Napajanje za bas pojačala. Visokokvalitetno pojačalo bez povratne informacije: kraj tisućljeća. Shematski dijagram pojačala The End Millennium

Izrada dobrog napajanja za pojačalo snage (UPA) ili neki drugi elektronički uređaj vrlo je odgovoran zadatak. Kvaliteta i stabilnost cijelog uređaja ovisi o izvoru napajanja.

U ovoj publikaciji ću vam reći o izradi jednostavnog transformatorskog napajanja za moj domaće pojačalo niske frekvencije snage "Phoenix P-400".

Ovako jednostavno napajanje može se koristiti za napajanje raznih strujnih krugova niskofrekventnih pojačala.

Predgovor

Za buduću jedinicu napajanja (PSU) za pojačalo, već sam imao toroidalnu jezgru s namotanim primarnim namotom od ~220V, tako da nije bilo problema odabrati "preklopno napajanje ili na temelju mrežnog transformatora."

U pulsni izvori napajanja su malih dimenzija i težine, imaju veliku izlaznu snagu i visoku učinkovitost. Napajanje na bazi mrežnog transformatora - ima velika težina, jednostavan je za proizvodnju i postavljanje, a ne morate se baviti opasnim naponima prilikom postavljanja kruga, što je posebno važno za početnike poput mene.

Toroidalni transformator

Toroidni transformatori, u usporedbi s transformatorima s oklopnim jezgrama izrađenim od ploča u obliku slova W, imaju nekoliko prednosti:

• manji volumen i težina;
• veća učinkovitost;
• bolje hlađenje namota.

Primarni namot već je sadržavao približno 800 zavoja PELSHO žice od 0,8 mm, bio je napunjen parafinom i izoliran slojem tanke fluoroplastične trake.

Mjerenjem približnih dimenzija transformatorskog željeza možete izračunati njegovu ukupnu snagu, tako da možete procijeniti je li jezgra prikladna za dobivanje potrebne snage ili ne.

Riža. 1. Mjere željezne jezgre za torusni transformator.

• Ukupna snaga (W) = površina prozora (cm 2) * površina presjeka (cm 2)
• Površina prozora = 3,14 * (d/2) 2
• Površina presjeka = h * ((D-d)/2)

Na primjer, izračunajmo transformator s dimenzijama željeza: D=14cm, d=5cm, h=5cm.

• Površina prozora = 3,14 * (5 cm/2) * (5 cm/2) = 19,625 cm2
• Površina poprečnog presjeka = 5 cm * ((14 cm-5 cm)/2) = 22,5 cm 2
• Ukupna snaga = 19,625 * 22,5 = 441 W.

Ukupna snaga transformatora koji sam koristio pokazala se očito manjom nego što sam očekivao - oko 250 vata.

Izbor napona za sekundarne namote

Poznavajući potrebni napon na izlazu ispravljača nakon elektrolitskih kondenzatora, možete približno izračunati potrebni napon na izlazu sekundarnog namota transformatora.

Numerička vrijednost Istosmjerni napon nakon što će se diodni most i kondenzatori za izglađivanje povećati za otprilike 1,3..1,4 puta u usporedbi s izmjeničnim naponom koji se dovodi na ulaz takvog ispravljača.

U mom slučaju, za napajanje UMZCH-a potreban vam je bipolarni istosmjerni napon - 35 volti na svakoj ruci. Prema tome, svaki sekundarni namot mora imati izmjenični napon: 35 volti / 1,4 = ~25 volti.

Koristeći isti princip, napravio sam približan izračun vrijednosti napona za ostale sekundarne namotaje transformatora.

Proračun broja zavoja i namota

Za napajanje preostalih elektroničkih jedinica pojačala, odlučeno je namotati nekoliko zasebnih sekundarnih namota. Napravljen je drveni shuttle za namatanje zavojnica emajliranom bakrenom žicom. Također se može izraditi od stakloplastike ili plastike.

Riža. 2. Shuttle za namatanje toroidalnog transformatora.

Namatanje je izvedeno emajliranom bakrenom žicom koja je bila dostupna:

• za 4 namota snage UMZCH - žica promjera 1,5 mm;
• za ostale namotaje - 0,6 mm.

