Түзмөк үн чыгарып, бирок биз каалагандай катуу чыгарбаган жагдайды көп адамдар жакшы билишет. Эмне кылуу керек? Сиз башка үн чыгаруучу жабдууларды сатып алсаңыз болот, же аудио жыштыктын кубаттуулугун күчөткүчтү (мындан ары UMZCH) сатып алсаңыз болот. Мындан тышкары, күчөткүчтү кол менен чогултса болот.
Бул үчүн сизге электроника боюнча негизги билимдер керек, мисалы, биполярдык транзистордогу эмитентти, базаны жана коллекторду, дренажды, булакты, талаадагы дарбазаны, ошондой эле башка элементардык аспектилерди айырмалоо жөндөмү.
Төмөндө көбүрөөк пайда алуу үчүн өркүндөтүлүшү керек болгон аудио кубаттуулугун күчөткүчтөрдүн эң маанилүү параметрлери, ошондой эле вакуумдук түтүктөр, транзисторлор, операциялык күчөткүчтөр жана интегралдык схемалар.
Мындан тышкары, макалада жогорку сапаттагы UMZCH схемасы каралат. Анын курамы, параметрлери, ошондой эле дизайн өзгөчөлүктөрү таасир этет. UMZCH Сухов схемасы да каралат.
UMZCH параметрлери
Күчөтүүчүнүн эң маанилүү параметрикүч - күчөтүү фактору. Ал чыгуу сигналынын кириш сигналына болгон катышын билдирет жана үч өзүнчө параметрге бөлүнөт:
- Учурдагы пайда. KI=Iout / Iin.
- Чыңалуу жогорулашы. KU=Uout / Uin.
- Күч кошуу. KP=Pout / Pin.
UMZCH болгон учурда, кубаттуулуктун көбөйүшүн эске алуу акылга сыярлык, анткени бул параметр күчөтүүнү талап кылат, бирок кубаттуулуктун мааниси - киргизүү да, чыгаруу да - токтон көз каранды экенин тануу акылсыздык. жана чыңалуу маанилери.
Албетте, күчөткүчтөрдүн күчөтүлгөн сигналдын бурмалоо коэффициенти сыяктуу башка параметрлери бар, бирок алар пайдага салыштырмалуу анчалык деле маанилүү эмес.
Мыкты түзмөктөр жок экенин унутпаңыз. башка кемчиликтери жок, зор пайда менен эч кандай UMZCH жок. Кээ бир параметрлерди башкалар үчүн курмандыкка чалышыңыз керек.
UMZCH электровакуумдук түзүлүштөрдө
Электровакуумдук приборлор – конструкциясында вакуум же белгилүү бир газ бар колбаны, ошондой эле жок дегенде эки электродду - катодду жана анодду камтыган түзүлүштөр.
Колбанын ичинде үч, беш, атүгүл сегиз кошумча электрод болушу мүмкүн. Эки электроддон турган лампа диод (жарым өткөргүч диод менен чаташтырбоо керек), үчөө менен - триод, беши менен - пентод деп аталат.
Вакуумдук түтүк күч күчөткүчтөрүжөнөкөй музыка сүйүүчүлөр жана профессионал музыканттар арасында абдан жогору бааланган, анткени түтүктөр "эң таза" күчөтүүнү камсыз кылат.
Бул жарым-жартылай катоддон инъекцияланган электрондор анодго бараткан жолдо эч кандай каршылыкка дуушар болбостон жана өзгөрүлбөгөн абалда бутага жетет - алар тыгыздыкта да, ылдамдыкта да модуляцияланбайт.
Труба күчөткүчтөрү рынокто барлардын эң кымбаты. Бул өткөн кылымда электровакуумдук приборлор кеңири колдонулбай калгандыктан, аларды көп санда өндүрүү рентабелсиз болуп калган. Бул бир бөлүгү продукт болуп саналат. Бирок, мындай UMZCHs, албетте, алардын акчасын татыктуу: популярдуу аналогдор менен салыштырганда, ал тургай, интегралдык микросхемалардын боюнча, айырма так угулат. Жана чиптерди колдобойм.
