشكل جذري حلول الدوائر التقليدية.

كنتيجة للبحث الإبداعي النشط والابتعاد الواعي عن العديد من حلول الدوائر النمطية السائدة ، تمكنت من إنشاء النموذج الأولي الخاص بي لمكبر الصوت الذي يحتوي على الحد الأدنى من المبلغمكونات إلكترونية وتتميز باستقرار استثنائي وموثوقية وأداء عالٍ يمكن أن يرضي حتى الذواقة الموسيقية الأكثر تطوراً.

ترد في الجدول المعلمات الرئيسية لمكبر الصوت بمقاومة حمل تبلغ 8 أوم.

معامل	المعنى
كسب الجهد
الحد الأقصى لطاقة الخرج
معدل الانحراف
استجابة التردد		20 – 3 0000
عدم الاستقرار في منتصف الطريق
جهد ضوضاء الإخراج
THD

عند تطوير مكبر الصوت انتباه خاصتم الانجذاب إلى مؤشرات الجودة والكفاءة القصوى والحد الأدنى من الأجزاء المستخدمة ، مما جعل من الممكن زيادة موثوقيتها بشكل كبير وتبسيط التكرار. تم أيضًا مراعاة وجود وتوافر أجزاء في شبكة التوزيع ، مما أدى إلى انخفاض كبير في تكلفة مكبر الصوت.

يتكون مكبر الصوت (انظر الرسم البياني) من مرحلة إدخال على ترانزستورات ذات تأثير مجال منخفض القدرة نوع مختلفالموصلية VT1 و VT2 متصلان وفقًا للدائرة بمصدر مشترك ، وحمله هو المقاومات R2 و R3. يربط المقاوم R1 بوابات هذه الترانزستورات بالأرض ويحدد معاوقة الإدخال للمضخم ، ومع سعة مكثف اقتران الإدخال C1 يحدد استجابة التردد في منطقة التردد المنخفض من الطيف الصوتي. يتم توصيل الترانزستورات VT3 و VT4 وفقًا لدائرة قاعدة مشتركة ، يتم ضبط الجهد عليها بواسطة ثنائيات زينر VD1 و VD2 ، وتوفر فصل ترانزستورات الإدخال عن المكون المتغير لإشارة الخرج الخاصة بهم ، وكذلك تقليل الإمداد الزائد للتيار المستمر الجهد في المصارف الخاصة بهم. يتم توصيل الترانزستورات VT5 و VT6 وفقًا لدائرة تجميع مشتركة ، وتقاطعات القاعدة والباعث هي عناصر تحيز للترانزستورات VT1 و VT2 ، وتتغير الجهد المستمرعلى القواعد المتصلة من خلال المقاومات R7 و R10 بإخراج مكبر الصوت ، يعوض عن الرحيل التعسفي لنقطة المنتصف ونمو التيار الهادئ. يؤدي انخفاض جهد التيار المستمر عبر المقاومات R2 و R3 إلى فتح ترانزستورات الإخراج القوية VT7 و VT8 بقيمة تيار التصريف الأولي (تيار هادئ) ، والذي يحدد تشغيل مكبر الصوت في الفئة AB.

تعمل دائرة مكبر الصوت على النحو التالي. يمر نصف الموجة الموجب لإشارة الدخل عبر المكثف C1 إلى بوابة الترانزستور VT1 ويسبب زيادة في تيار التصريف ، مما يؤدي إلى انخفاض الجهد عبر المقاوم R2 ، مما يؤدي إلى فتح الترانزستور VT7 وظهور إشارة موجبة نصف موجبة عند خرج مكبر الصوت. من خلال مقسم الجهد على العناصر R7 و C2 و R8 ، والذي يحدد كسب مكبر الصوت بالكامل ، وأتباع الباعث على الترانزستور VT5 ، يتم تغذية جزء من إشارة الخرج إلى مصدر الترانزستور VT1 ، ليكون بمثابة سلبي ردود الفعل التي تعوض عن التشويه غير الخطي لمغلف الإشارة ، والثابت الذي تمت إزالته من الجهد المقاوم R11 يعمل على استقرار التيار الهادئ ونقطة المنتصف. يحدث تضخيم الموجة النصفية السلبية لإشارة الإدخال وتثبيت المعلمات بطريقة مماثلة في النصف العلوي المتماثل السفلي من الدائرة. تشكل المقاومات R4 و R5 ، جنبًا إلى جنب مع سعات الإدخال للترانزستورات VT7 و VT8 ، مرشحات تمرير منخفضة تحد من عرض النطاق الترددي للمضخم وتزيل الإثارة الذاتية.