Eksperimentalno sam odabrao broj zavoja za sekundarne namote, jer nisam znao točan broj zavoja primarnog namota.

Suština metode:

1. Namotamo 20 zavoja bilo koje žice;
2. Spojimo primarni namot transformatora na ~220V mrežu i izmjerimo napon na namotanih 20 zavoja;
3. Potreban napon podijelimo s onim dobivenim od 20 zavoja - saznat ćemo koliko je puta potrebno 20 zavoja za namatanje.

Na primjer: treba nam 25V, a od 20 zavoja dobijemo 5V, 25V/5V=5 - trebamo 5 puta namotati 20 zavoja, odnosno 100 zavoja.

Proračun dužine potrebne žice je napravljen na sljedeći način: Namotao sam 20 zavoja žice, označio je markerom, odmotao i izmjerio duljinu. Podijelio sam potreban broj zavoja s 20, pomnožio dobivenu vrijednost s duljinom od 20 zavoja žice - dobio sam otprilike potrebnu duljinu žice za namatanje. Dodavanjem 1-2 metra rezerve na ukupnu duljinu, možete namotati žicu na shuttle i sigurno je odrezati.

Na primjer: potrebno vam je 100 zavoja žice, duljina 20 namotanih zavoja je 1,3 metra, saznajemo koliko puta treba namotati po 1,3 metra da dobijemo 100 zavoja - 100/20 = 5, saznajemo ukupnu duljinu žice (5 komada po 1,3m) - 1,3*5=6,5m. Dodamo 1,5 m za rezervu i dobijemo dužinu od 8 m.

Za svaki sljedeći namot, mjerenje treba ponoviti, jer će se sa svakim novim namotajem duljina žice potrebna za jedan zavoj povećati.

Za namatanje svakog para namota od 25 V, dvije žice su položene paralelno na shuttle (za 2 namota). Nakon namotavanja, kraj prvog namota spojen je s početkom drugog - imamo dva sekundarna namota za bipolarni ispravljač sa spojem u sredini.

Nakon namotavanja svakog para sekundarnih namota za napajanje UMZCH krugova, oni su izolirani tankom fluoroplastičnom trakom.

Na taj je način namotano 6 sekundarnih namota: četiri za napajanje UMZCH i još dva za napajanje ostatka elektronike.

Shema ispravljača i stabilizatora napona

Ispod je shematski dijagram napajanja za moje domaće pojačalo snage.

Riža. 2. Shematski dijagram napajanje za domaće niskofrekventno pojačalo snage.

Za napajanje krugova pojačala LF snage koriste se dva bipolarna ispravljača - A1.1 i A1.2. Preostale elektroničke jedinice pojačala napajat će se stabilizatorima napona A2.1 i A2.2.

Otpornici R1 i R2 potrebni su za pražnjenje elektrolitskih kondenzatora kada su vodovi isključeni iz krugova pojačala snage.

Moj UMZCH ima 4 kanala pojačanja, mogu se uključiti i isključiti u parovima pomoću prekidača koji prebacuju strujne vodove UMZCH šala pomoću elektromagnetskih releja.

Otpornici R1 i R2 mogu se isključiti iz kruga ako je napajanje trajno spojeno na UMZCH ploče, u kojem slučaju će se elektrolitski kondenzatori isprazniti kroz UMZCH krug.

KD213 diode dizajnirane su za maksimalnu struju naprijed od 10A, u mom slučaju to je dovoljno. Diodni most D5 dizajniran je za struju od najmanje 2-3A, sastavljen od 4 diode. C5 i C6 su kapaciteti, od kojih se svaki sastoji od dva kondenzatora od 10.000 μF na 63V.

Riža. 3. Shematski dijagrami stabilizatora istosmjernog napona na mikro krugovima L7805, L7812, LM317.

Objašnjenje naziva na dijagramu:

• STAB - stabilizator napona bez podešavanja, struja ne više od 1A;
• STAB+REG - stabilizator napona s regulacijom, struja ne više od 1A;
• STAB+POW - podesivi stabilizator napona, struja približno 2-3A.