Албетте, түтүк күчөткүчтөрүн өз алдынча чогултуунун кереги жок, аларды адистештирилген дүкөндөрдө сатып алсаңыз болот. Вакуумдук түзүлүштөрдөгү күчөткүчтөрдүн баасы ₽50 000 ₽ден башталат. Сиз салыштырмалуу арзан колдонулган варианттарды (ал тургай ₽10 000ге чейин) таба аласыз, бирок алар сапатсыз болушу мүмкүн. Жакшы түтүк күчөткүчтөр канча турат? ₽100,000ден баштап. Абдан жакшы күчөткүчтөр канча турат? Бир нече жүз миң рублден.
Лампаларда UMZCH схемалары көп, бул бөлүмдө элементардык мисал каралат.
Эң жөнөкөй күчөткүчтү триодго чогултса болот. Ал бир циклдуу UMZCH схемаларынын классына кирет. Триоддо үчүнчү электрод аноддук токту жөнгө салуучу башкаруучу тор болуп саналат. Ага өзгөрмө чыңалуу туташтырылган жана булак сигналынын чоңдугун жана полярдуулугун колдонуп, сиз жеаноддук токту азайтуу же көбөйтүү.
Эгер сиз терс жогорку потенциалды торго туташтырсаңыз, анда электрондор ага жайгашат жана чынжырдагы ток нөлгө барабар болот. Эгерде торго оң потенциал колдонулса, анда катоддон анодго электрондор тоскоолдуксуз өтөт.
Аноддук токту тууралоо менен, триоддун иштөө чекитинин токтун чыңалуусунун мүнөздөмөсү боюнча өзгөртө аласыз. Бул бул электровакуумдук аппараттын токтун жана чыңалуусунун (акыры - кубаттуулугун) күчөтүү көлөмүн тууралоого мүмкүндүк берет.
Жөнөкөй триоддук күчөткүчтү чогултуу үчүн сиз башкаруу тармагына өзгөрүлмө кубат булагын туташтырышыңыз керек, катодго нөлдүк потенциал, анодго оң. Балластык каршылык адатта анодго туташтырылган. Жүк балласт менен аноддун ортосунда алынышы керек.
Күчтүү сигналдын сапатын жакшыртуу үчүн чыпкалоочу конденсаторду жүккө катарлаш же параллелдүү (конкреттүү абалга жараша) туташтырууга, катодго параллель туташтырылган конденсаторду жана резисторду туташтырууга жана башкаруу тармагына эки резистордон турган жөнөкөй чыңалуу бөлгүчтү туташтырыңыз.
Теориялык жактан алганда, лампалардагы UMZCH схемалары боюнча электр күчөткүчтү клистронга чогултса болот. Клистрон - электровакуумдук түзүлүш, дизайны боюнча диодго окшош, бирок сигналды киргизүү жана чыгаруу үчүн кызмат кылган эки кошумча терминалы бар. Бул түзүлүштөгү күчөтүү катод тарабынан коллектордук тарапка (анодго окшош) бөлүнүп чыккан электрондордун агымынын алгач ылдамдыгы, андан кийин тыгыздыгы боюнча модуляциясына байланыштуу болот.
UMZCH биполярдык транзисторлордо
Биполярдык транзистор - эки диоддун синтези. Бул төмөнкү компоненттерден турган p-n-p же n-p-n элементи:
- эмиттер;
- база;
- коллектор.
Транзисторлордун ылдамдыгы жана ишенимдүүлүгү көбүнчө вакуумдук түзүлүштөргө караганда жогору. Эч кимге жашыруун эмес, адегенде электрондук эсептөө машиналары лампаларда так иштеген, бирок транзисторлор пайда болоору менен транзисторлор тез арада антидилювиялык атаандаштарын алмаштырып, бүгүнкү күнгө чейин ийгиликтүү колдонулуп келе жатканы эч кимге жашыруун эмес.
Кийин, күч күчөткүч схемасында n-p-n транзисторун колдонуунун мисалы каралат. Электрондор (n) тешиктерге (p) караганда бир аз ылдамыраак экенин белгилей кетүү маанилүү, тиешелүүлүгүнө жараша n-p-n жана p-n-p транзисторлорунун иштеши акыркысынын пайдасына айырмаланбайт.