يتم تثبيت مكبر الصوت على لوحة دوائر مطبوعة مصنوعة من الألياف الزجاجية أحادية الجانب بحجم 115 63 مم وسمك 2-3 مم. يوجد أدناه رسم ثنائي الفينيل متعدد الكلور من جانب المسارات.

يأتي إعداد مكبر الصوت لضبط التيار الهادئ من خلال ترانزستورات الإخراج مع قادين R2 و R3 ، بالإضافة إلى جهد صفري عند خرج مكبر الصوت (نقطة المنتصف). للقيام بذلك ، يتم ضبط المقاومات R2 و R3 على الوضع الأوسط ، ويتم تحميل خرج مكبر الصوت على مصباح متوهج منخفض الطاقة بجهد 24 فولت ويتم تطبيق جهد الإمداد. في هذه الحالة ، يجب ألا يتوهج المصباح ، مما يشير إلى التركيب الصحيح والأجزاء الصالحة للصيانة. بالتناوب والسلس مع كل من مقاومات الضبط في اتجاه زيادة قيمتها ، فإنها تحقق ظهور التيار من خلال الترانزستورات VT7 و VT8 ، والتي يتم التحكم فيها بواسطة مقياس ميللي فولتميتر رقمي عن طريق انخفاض الجهد عبر المقاوم R11 أو R12. يجب أن تكون قيمة هذا الجهد في حدود 15-20 مللي فولت ، وهو ما يتوافق مع تيار هادئ من 75-100 مللي أمبير. إذا تم تحويل نقطة المنتصف عند خرج مكبر الصوت نحو علامة الجمع ، يتم ضبطها بواسطة مقاوم التشذيب R2 ، إذا تم إزاحتها نحو الطرح ، يتم ضبطها بواسطة مقاوم التشذيب R3. يتم التحكم مرة أخرى في التيار الهادئ للترانزستورات الناتجة ، وإذا لزم الأمر ، تتكرر العملية مرة أخرى.

يظل مكبر الصوت يعمل بجهد إمداد من 15 إلى 30 ± فولت. من الضروري فقط استخدام مصدر طاقة لتيار لا يقل عن 5 أمبير ، وثنائيات زينر VD 1 و VD 2 لجهد يساوي نصف جهد الإمداد ، والمكثفات C5 و C6 للمقابل جهد التشغيل، ومع التشغيل المستمر لمكبر الصوت للحصول على أقصى خرج ، يجب زيادة قوة المقاومات R11 و R12 إلى 5 واط.

يجب أن تحتوي ترانزستورات الإدخال VT1 و VT2 على تيارات استنزاف أولية متساوية أو قريبة من IDSS. يجب اختيار ترانزستورات الخرج VT7 و VT8 بجهد فتح قناة قريبة VGS (إلى) والذي يمكن أن يكون لهذا النوع من الترانزستورات من 3 إلى 4 فولت. يمكن القيام بذلك مباشرة عند الشراء بالاتفاق مع البائع واستخدام جهاز بسيط منزلي الصنع أو صناعي. أنواع الترانزستورات المشار إليها في زوج المخطط جيدًا ، يجب تثبيتها على مشعات ذات مساحة مقابلة للطاقة من خلال حشوات عازلة خاصة. المقاومات R2 و R3 هي من النوع الدقيق متعدد الدورات SP3-39A أو SP5-2 أو ما شابه ذلك. يتم تطبيق المكثفات الإلكتروليتية C2 و C3 من النوع غير القطبي ، عند الاستخدام كتلة الدافعيجب تحويل مكثفات الإمداد بالطاقة C5 و C6 باستخدام المكثفات غير الحثية سعة 0.1- 1.0 فائق التوهج. المقاومات R11 و R12 عبارة عن فتيل من النوع غير السلكي ، والذي ينكسر عند التحميل الزائد.