Kada koristite mikro krugove LM317, 7805 i 7812, izlazni napon stabilizatora može se izračunati pomoću pojednostavljene formule:

Uizlaz = Vxx * (1 + R2/R1)

Vxx za mikro krugove ima sljedeća značenja:

• LM317 - 1,25;
• 7805 - 5;
• 7812 - 12.

Primjer izračuna za LM317: R1=240R, R2=1200R, Uout = 1,25*(1+1200/240) = 7,5V.

Oblikovati

Ovako je planirano korištenje napona iz napajanja:

• +36V, -36V - pojačala snage na TDA7250
• 12V - elektroničke kontrole glasnoće, stereo procesori, indikatori izlazne snage, toplinski kontrolni krugovi, ventilatori, pozadinsko osvjetljenje;
• 5V - indikatori temperature, mikrokontroler, digitalna upravljačka ploča.

Čipovi stabilizatora napona i tranzistori bili su montirani na male radijatore koje sam uklonio iz neispravnih računalnih napajanja. Kućišta su pričvršćena na radijatore preko izolacijskih brtvi.

Tiskana ploča izrađena je od dva dijela, od kojih svaki sadrži bipolarni ispravljač za UMZCH krug i potreban set stabilizatora napona.

Riža. 4. Jedna polovica ploče za napajanje.

Riža. 5. Druga polovica ploče za napajanje.

Riža. 6. Gotovi dijelovi napajanja za domaće pojačalo snage.

Kasnije, tijekom otklanjanja pogrešaka, došao sam do zaključka da bi bilo mnogo prikladnije napraviti stabilizatore napona na zasebnim pločama. Ipak, opcija "sve na jednoj ploči" također nije loša i zgodna je na svoj način.

Također, ispravljač za UMZCH (dijagram na slici 2) može se sastaviti montiranom montažom, a krugovi stabilizatora (slika 3) u pravu količinu- na zasebnim tiskanim pločicama.

Spajanje elektroničkih komponenti ispravljača prikazano je na slici 7.

Riža. 7. Dijagram spajanja za sastavljanje bipolarnog ispravljača -36V + 36V pomoću zidne instalacije.

Spajanje mora biti izvedeno pomoću debelih izoliranih bakrenih vodiča.

Diodni most s kondenzatorima od 1000pF može se postaviti zasebno na radijator. Ugradnja snažnih KD213 dioda (tableta) na jedan zajednički radijator mora se obaviti preko izolacijskih toplinskih jastučića (termalna guma ili tinjac), budući da jedan od priključaka diode ima kontakt s metalnom oblogom!

Za shemu filtriranja ( elektrolitski kondenzatori 10000 µF svaki, otpornici i keramički kondenzatori 0,1-0,33 µF) mogu se brzo rješenje sastavite mali panel - isprintana matična ploča(Slika 8).

Riža. 8. Primjer ploče s utorima od stakloplastike za montažu izravnavajućih ispravljačkih filtara.

Za izradu takve ploče trebat će vam pravokutni komad stakloplastike. Domaćim rezačem (slika 9), izrađenim od oštrice pile za metal, izrežemo bakrenu foliju duž cijele duljine, a zatim jedan od dobivenih dijelova prerežemo okomito na pola.

Riža. 9. Domaći rezač izrađen od oštrice pile za metal, izrađen na stroju za oštrenje.

Nakon toga označimo i izbušimo rupe za dijelove i pričvrsne elemente, očistimo bakrenu površinu finim brusnim papirom i kalajujemo je pomoću topitelja i lemljenja. Dijelove lemimo i spajamo u krug.

Zaključak

Ovo jednostavno napajanje napravljeno je za buduće kućno audio pojačalo. Ostaje samo dopuniti ga dijagramom gladak početak(Meki start) i stanje pripravnosti.

UPD: Yuri Glushnev je poslao tiskanu pločicu za sklapanje dva stabilizatora s naponima +22V i +12V. Sadrži dva STAB+POW sklopa (slika 3) na LM317, 7812 mikro krugovima i TIP42 tranzistorima.

Riža. 10. Tiskana pločica za stabilizatore napona za +22V i +12V.