Дагы бир маанилүү нюанс - биполярдык транзисторлордун бир нече коммутация схемалары бар:
- Жалпы эмитент (эң популярдуу).
- Жалпы негиз менен.
- Жалпы коллектор менен.
Бардык схемалардын ар кандай пайда параметрлери бар. Төмөнкү UMZCH схемасында жалпы эмитент байланышы бар.
n-p-n транзисторунун негизиндеги жөнөкөй күчөткүчтү чогултуу үчүн анын базасына өзгөрмө чыңалууну, коллекторго оң потенциалды жана эмитентке терс потенциалды туташтыруу керек. Ал эми базанын алдында, коллектордун алдында жана эмитенттин алдында чектөөчү каршылыктарды орнотуу керек. Жүк коллектордук балласт менен коллектордун өзүнүн ортосунда алынат.
Электровакуумдагыдайтриод күчөткүч, бул схемада күчөтүү сапатын жакшыртуу үчүн, сиз:
- базанын алдына чыңалуу бөлгүчтү жана чыпкалуу конденсаторду орнотуңуз;
- эмиттерге параллель туташтырылган конденсатор менен резисторду орнотуңуз;
- шууну жана тоскоолдуктарды жок кылуу үчүн чыпка конденсаторун жүккө күйгүзүңүз.
Эгер ушундай эки күчөтүүчү баскыч катар менен туташтырылса, анда алардын пайдаларын бири-бирине көбөйтүүгө болот. Бул, албетте, бир кыйла аппараттын дизайнын татаалдаштырат, бирок ал көбүрөөк күчөтүү жетишүүгө мүмкүндүк берет. Ырас, бул каскаддарды чексиз туташтыруу иштебейт: жалгыз күчөткүчтөр катар-катар кошулган сайын, алардын каныккандыкка өтүү мүмкүнчүлүгү ошончолук жогору болот.
Эгер транзистор каныккан режимде иштесе, анда эч кандай күчөтүүчү касиеттер жөнүндө сөз болушу мүмкүн эмес. Муну учурдагы чыңалуу мүнөзүнө карап текшере аласыз: транзистор каныккан режимде иштесе, анын иштөө чекити горизонталдык бөлүмдө болот.
UMZCH FET
Кийин, MOS тибиндеги транзисторлордогу UMZCH схемасы (металл-оксид-жарым өткөргүч - талаа эффективдүү транзистордун стандарттык түзүмү) көрсөтүлөт.
Талаа эффективдүү транзисторлордун түзүлүшү биполярдуу транзисторлор менен анча окшош эмес. Анын үстүнө, алардын иштөө принциби биполярдык аналогдордун иштөө принцибине окшош эмес.
Талаа эффективдүү транзисторлор электр талаасы тарабынан башкарылат (биполярдык - ток менен). Алар ток тартпайт жана гамма-нурланууга туруштук беришет, ошондой эле деп аталатрадиоактивдүү нурлануу. Акыркы факты аудио кубаттуулукту күчөткүч түзгүсү келген музыканттар үчүн эч качан пайдалуу боло албайт, бирок тармакта талаа эффективдүү транзисторлордун бул өзгөчөлүгү жогору бааланат.
Алардын негизги кемчилиги статикалык электр менен жакшы өз ара аракеттенишпейт. Мындай табияттагы заряд ушул типтеги транзисторлорду өчүрүшү мүмкүн. Элементтин контактына этиятсыз манжа тийүү транзисторду бузушу мүмкүн.
Бул электрондук бөлүктөргө күч күчөткүчтөрдү чогултууда бул өзгөчөлүктөр эске алынышы керек.
Өз колуңуз менен талаа эффективдүү транзисторго UMZCH схемасын кантип чогултуу керек? Кийинки нускамаларды аткаруу жетиштүү.
Талаа эффектилүү транзистордогу жөнөкөй UMZCH схемасын n-типтүү каналы бар p-n-туташуу талаа эффектиси транзисторунун жардамы менен чогултса болот. Дизайн биполярдык транзистордо күчөткүчтү чогултууда сүрөттөлгөндөй окшош, базанын ордун дарбаза гана, коллектор - дренаж, эмитент - булак алган.