تتمثل إحدى السمات الرئيسية لدائرة مكبر الصوت في أن إشارة الخرج ، التي يتم تضخيمها بواسطة ترانزستورات قوية ، مأخوذة من مصارفها ، والتي لا تعتبر أقطابًا كهربائية للتحكم. أدى هذا إلى تقليل التشوه المحدد الناجم عن المجال الكهرومغناطيسي الخلفي للملف الصوتي لمكبر الصوت على ترانزستورات الإخراج ، إذا تم أخذ الإشارة من مصادرها أو بواعثها. وبالتالي ، فإن هذا مكبر الصوت ، وفقًا لمبدأ التشغيل ، يعادل الأنبوب الأول ، ومع ذلك ، فإنه يتفوق عليه بشكل كبير من حيث الكفاءة وعرض النطاق الترددي للترددات القابلة للتكرار والسرعة والموثوقية ، ناهيك عن التشويه وتكلفة المكونات.

من الخصائص المهمة للترانزستورات ذات التأثير الميداني أنه عند ارتفاع درجة الحرارة ، تقل موصلية قناتها ، على التوالي ، انحدار الخاصية وانخفاض تيار التصريف ، مما يحميها تلقائيًا من الانهيار الحراري. خاصية أخرى للترانزستورات ذات التأثير الميداني المستخدمة في مرحلة خرج مكبر الصوت هي استجابتها العابرة من الدرجة الثانية ، والتي تساعد على تقليل التشوه غير الخطي عند مستويات طاقة الخرج العالية. كلما ارتفع التيار عبر الترانزستورات VT7 و VT8 ، زاد انحدارها وكسبها ، وتصبح ردود الفعل السلبية أعمق.

عندما يكون مكبر الصوت متصلاً بالشبكة ، حتى يتم الوصول إلى نصف جهد الإمداد على المكثفات C5 و C6 ، يتم قفل ثنائيات زينر VD1 و VD2 ، ومعها جميع الترانزستورات ، يحدث فتحها بسلاسة وبشكل متزامن في كلا نصفي الدائرة ، مما يلغي تمامًا النموذج النموذجي للعديد من التصميمات المماثلة غير السارة في مكبر الصوت. لهذا السبب ، لا يخاف مكبر الصوت من عمليات الإغلاق في حالات الطوارئ وزيادة الطاقة حتى أثناء التشغيل بطاقة خرج كاملة.

تم اختبار مكبر الصوت أثناء التشغيل مع مصادر إشارة مختلفة ، في درجات حرارة محيطة مختلفة ، وقد أظهر موثوقيته العالية ، ومخرجاته الممتازة وخصائصه الديناميكية ، ويوصى به لمحبي استنساخ الصوت المنزلي عالي الجودة أو الاحترافي. يمكن إجراء كتلة ضبط الحجم والجرس والتوازن وفقًا للمخطط الوارد على موقع الويب http://cxem.net/sound/tembrs/tembr14.php باستخدام شريحة TDA1524A المتخصصة. إذا لزم الأمر ، يمكن أيضًا إضافة مكبر إشارة ميكروفون مصنوع وفقًا لأي مخطط معروف إلى الدائرة. يظهر موقع الأجزاء على لوحة مكبر الصوت في الشكل أدناه.

يمكنك زيادة خطية مكبر الصوت وتقليل معامل التشويه غير الخطي اتصال موازيةفي كل ذراع من اثنين من الترانزستورات الناتجة وتعديل (تعديل القيمة) لأحد المقاومات R 8 أو R 9 في دائرة التغذية المرتدة. إذا قمت بإزالة مكثف الانتقال C 1 ، يمكن تحويل الدائرة إلى مضخم خطي قوي للتيار المستمر للأتمتة والميكانيكا عن بعد وأنظمة التحكم.