Preuzimanje - (63 KB).

Još jedna tiskana ploča dizajnirana za STAB+REG podesivi regulator napona temeljen na LM317:

Riža. 11. Tiskana ploča za podesivi stabilizator napona na bazi LM317 čipa.

Audiofrekvencijsko pojačalo (AFA) ili niskofrekventno pojačalo (LF) jedan je od najčešćih elektroničkih uređaja. Svi mi primamo zvučne informacije koristeći jednu ili drugu vrstu ULF-a. Ne znaju svi, ali niskofrekventna pojačala se također koriste u mjernoj tehnici, detekciji nedostataka, automatizaciji, telemehanici, analognom računalstvu i drugim područjima elektronike.

Iako je, naravno, glavna upotreba ULF-a dovođenje zvučnog signala do naših ušiju pomoću akustičnih sustava koji pretvaraju električne vibracije u akustične. A pojačalo to mora učiniti što točnije. Samo u ovom slučaju dobivamo zadovoljstvo koje nam pruža naša omiljena glazba, zvukovi i govor.

Od pojave fonografa Thomasa Edisona 1877. do danas, znanstvenici i inženjeri bore se za poboljšanje osnovnih parametara ULF-a: prvenstveno za pouzdanost prijenosa zvučnih signala, kao i za karakteristike potrošača poput potrošnje energije , veličina, jednostavnost izrade, konfiguracije i uporabe.

Početkom 1920-ih formirana je slovna klasifikacija klasa elektroničkih pojačala, koja se koristi i danas. Klase pojačala razlikuju se u načinima rada aktivnih koji se u njima koriste. elektronički uređaji- vakuumske cijevi, tranzistori itd. Glavne "jednoslovne" klase su A, B, C, D, E, F, G, H. Slova za označavanje klasa mogu se kombinirati u slučaju kombiniranja nekih načina. Klasifikacija nije standardna, tako da programeri i proizvođači mogu koristiti slova prilično proizvoljno.

Posebno mjesto u klasifikaciji zauzima klasa D. Aktivni elementi ULF izlaznog stupnja klase D rade u sklopnom (impulsnom) načinu rada, za razliku od ostalih klasa, gdje se uglavnom koristi linearni način rada aktivnih elemenata.

Jedna od glavnih prednosti pojačala klase D je koeficijent korisna radnja(učinkovitost) približava se 100%. To, posebice, dovodi do smanjenja snage koju rasipaju aktivni elementi pojačala, a kao posljedica toga, do smanjenja veličine pojačala zbog smanjenja veličine radijatora. Ovakva pojačala postavljaju znatno manje zahtjeve na kvalitetu napajanja, koje može biti unipolarno i impulsno. Još jedna prednost može se smatrati mogućnošću korištenja metoda digitalne obrade signala i digitalnog upravljanja njihovim funkcijama u pojačalima klase D - uostalom, digitalne tehnologije prevladavaju u modernoj elektronici.

Uzimajući u obzir sve ove trendove, nudi tvrtka Master Kit Širok izbor pojačala klase D, sastavljen na istom TPA3116D2 čipu, ali ima različite namjene i snagu. A kako kupci ne bi gubili vrijeme tražeći odgovarajući izvor energije, pripremili smo kompleti pojačalo + napajanje, optimalno prikladan prijatelj prijatelju.

U ovoj recenziji ćemo pogledati tri takva kompleta:

1. MP3116mini + LRS-100-24 (D-class bas pojačalo 2×50 W + napajanje 24 V / 100 W / 4.5A);
2. MP3116 + LRS-200-24 (D-klasa LF pojačalo 2×100 W + napajanje 24 V / 200 W / 8,8A);
3. MP3116btl + LRS-200-24 (D-class LF pojačalo 1×150 W + napajanje 24 V / 200 W / 8.8A).

Prvi set namijenjen prvenstveno onima koji trebaju minimalne dimenzije, stereo zvuk i klasična shema podešavanja u dva kanala istovremeno: glasnoća, niske i visoke frekvencije. Uključuje MP3116mini pojačalo i LRS-100-24 napajanje.