UMZCH операциялык күчөткүчтө
Операциялык күчөткүч (мындан ары – ОУ) – инвертирлөөчү (сигналды фаза боюнча 180 градуска өзгөртөт) жана инвертирлөөчү эмес (сигналдын фазасын өзгөртпөйт) – эки киргизүүсү бар электрондук компонент, ошондой эле электр менен камсыздоо үчүн бир чыгуу жана жуп байланыштар. Ал төмөн нөлдүк чыңалууга жана кириш агымдарына ээ. Бул бирдиктин кирешеси абдан жогору.
OU эки режимде иштей алат:
- amp режиминде;
- режимдегенератор.
Оп-амп күчөтүү режиминде иштеши үчүн ага терс пикир схемасын туташтыруу керек. Бул резистор, ал бир чыгышы менен оп-ампердин чыгышына, экинчиси - инвертирлөөчү киришине туташкан.
Эгер бир эле схеманы инвертирлөөчү эмес киргизүүгө туташтырсаңыз, оң пикир алмашуу схемасын аласыз жана оп-ампер сигнал генератору катары иштей баштайт.
Оп-ампке чогултулган күчөткүчтөрдүн бир нече түрү бар:
- Inverting - сигналды күчөтөт жана анын фазасын 180 градуска өзгөртөт. Оп-ампке инвертирлөөчү күчөткүчтү алуу үчүн оп-амптин инвертирлөөчү эмес киргизүүсүн жерге туташтыруу керек жана инвертирлөөчү күчөткүчкө сигнал берүү керек, аны күчөтүү керек. Бул учурда, биз терс пикир схемасын унутпашыбыз керек.
- Inverting эмес - фазасын өзгөртпөстөн сигналды күчөтөт. Инвертирлөөчү эмес күчөткүчтү чогултуу үчүн, оп-амперге терс пикир схемасын туташтыруу керек, инвертирлөөчү киргизүүнү жерге туташтыруу жана оп-ампердин инвертирлөөчү эмес пинине сигнал берүү керек.
- Дифференциалдык - дифференциалдык сигналдарды күчөтөт (фазасы боюнча айырмаланган, бирок амплитудасы жана жыштыгы боюнча бирдей болгон сигналдар). Дифференциалдык күчөткүчтү алуу үчүн оп-амптин кириштерине чектөөчү резисторлорду туташтыруу керек, терс пикир схемасын унутпаңыз жана кириш контакттарына эки сигналды колдонуңуз: оң полярдуулук сигналы инвертивдүү эмес киргизүү, инвертирлөөчүгө терс сигнал.
- Өлчөө - дифференциалдык күчөткүчтүн өзгөртүлгөн версиясы. Прибордук күчөткүч дифференциалдык күчөткүч менен бирдей функцияны гана аткаратэки оп-ампердин кириштерин туташтырган потенциометрдин жардамы менен пайданы жөнгө салуу мүмкүнчүлүгүнө ээ. Мындай күчөткүчтүн дизайны алда канча татаал жана бир эмес, үч оп-амперди камтыйт.
Операциялык күчөткүчтөр менен иштөө канчалык кыйын? Оп-амп схемалары үчүн кээде резисторлор жана конденсаторлор сыяктуу ылайыктуу компоненттерди табуу кыйын болушу мүмкүн, анткени элементтердин кылдат дал келүүсү номиналдык маанилерде гана эмес, материалдарда да талап кылынат.
UMZCH интегралдык микросхемаларда
Интегралдык микросхемалар – бул атайын тапшырманы аткаруу үчүн иштелип чыккан түзүлүштөр. UMZCH учурунда бир кичинекей микросхема транзисторлордун, операциялык күчөткүчтөрдүн же вакуумдук түзүлүштөрдүн чоң каскадын алмаштырат.
Учурда TDA7057Q же TDA2030 сыяктуу ар кандай сериялык номерлери бар TDA чиптери абдан популярдуу. Микросхемаларда UMZCH схемаларынын көп саны бар.
Алардын составында алар 1 же 2 рубль тыйындан ашпаган өтө кичинекей корпуста жабдылган көп сандагы резисторлор, конденсаторлор жана операциялык күчөткүчтөр бар.