يوركو ستريلكوف سيرجا
صندوق بريد 5000 فينيتسا -18
[البريد الإلكتروني محمي]

تحتوي مكبرات الصوت الترانزستور ذات التأثير الميداني (FET) على مقاومة إدخال كبيرة. عادة ، يتم استخدام هذه المضخمات باعتبارها المراحل الأولى من المضخمات المسبقة ومضخمات التيار المستمر للقياس وغيرها من المعدات الإلكترونية.
إن استخدام مكبرات الصوت ذات مقاومة الإدخال الكبيرة في المراحل الأولى يجعل من الممكن مطابقة مصادر الإشارة بمقاومة داخلية كبيرة مع مراحل مضخم أكثر قوة لاحقة بمقاومة دخل صغيرة. غالبًا ما يتم تنفيذ مراحل التضخيم على ترانزستورات التأثير الميداني وفقًا لدائرة ذات مصدر مشترك.

نظرًا لأن جهد التحيز بين البوابة والمصدر هو صفر ، فإن الوضع الباقي للترانزستور VT يتميز بموضع النقطة A على خاصية بوابة الصرف عند U GD = 0 (الشكل 15 ، ب).
في هذه الحالة ، عندما يتم توفير جهد توافقي متناوب (أي جيبي) U GS مع السعة U mZI لمدخل مكبر الصوت ، سيتم تضخيم نصف الدورات الموجبة والسالبة لهذا الجهد بشكل مختلف: مع نصف سالب- دورة جهد الدخل U GS ، سيكون اتساع المكون المتغير لتيار التصريف I "mc أكبر ، مما هو عليه مع نصف دورة موجبة (I" "mc) ، نظرًا لأن ميل خاصية بوابة الصرف في القسم AB أكبر مقارنة بالمنحدر في القسم AC: نتيجة لذلك ، سيختلف شكل المكون المتغير لتيار التصريف والجهد المتناوب الذي يخلقه عند الحمل U OUT عن جهد إدخال الشكل ، أي سيكون هناك تشويه الإشارة المضخمة.
لتقليل تشوه الإشارة أثناء تضخيمها ، من الضروري ضمان تشغيل ترانزستور تأثير المجال عند انحدار ثابت لخاصية بوابة التصريف ، أي في المقطع الخطي لهذه الخاصية.
لهذا الغرض ، يتم تضمين المقاوم R في دائرة المصدر (الشكل 16 ، أ).

تيار التصريف I C0 المتدفق عبر المقاوم يخلق جهدًا عليه
U Ri = I C0 Ri ، والذي يتم تطبيقه بين المصدر والبوابة ، بما في ذلك EAF المتكون بين منطقتي البوابة والمصدر ، في الاتجاه المعاكس. هذا يؤدي إلى انخفاض في تيار التصريف وسيتم تمييز وضع التشغيل في هذه الحالة بالنقطة أ "(الشكل 16 ، ب).

لمنع حدوث انخفاض في الكسب ، يتم توصيل مكثف C بالتوازي مع المقاوم R و سعة كبيرة، مما يزيل التعليقات السلبية على التيار المتناوب، يتكون من جهد متناوب عبر المقاوم R و. في الوضع الذي يتميز بالنقطة A "، يظل ميل خاصية بوابة التصريف أثناء تضخيم جهد التيار المتردد كما هو تقريبًا مع تضخيم نصف الدورات الموجبة والسالبة لجهد الدخل ، ونتيجة لذلك يكون تشويه ستكون الإشارات المضخمة غير ذات أهمية
(المقاطع أ "ب" وأ "ج" متساوية تقريبًا).
إذا تم الإشارة ، في وضع الراحة ، إلى الجهد بين البوابة والمصدر بواسطة U ZIO ، وكان تيار التصريف المتدفق عبر FET هو I C0 ، فيمكن عندئذٍ حساب مقاومة المقاوم R و (بالأوم) بواسطة الصيغة :
Ri = 1000 U ZIO / I C0 ،
حيث يتم استبدال تيار التصريف I C0 بالمللي أمبير.
تستخدم دارة مكبر الصوت الموضحة في الشكل 15 FET مع تقاطع تحكم p-n وقناة من النوع p. إذا تم استخدام ترانزستور مماثل كـ FET ، ولكن مع قناة من النوع n ، تظل الدائرة كما هي ، ولا يتغير سوى قطبية توصيل مزود الطاقة.
تتمتع مكبرات الصوت المصنوعة على ترانزستورات التأثير الميداني مع قناة مستحثة أو مدمجة بمقاومة أكبر للإدخال. في العاصمةيمكن أن تتجاوز مقاومة الإدخال لمضخمات كهذه 100 MΩ. نظرًا لأن جهد البوابة والتصريف لهما نفس القطبية ، لتوفير جهد التحيز الضروري في دائرة البوابة ، يمكنك استخدام جهد إمداد الطاقة G C عن طريق توصيله بمقسم الجهد المتصل عند إدخال الترانزستور بالطريقة الموضحة في الشكل 17.