Samo dvokanalno pojačalo ima neviđeno male dimenzije: samo 60 × 31 × 13 mm, ne uključujući upravljačke tipke. Dimenzije napajanja su 129 × 97 × 30 mm, težina - oko 340 g.

Unatoč svojoj maloj veličini, pojačalo isporučuje poštenih 50 vata po kanalu u opterećenju od 4 ohma pri naponu napajanja od 21 volta!

Čip RC4508 koristi se kao predpojačalo - dvostruko specijalizirano operacijsko pojačalo za audio signale. Omogućuje savršeno usklađivanje ulaza pojačala s izvorom signala i ima iznimno niske razine nelinearnog izobličenja i šuma.

Ulazni signal dovodi se na tropinski konektor s razmakom pinova od 2,54 mm, napajanje i zvučnički sustavi povezani su pomoću prikladnih vijčanih konektora.

Mali hladnjak je instaliran na čipu TPA3116 pomoću ljepila koje provodi toplinu, čije je područje disipacije sasvim dovoljno čak i pri najvećoj snazi.

Imajte na umu da radi uštede prostora i smanjenja veličine pojačala ne postoji zaštita od obrnutog polariteta priključka za napajanje (reverzijom), stoga budite oprezni kada napajate pojačalo.

Uzimajući u obzir njegovu malu veličinu i učinkovitost, opseg primjene kompleta je vrlo širok - od zamjene zastarjelog ili pokvarenog starog pojačala do vrlo mobilnog kompleta za ozvučenje za presnimavanje događaja ili zabave.

Dat je primjer korištenja takvog pojačala.

Na ploči nema rupa za pričvršćivanje, ali za to možete uspješno koristiti potenciometre koji imaju pričvršćivanje za maticu.

Drugi set uključuje MP3116 stereo pojačalo na dva čipa TPA3116D2, od kojih je svaki spojen u premoštenom načinu rada i daje do 100 vata izlazne snage po kanalu, kao i s izlaznim naponom od 24 volta i snagom od 200 vata.

Uz pomoć takvog kompleta i dva sustava zvučnika od 100 W, možete ozvučiti veliki događaj čak i na otvorenom!

Pojačalo je opremljeno regulatorom glasnoće s prekidačem. Na ploči je instalirana moćna Schottky dioda za zaštitu od preokreta polariteta napajanja.

Pojačalo je opremljeno učinkovitim niskopropusnim filtrima, ugrađenim u skladu s preporukama proizvođača TPA3116 čipa, te zajedno s njim osiguravaju visoku kvalitetu izlaznog signala.

Napon napajanja i zvučnički sustavi povezani su pomoću vijčanih konektora.

Ulazni signal može se dovesti ili na tropinski konektor s korakom od 2,54 mm ili pomoću standardnog 3,5 mm Jack audio konektora.

Radijator osigurava dovoljno hlađenje za oba mikro kruga i pritisnut je na njihove termalne podloge pomoću vijka koji se nalazi na dnu tiskane ploče.

Radi lakšeg korištenja, ploča također ima zelenu LED diodu koja pokazuje kada je napajanje uključeno.

Dimenzije ploče, uključujući kondenzatore i isključujući gumb potenciometra, su 105 × 65 × 24 mm, razmaci između rupa za montažu su 98,6 i 58,8 mm. Dimenzije napajanja su 215 × 115 × 30 mm, težina oko 660 g.

Treći set je jednokanalno MP3116btl niskofrekventno pojačalo i LRS-200-24 napajanje izlaznog napona od 24 volta i snage 200 vata.

Pojačalo daje do 150 W izlazne snage pri opterećenju od 4 ohma. Glavna primjena ovog pojačala je izrada visokokvalitetnog i energetski učinkovitog subwoofera.

U usporedbi s mnogim drugim namjenskim subwoofer pojačalima, MP3116btl se ističe u vožnji woofera. velikog promjera. To potvrđuju recenzije kupaca predmetnog ULF-a. Zvuk je bogat i svijetao.

Radijator zauzet najviše PCB područje osigurava učinkovito hlađenje TPA3116.