UMZCH долбоорлоо
Керектүү тетиктерди сатып алуудан жана өткөргүчтөрдү текстолиттик тактага оюудан мурун резисторлордун жана конденсаторлордун маанилерин тактоо, ошондой эле транзисторлордун, операциялык күчөткүчтөрдүн же интегралдык микросхемалардын керектүү моделдерин тандоо керек..
Муну NI Multisim сыяктуу атайын программалык камсыздоону колдонуу менен компьютерде жасоого болот. ATБул программа электрондук компоненттердин чоң маалымат базасын чогулткан. Анын жардамы менен сиз бардык электрондук түзүлүштөрдүн иштешин окшоштурсаңыз болот, атүгүл каталарды эске алып, схемалардын иштешин текшере аласыз.
Мындай программалык камсыздоонун жардамы менен күчтүү UMZCH схемаларын сыноо өзгөчө ыңгайлуу.
200W транзистордук стерео күчөткүч схемасы
Бул бөлүмдө каралган схема жогоруда сүрөттөлгөндөн алда канча татаал. Бирок анын күчөтүү касиеттери макалада келтирилген биполярдуу, талаа эффективдүү транзисторлорго, ошондой эле операциялык күчөткүчтөр менен интегралдык схемаларга негизделген конструкцияларга караганда жакшыраак.
Бул продукт төмөнкү нерселерди камтыйт:
- Резисторлор.
- Конденсаторлор (полярдуу жана полярдуу эмес).
- Диоддор.
- Зердик диод.
- Сақтандыргычтар.
- N-p-n-типтеги биполярдык транзисторлор.
- P-n-p биполярдык транзисторлор.
- P-канал IGFET'тери.
- n-каналы менен изоляцияланган FET дарбазасы.
Бул күч күчөткүчтүн параметрлери:
- Pбааланган чыгаруу=200 Вт (ар бир каналга).
- Uчыгаруу баскычынын кубаттуулугу=50V (бир аз өзгөрүүгө жол берилет).
- Iчыгаруу баскычынын эс алуусу=200 мА.
- Iбир чыгуу транзисторунун калган бөлүгү=50 мА.
- Uсезгичтик=0,75 В.
Бул аппараттын бардык негизги бөлүктөрү (трансформатор, системарадиаторлор түрүндө муздатуу жана тактайдын өзү) калыңдыгы 5 мм болгон дюралюминий барактан жасалган аноддолгон шассиде жайгашкан. Түзмөктүн алдыңкы панели жана үндү көзөмөлдөө баскычтары бир эле материалдан жасалган.
35 В эки ороосу бар трансформаторду даяр түрдө сатып алса болот. Тороиддик формадагы өзөктү тандоо керек (анын иштеши бул схемада текшерилген) жана кубаттуулугу 300 Вт болушу керек.
Схеманы электр менен камсыздоону да UMZCH электр схемасына ылайык өз алдынча чогултуу керек болот. Аны куруу үчүн сизге сактагыч, трансформатор, диод көпүрөсү, ошондой эле төрт полярдык конденсатор керек болот.
UMZCH электр менен камсыздоо схемасы ошол эле бөлүмдө берилген.
Кандайдыр бир электр чынжырын чогултууда үч жөнөкөй чындыкты эстен чыгарбоо керек:
- Уюлдук конденсаторлордун полярдуулугун сөзсүз байкаңыз. Эгерде сиз кичинекей күчөткүч схемасында плюс менен минусты чаташтырсаңыз, анда эч кандай коркунучтуу нерсе болбойт, UMZCH схемасы иштебейт, бирок так ушундай анча маанилүү эмес катадан улам, бир караганда, борттогу жабдыктар жана экипаж менен ракеталар кулап түшкөн.
- Диоддордун полярдуулугуна көңүл буруңуз: анод менен катодду алмаштырууга да тыюу салынат. Стабилдик диод үчүн бул эреже да тиешелүү.
- Эң негизгиси, бөлүктөрдү диаграммада байланыш чекити бар жерде гана ширетүү керек. Көпчүлүк бузулган электр чынжырлары так иштебейт, анткени монтаждоочу тетиктерди ширетпеген же керексиз жерде ширетпеген.