مضخمات الصرف الشائعة

تشبه دائرة مضخم FET ذات التصريف المشترك دائرة مضخم التجميع المشترك. يوضح الشكل 18 أ مخططًا لمكبر للصوت مع استنزاف مشترك على FET مع تقاطع تحكم p-n وقناة من النوع p.

يتم توصيل المقاوم Ri بدائرة المصدر ، ويتم توصيل الصرف مباشرة بالقطب السالب لمصدر الطاقة. لذلك ، فإن تيار التصريف ، الذي يعتمد على جهد الدخل ، يخلق انخفاضًا في الجهد فقط عبر المقاوم Ri. يتم توضيح تشغيل السلسلة من خلال الرسوم البيانية الموضحة في الشكل 18 ب للحالة عندما يكون لجهد الدخل شكل جيبي. في الحالة الأولية ، يتدفق تيار التصريف I C0 عبر الترانزستور ، مما يخلق جهدًا U I0 (U OUT0) على المقاوم R. خلال الدورة النصف الموجبة لجهد الدخل ، يزداد الانحراف العكسي بين البوابة والمصدر ، مما يؤدي إلى انخفاض تيار التصريف والقيمة المطلقة للجهد عبر المقاوم Ri. في الدورة النصف السالبة لجهد الدخل ، على العكس من ذلك ، ينخفض جهد انحياز البوابة ، ويزداد تيار التصريف والقيمة المطلقة للجهد عبر المقاوم R ويزيد. نتيجة لذلك ، فإن جهد الخرج المأخوذ من المقاوم Ri ، أي من مصدر FET (الشكل 18 ، ب) ، له نفس شكل جهد الدخل.
في هذا الصدد ، تسمى مكبرات الصوت ذات الاستنزاف المشترك أتباع المصدر (يكرر جهد المصدر جهد الدخل في الشكل والقيمة).

تستخدم مكبرات الصوت منخفضة التردد (ULF) للتحويل إشارات ضعيفةفي الغالب في النطاق الصوتي إلى إشارات أكثر قوة مقبولة للإدراك المباشر من خلال الديناميكية الكهربية أو بواعث الصوت الأخرى.

لاحظ أن مكبرات الصوت عالية التردد حتى ترددات 10 ... 100 ميجاهرتز مبنية وفقًا لمخططات مماثلة ، وغالبًا ما يرجع الاختلاف الكامل إلى حقيقة أن قيم مكثفات مكثفات هذه المضخمات تنخفض عدد المرات الذي يتجاوز فيه تردد إشارة التردد العالي تردد إشارة التردد المنخفض.

مضخم ترانزستور واحد بسيط

أبسط ULF ، المصنوع وفقًا للمخطط مع باعث مشترك ، يظهر في الشكل. 1. تم استخدام كبسولة الهاتف كحمل. الجهد المسموح بهمصدر الطاقة لمكبر الصوت هذا 3 ... 12 فولت.

من المستحسن تحديد قيمة المقاوم التحيز R1 (عشرات kΩ) تجريبيًا ، نظرًا لأن قيمته المثلى تعتمد على جهد إمداد مكبر الصوت ، ومقاومة كبسولة الهاتف ، ومعامل الإرسال لمثيل معين من الترانزستور .

أرز. 1. مخطط ULF بسيط على ترانزستور + مكثف ومقاوم.