Za usklađivanje ulaznog signala na ulazu pojačala koristi se mikro krug NE5532 - dvokanalno niskošumno specijalizirano operacijsko pojačalo. Ima minimalno nelinearno izobličenje i široku propusnost.

Na ulazu je također ugrađen regulator amplitude ulaznog signala s utorom za odvijač. Uz njegovu pomoć možete prilagoditi glasnoću subwoofera glasnoći glavnih kanala.

Za zaštitu od preokreta napona napajanja, na ploči je instalirana Schottky dioda.

Sustavi napajanja i zvučnika povezani su pomoću vijčanih konektora.

Dimenzije ploče pojačala su 73 × 77 × 16 mm, razmaci između rupa za montažu su 69,4 i 57,2 mm. Dimenzije napajanja su 215 × 115 × 30 mm, težina oko 660 g.

Svi setovi uključuju MEAN WELL prekidačke izvore napajanja.

Osnovana 1982. godine, tvrtka je vodeći svjetski proizvođač prekidačkih izvora napajanja. Trenutno se MEAN WELL Corporation sastoji od pet financijski neovisnih partnerskih tvrtki u Tajvanu, Kini, SAD-u i Europi.

Proizvodi MEAN WELL karakteriziraju visoka kvaliteta, niska stopa kvarova i dug životni vijek.

Preklopni izvori napajanja, razvijeni na suvremenoj bazi elemenata, ispunjavaju najviše zahtjeve za kvalitetu izlaznog istosmjernog napona i razlikuju se od konvencionalnih linearnih izvora u svojoj maloj težini i visokoj učinkovitosti, kao i prisutnosti zaštite od preopterećenja i kratki spoj na izlazu.

Napajanja LRS-100-24 i LRS-200-24 koja se koriste u predstavljenim setovima imaju LED indikator napajanja i potenciometar za precizno podešavanje izlaznog napona. Prije spajanja pojačala provjerite izlazni napon i po potrebi potenciometrom namjestite njegovu razinu na 24 volta.

Korišteni izvori koriste pasivno hlađenje, tako da su potpuno nečujni.

Treba napomenuti da se sva razmatrana pojačala mogu uspješno koristiti za projektiranje sustava za reprodukciju zvuka za automobile, motocikle, pa čak i bicikle. Kada napajate pojačala s naponom od 12 volti, izlazna snaga će biti nešto manja, ali kvaliteta zvuka neće patiti, a visoka učinkovitost omogućuje vam učinkovito napajanje ULF-a iz autonomnih izvora napajanja.

Također vam skrećemo pozornost na činjenicu da se svi uređaji o kojima se govori u ovoj recenziji mogu kupiti zasebno i kao dio drugih kompleta na web mjestu

Niskofrekventna pojačala (LF) koriste se za pretvaranje slabih signala, pretežno u audio području, u snažnije signale prihvatljive za izravnu percepciju putem elektrodinamičkih ili drugih emitera zvuka.

Imajte na umu da su visokofrekventna pojačala do frekvencija od 10 ... 100 MHz izgrađena prema sličnim krugovima; razlika se najčešće svodi na činjenicu da se vrijednosti kapaciteta kondenzatora takvih pojačala smanjuju onoliko puta koliko frekvencija visokofrekventnog signala premašuje frekvenciju niskofrekventnog.

Jednostavno pojačalo s jednim tranzistorom

Najjednostavniji ULF, napravljen prema krugu sa zajedničkim emiterom, prikazan je na sl. 1. Kao opterećenje koristi se telefonska kapsula. Dopušteni napon napajanja za ovo pojačalo je 3...12 V.

Preporučljivo je eksperimentalno odrediti vrijednost prednaponskog otpornika R1 (desetke kOhma), jer njegova optimalna vrijednost ovisi o naponu napajanja pojačala, otporu telefonske kapsule i koeficijentu prijenosa određenog tranzistora.

Riža. 1. Krug jednostavnog ULF na jednom tranzistoru + kondenzatoru i otporniku.