Бул схема мыкты UMZCH схемаларынын бирине киргенби? Болушу мүмкүн. Мунун баары көз карандыкеректөөчүнүн каалоолору.
Суховдун схемасы
Эгер мурунку күч күчөткүч схемасын өз алдынча чогултууга мүмкүн болсо, анткени ал салыштырмалуу аз элементтерди камтыйт, анда Сухов күчөткүчүнүн схемасын кол менен чогултпаңыз. Неге? Элементтердин жана туташуулардын көптүгүнө байланыштуу ката кетирүү мүмкүнчүлүгү жогору, андыктан бардык олуттуу көлөмдөгү иштерди кайра жасоого туура келет.
Негизи бул бөлүмдө берилген схеманы Суховдун схемасы деп атоого туура эмес. Бул VVS-2011 үлгүсүндөгү жогорку тактыктагы UMZCH (бул типтеги UMZCH схемалык диаграммасы ушул бөлүмдө берилген). Анын курамында талаа эффективдүү транзисторлор жок, бирок ага төмөнкүлөр кирет:
- Зердик диоддор.
- Сызыктуу эмес резисторлор.
- Кадимки резисторлор.
- Уюлдук жана полярдуу эмес конденсаторлор.
- Диоддор.
- Эки түрдөгү биполярдык транзисторлор.
- OpAmps.
- Троссел.
Бул кошуунун мүмкүнчүлүктөрү:
- P=150Вт, Rжүктө=8 Ом.
- Сызыктуулугу: 0,0002 - 0,0003% 20kHz, P=100W жана Rload=4 Ом.
- Туруктуу U=0 V үчүн колдоо.
- Жеткиликтүү AC зымынын каршылык компенсациясы.
- Учурдагы коргоонун болушу.
- UMZCH схемасын Uexitден коргоонун болушу=const.
- Жумшак баштоо мүмкүнчүлүгү.
Бул схема өнөр жай масштабында чогултулган жана кичинекей тактага туура келет. Өткөргүчтөрдүн схемасын жана элементтердин жайгашкан жерин Интернеттен тапса болот,бул материалдар эркин жеткиликтүү жерде.
Сухов сериясынын схемалары UMZCHнын эң жакшы схемаларынын бири.
Натыйжа
Үн күчүн күчөткүч кесипкөй музыканттар жана жөнөкөй музыка сүйүүчүлөр арасында абдан популярдуу түзмөк. UMZCH вакуумдук түзүлүштөрдүн жана транзисторлордун негизинде да, операциялык күчөткүчтөрдүн, интегралдык схемалардын негизинде да аткарылат.
Мындай түзмөктөрдү адистештирилген дүкөндөрдө сатып алса болот, же өзүңүз жасасаңыз болот. Баасы боюнча түтүк күчөткүчтөрү эң кымбат, ал эми интегралдык схемалар эң арзан.
UMZCH түтүк схемалары интегралдык же транзистордук UMZCH схемаларына караганда көбүрөөк пайда алуу сапатына ээ. Дал ушул себептен улам, адамдар мындай түзмөктөрдү ₽50,000 жана ₽100,000 жана ₽450,000 үчүн сатып алууга даяр.
Күчөлөткүчтөрдү өзүңүз чогултуп жатканда, төмөнкү эрежелерди эстеңиз:
- Диоддордун, стабилдик диоддордун жана башка анод-катоддук приборлордун, ошондой эле полярдык конденсаторлордун полярдуулугун чаташтырууга катуу тыюу салынат. Мунун натыйжасында чогултулган UMZCH схемасы иштебей калышы мүмкүн.
- Схеманы монтаждоодо чиймедеги байланыш чекити бар тетиктерди ширетүү керек. Ачык эреже окшойт. Бул чындык, бирок көптөгөн орнотуучулар аны унутуп коюшат.
Эгер сиз жогоруда келтирилген бардык сунуштарды колдонсоңуз, транзисторлордогу же башка элементтердеги UMZCH схемасына ылайык жакшы үн күчүн күчөткүчтү өзүңүз чогулта аласыз.