لتحديد القيمة الأولية للمقاوم R1 ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن قيمته يجب أن تكون حوالي مائة مرة أو أكثر من المقاومة المضمنة في دائرة التحميل. لتحديد مقاوم التحيز ، يوصى بالاتصال في سلسلة مقاوم ثابتبمقاومة 20 ... 30 كيلو أوم ومقاومة متغيرة 100 ... 1000 كيلو أوم ، وبعد ذلك ، يتم تطبيقها على دخل مكبر الصوت إشارة صوتيةسعة صغيرة ، على سبيل المثال ، من جهاز تسجيل أو مشغل ، عن طريق تدوير المقبض مقاومة متغيرةالتوصل أفضل جودةإشارة بأعلى حجم لها.

يمكن أن تتراوح قيمة سعة مكثف الانتقال C1 (الشكل 1) من 1 إلى 100 ميكروفاراد: كلما زادت قيمة هذه السعة ، يمكن أن تضخم الترددات المنخفضة لـ ULF. لإتقان تقنية تضخيم الترددات المنخفضة ، يوصى بتجربة اختيار قيم العناصر وأنماط تشغيل المضخمات (الشكل 1-4).

تحسين خيارات مكبر الصوت الترانزستور الأحادي

معقد ومحسن بالمقارنة مع المخطط في الشكل. 1 دارات مكبر للصوت موضحة في الشكل. 2 و 3. في الرسم التخطيطي في التين. في الشكل 2 ، تحتوي مرحلة التضخيم أيضًا على دائرة ردود فعل سلبية تعتمد على التردد (المقاوم R2 والمكثف C2) ، مما يحسن جودة الإشارة.

أرز. 2. مخطط ULF أحادي الترانزستور مع سلسلة من ردود الفعل السلبية المعتمدة على التردد.

أرز. 3. مضخم أحادي الترانزستور مع مقسم لتزويد قاعدة الترانزستور بجهد متحيز.

أرز. 4. مكبر ترانزستور مفرد مع إعداد تلقائي للانحياز لقاعدة الترانزستور.

في الرسم التخطيطي في التين. في الشكل 3 ، يتم تعيين الانحياز لقاعدة الترانزستور بشكل أكثر "صلابة" باستخدام مقسم ، مما يحسن جودة مكبر الصوت عندما تتغير ظروف التشغيل. يتم استخدام إعداد انحياز "تلقائي" يعتمد على ترانزستور مضخم في الدائرة في الشكل. أربعة.

مكبر للصوت الترانزستور على مرحلتين

من خلال توصيل مرحلتين بسيطتين من مراحل التضخيم (الشكل 1) ، يمكنك الحصول على مرحلتين ULF (الشكل 5). إن ربح مكبر الصوت هذا يساوي ناتج مكاسب المراحل الفردية. ومع ذلك ، ليس من السهل الحصول على ربح ثابت كبير مع زيادة لاحقة في عدد المراحل: من المرجح أن يثير مكبر الصوت ذاتيًا.

أرز. 5. مخطط بسيط لمكبر الصوت الجهير ذي المرحلتين.

تهدف التطورات الجديدة لمضخمات التردد المنخفض ، والتي غالبًا ما يتم الاستشهاد بداراتها على صفحات المجلات في السنوات الأخيرة ، إلى تحقيق الحد الأدنى من معامل التشويه غير الخطي ، وزيادة طاقة الخرج ، وتوسيع عرض النطاق الترددي للترددات المضخمة ، وما إلى ذلك.

في الوقت نفسه ، عند إعداد العديد من الأجهزة وإجراء التجارب ، غالبًا ما تكون هناك حاجة إلى ULF بسيط ، والذي يمكن تجميعه في بضع دقائق. يجب أن يحتوي مكبر الصوت هذا على أقل عدد من العناصر المعيبة وأن يعمل في نطاق واسع من جهد الإمداد ومقاومة الحمل.

دارة ULF على تأثير المجال والترانزستورات السليكونية

يظهر في الشكل رسم تخطيطي لمضخم طاقة بسيط منخفض التردد مع اتصال مباشر بين الشلالات. 6 [Rl 3 / 00-14]. يتم تحديد مقاومة المدخلات لمكبر الصوت من خلال قيمة مقياس الجهد R1 ويمكن أن تختلف من مئات أوم إلى عشرات الميغا أوم. يمكن توصيل خرج مكبر الصوت بحمل بمقاومة 2 ... 4 إلى 64 أوم وأعلى.