Za odabir početne vrijednosti otpornika R1 treba uzeti u obzir da njegova vrijednost treba biti približno sto ili više puta veća od otpora uključenog u krug opterećenja. Za odabir prednaponskog otpornika preporuča se spojiti konstantni otpornik s otporom od 20 ... 30 kOhm i promjenjivi otpornik s otporom od 100 ... 1000 kOhm u seriju, nakon čega se primjenom zvuka male amplitude signala na ulazu pojačala, na primjer, s magnetofona ili uređaja za reprodukciju, okrenite gumb promjenjivog otpornika kako biste postigli najbolja kvaliteta signal na najvećoj glasnoći.

Vrijednost kapaciteta prijelaznog kondenzatora C1 (slika 1) može biti u rasponu od 1 do 100 μF: što je veća vrijednost ovog kapaciteta, to su niže frekvencije koje ULF može pojačati. Ovladati tehnikom amplifikacije niske frekvencije Preporuča se eksperimentirati s odabirom vrijednosti elemenata i načina rada pojačala (Sl. 1 - 4).

Poboljšane opcije pojačala s jednim tranzistorom

Složenije i poboljšano u usporedbi s dijagramom na sl. 1 krugovi pojačala prikazani su na sl. 2 i 3. U dijagramu na Sl. 2 stupanj pojačanja dodatno sadrži lanac frekvencijski ovisnih negativa Povratne informacije(otpornik R2 i kondenzator C2), poboljšavajući kvalitetu signala.

Riža. 2. Dijagram jednotranzistorskog ULF s lancem frekvencijski ovisne negativne povratne sprege.

Riža. 3. Jednotranzistorsko pojačalo s razdjelnikom za dovod prednapona na bazu tranzistora.

Riža. 4. Jednotranzistorsko pojačalo s automatskim podešavanjem prednapona za bazu tranzistora.

U dijagramu na Sl. 3, pristranost prema bazi tranzistora postavljena je "strože" pomoću razdjelnika, što poboljšava kvalitetu rada pojačala kada se promijene njegovi radni uvjeti. "Automatska" postavka prednaprezanja temeljena na tranzistoru za pojačanje koristi se u krugu na sl. 4.

Dvostupanjsko tranzistorsko pojačalo

Povezivanjem dva jednostavna stupnja pojačanja u seriju (slika 1), možete dobiti dvostupanjski ULF (slika 5). Pojačanje takvog pojačala jednako je umnošku faktora pojačanja pojedinih stupnjeva. Međutim, nije lako postići veliko stabilno pojačanje s naknadnim povećanjem broja stupnjeva: pojačalo će se najvjerojatnije samopobuditi.

Riža. 5. Strujni krug jednostavnog dvostupanjskog niskofrekventnog pojačala.

Novi razvoj niskofrekventnih pojačala, čiji se dijagrami često daju na stranicama časopisa zadnjih godina, težiti cilju postizanja minimalnog faktora nelinearnog izobličenja, povećanja izlazne snage, proširenja pojačanog frekvencijskog pojasa itd.

Istodobno, pri postavljanju raznih uređaja i provođenju eksperimenata često je potreban jednostavan ULF, koji se može sastaviti za nekoliko minuta. Takvo pojačalo mora sadržavati minimalan broj oskudnih elemenata i raditi u širokom rasponu promjena napona napajanja i otpora opterećenja.

ULF sklop temeljen na tranzistorima s efektom polja i silicijuma

Krug jednostavnog niskofrekventnog pojačala snage s izravnom spregom između stupnjeva prikazan je na sl. 6 [Rl 3/00-14]. Ulazna impedancija pojačala određena je oznakom potenciometra R1 i može varirati od stotina ohma do desetaka megohma. Na izlaz pojačala možete spojiti opterećenje s otporom od 2...4 do 64 Ohma i više.

Za opterećenja visokog otpora, tranzistor KT315 može se koristiti kao VT2. Pojačalo radi u rasponu napona napajanja od 3 do 15 V, iako se njegove prihvatljive performanse održavaju čak i kada se napon napajanja smanji na 0,6 V.

Kapacitet kondenzatora C1 može se odabrati u rasponu od 1 do 100 μF. U potonjem slučaju (C1 = 100 μF), ULF može raditi u frekvencijskom pojasu od 50 Hz do 200 kHz i više.