مع حمل عالي المقاومة ، يمكن استخدام الترانزستور KT315 كـ VT2. مكبر الصوت قابل للتشغيل في نطاق جهد الإمداد من 3 إلى 15 فولت ، على الرغم من الحفاظ على أدائه المقبول حتى عند تقليل جهد الإمداد إلى 0.6 فولت.

يمكن اختيار مكثف C1 من 1 إلى 100 ميكروفاراد. في الحالة الأخيرة (C1 \ u003d 100 μF) ، يمكن أن تعمل ULF في نطاق التردد من 50 هرتز إلى 200 كيلو هرتز وما فوق.

أرز. 6. مخطط مضخم بسيطالتردد المنخفض على اثنين من الترانزستورات.

يجب ألا يتجاوز اتساع إشارة إدخال ULF 0.5 ... 0.7 فولت.يمكن أن تختلف طاقة خرج مكبر الصوت من عشرات ميغاواط إلى وحدات واط ، اعتمادًا على مقاومة الحمل وحجم جهد الإمداد.

يتكون إعداد مكبر الصوت من اختيار المقاومات R2 و R3. بمساعدتهم ، يتم ضبط الجهد عند استنزاف الترانزستور VT1 ، بما يعادل 50 ... 60 ٪ من جهد مصدر الطاقة. يجب تثبيت الترانزستور VT2 على لوحة بالوعة الحرارة (المبرد).

Track-cascade ULF مع اتصال مباشر

على التين. يوضح الشكل 7 رسمًا تخطيطيًا لمخطط ULF بسيط خارجيًا آخر مع وصلات مباشرة بين السلاسل التعاقبية. يعمل هذا النوع من الاتصال على تحسين استجابة التردد لمكبر الصوت في منطقة التردد المنخفض ، حيث يتم تبسيط الدائرة ككل.

أرز. 7. مخطط الرسم البيانيثلاثة شلالات ULF مع اتصال مباشر بين السلاسل.

في الوقت نفسه ، يكون ضبط مكبر الصوت معقدًا بسبب حقيقة أنه يجب تحديد كل مقاومة لمكبر الصوت بشكل فردي. يجب أن تكون نسبة المقاومات R2 و R3 و R3 و R4 و R4 و R BF تقريبًا ضمن (30 ... 50) إلى 1. يجب أن يكون المقاوم R1 0.1 ... 2 كيلو أوم. حساب مكبر الصوت الموضح في الشكل. 7 يمكن العثور عليها في الأدبيات ، على سبيل المثال [P 9 / 70-60].

مخططات تتالي ULF على الترانزستورات ثنائية القطب

على التين. يعرض الشكلان 8 و 9 دارات ULF ذات كود cascode على الترانزستورات ثنائية القطب. مكبرات الصوت هذه لها مكاسب عالية إلى حد ما Ku. مكبر الصوت في الشكل. يحتوي الرقم 8 على Ku = 5 في نطاق التردد من 30 هرتز إلى 120 كيلو هرتز [MK 2 / 86-15]. ULF وفقًا للمخطط في الشكل. 9 بمعامل توافقي أقل من 1٪ له ربح 100 [RL 3 / 99-10].

أرز. 8. تتالي ULF على اثنين من الترانزستورات مع كسب = 5.

أرز. 9. تتالي ULF على اثنين من الترانزستورات مع كسب = 100.

اقتصادية ULF على ثلاثة ترانزستورات

للمعدات الإلكترونية المحمولة معلمة مهمةهي كفاءة ULF. يظهر مخطط مثل ULF في الشكل. 10 [RL 3 / 00-14]. هنا ، يتم استخدام اتصال متسلسل للترانزستور ذو التأثير الميداني VT1 والترانزستور ثنائي القطب VT3 ، ويتم تشغيل الترانزستور VT2 بطريقة تعمل على استقرار نقطة التشغيل في VT1 و VT3.

مع زيادة جهد الدخل ، يقوم هذا الترانزستور بتحويل تقاطع قاعدة الباعث VT3 ويقلل من قيمة التيار المتدفق عبر الترانزستورات VT1 و VT3.

أرز. 10. مخطط بسيط لمضخم التردد المنخفض الاقتصادي على ثلاثة ترانزستورات.

كما هو الحال في الدائرة أعلاه (انظر الشكل 6) ، يمكن ضبط مقاومة الإدخال لهذا ULF في النطاق من عشرات أوم إلى عشرات الميغا أوم. تم استخدام أساس الهاتف ، على سبيل المثال ، TK-67 أو TM-2V كحمل. يمكن أن تعمل كبسولة الهاتف المتصلة بمقبس في نفس الوقت كمفتاح طاقة للدائرة.

يتراوح جهد إمداد ULF من 1.5 إلى 15 فولت ، على الرغم من أن الجهاز يظل قيد التشغيل حتى عندما ينخفض جهد الإمداد إلى 0.6 فولت. :

1 (µA) = 52 + 13 * (Upit) * (Upit) ،

حيث Upit هو جهد الإمداد بالفولت (V).

إذا قمت بإيقاف تشغيل الترانزستور VT2 ، فإن التيار الذي يستهلكه الجهاز يزداد بترتيب من حيث الحجم.

شلالان ULF مع اتصال مباشر بين السلاسل التعاقبية

أمثلة على ULF مع التوصيلات المباشرة والحد الأدنى من تحديد وضع التشغيل هي الدوائر الموضحة في الشكل. 11 - 14. لديهم مكاسب عالية واستقرار جيد.

أرز. 11. ULF بسيط على مرحلتين للميكروفون (مستوى ضوضاء منخفض ، كسب مرتفع).

أرز. 12. مضخم منخفض التردد ثنائي المرحلة يعتمد على الترانزستورات KT315.

أرز. 13. مضخم منخفض التردد ثنائي المرحلة يعتمد على الترانزستورات KT315 - الخيار 2.

يتميز مكبر صوت الميكروفون (الشكل 11) مستوى منخفضالضوضاء الجوهرية والكسب العالي [MK 5/83-XIV]. تم استخدام ميكروفون من النوع الكهروديناميكي كميكروفون BM1.

يمكن أن تعمل كبسولة الهاتف أيضًا كميكروفون. استقرار نقطة التشغيل (التحيز الأولي بناءً على ترانزستور الإدخال) لمكبرات الصوت في الشكل. 11-13 يتم إجراؤها بسبب انخفاض الجهد عبر مقاومة المرسل لمرحلة التضخيم الثانية.

أرز. 14. ذو مرحلتين ULF مع ترانزستور ذو تأثير ميداني.

مكبر الصوت (الشكل 14) ، الذي يتمتع بمقاومة عالية للمدخلات (حوالي 1 MΩ) ، مصنوع على ترانزستور تأثير المجال VT1 (تابع المصدر) وثنائي القطب - VT2 (مع واحد مشترك).

يظهر في الشكل مضخم ترانزستور ذو تأثير منخفض التردد ، والذي يحتوي أيضًا على مقاومة عالية للإدخال. خمسة عشر.

أرز. 15. رسم تخطيطي لمرحلة ULF بسيطة من مرحلتين على ترانزستورات ذات تأثير ميداني.

دوائر ULF للعمل مع حمولة منخفضة أوم

ULF النموذجي ، المصمم للعمل على حمل منخفض المقاومة وله طاقة خرج تبلغ عشرات ميغاواط أو أكثر ، موضحة في الشكل. 16 ، 17.

أرز. 16. ULF بسيط للعمل مع حمولة منخفضة المقاومة.

يمكن توصيل الرأس الكهروديناميكي BA1 بإخراج مكبر الصوت ، كما هو موضح في الشكل. 16 ، أو في الجسر المائل (الشكل 17). إذا كان مصدر الطاقة مصنوعًا من بطاريتين (مركمان) متصلتين في سلسلة ، فيمكن توصيل خرج رأس BA1 ، وفقًا للرسم التخطيطي ، بنقطة المنتصف مباشرة ، بدون المكثفات C3 ، C4.