Riža. 6. Shema jednostavno pojačalo niske frekvencije na dva tranzistora.

Amplituda ULF ulaznog signala ne smije prelaziti 0,5...0,7 V. Izlazna snaga pojačala može varirati od desetaka mW do jedinica W ovisno o otporu opterećenja i veličini napona napajanja.

Podešavanje pojačala sastoji se od odabira otpornika R2 i R3. Uz njihovu pomoć, napon na odvodu tranzistora VT1 postavljen je na 50 ... 60% napona izvora napajanja. Tranzistor VT2 mora biti instaliran na ploči hladnjaka (radijator).

Tračnica-kaskada ULF s izravnom spojkom

Na sl. Slika 7 prikazuje dijagram drugog naizgled jednostavnog ULF-a s izravnim vezama između kaskada. Ovakvim spajanjem poboljšavaju se frekvencijske karakteristike pojačala u niskofrekventnom području, a sklop u cjelini se pojednostavljuje.

Riža. 7. Shematski dijagram trostupanjskog ULF-a s izravnom vezom između stupnjeva.

U isto vrijeme, ugađanje pojačala je komplicirano činjenicom da svaki otpor pojačala mora biti odabran pojedinačno. Otprilike omjer otpornika R2 i R3, R3 i R4, R4 i R BF treba biti u rasponu (30...50) do 1. Otpornik R1 treba biti 0,1...2 kOhm. Proračun pojačala prikazanog na sl. 7 mogu se pronaći u literaturi, npr. [R 9/70-60].

Kaskadni ULF sklopovi koji koriste bipolarne tranzistore

Na sl. Slike 8 i 9 prikazuju sklopove kaskodnih ULF-ova koji koriste bipolarne tranzistore. Takva pojačala imaju prilično visok dobitak Ku. Pojačalo na sl. 8 ima Ku=5 u frekvencijskom pojasu od 30 Hz do 120 kHz [MK 2/86-15]. ULF prema dijagramu na Sl. 9 s harmoničkim koeficijentom manjim od 1% ima pojačanje 100 [RL 3/99-10].

Riža. 8. Kaskadni ULF na dva tranzistora s pojačanjem = 5.

Riža. 9. Kaskadni ULF na dva tranzistora s pojačanjem = 100.

Ekonomični ULF s tri tranzistora

Za prijenosnu elektroničku opremu važan je parametar učinkovitost ULF-a. Dijagram takvog ULF-a prikazan je na slici. 10 [RL 3/00-14]. Ovdje je kaskadna veza tranzistora s efektom polja VT1 i bipolarni tranzistor VT3, a tranzistor VT2 je uključen na takav način da stabilizira radnu točku VT1 i VT3.

Kako se ulazni napon povećava, ovaj tranzistor šuntira spoj emiter-baza VT3 i smanjuje vrijednost struje koja teče kroz tranzistore VT1 i VT3.

Riža. 10. Shema jednostavnog ekonomičnog niskofrekventnog pojačala s tri tranzistora.

Kao u gornjem krugu (vidi sliku 6), ulazni otpor ovog ULF-a može se postaviti u rasponu od desetaka ohma do desetaka megohma. Kao opterećenje korištena je telefonska kapsula, na primjer, TK-67 ili TM-2V. Telefonska kapsula, spojena pomoću utikača, može istovremeno služiti i kao prekidač napajanja strujnog kruga.

napon ULF napajanje kreće se od 1,5 do 15 V, iako se funkcionalnost uređaja održava i kada se napon napajanja smanji na 0,6 V. U rasponu napona napajanja od 2... 15 V, struja koju troši pojačalo opisuje se izrazom :

1(μA) = 52 + 13*(Upit)*(Upit),

gdje je Upit napon napajanja u voltima (V).

Ako isključite tranzistor VT2, struja koju troši uređaj povećava se za red veličine.

Dvostupanjski ULF s izravnom spregom između stupnjeva

Primjeri ULF-ova s ​​izravnim vezama i minimalnim odabirom načina rada su krugovi prikazani na sl. 11 - 14. Imaju visok dobitak i dobru stabilnost.

Riža. 11. Jednostavan dvostupanjski ULF za mikrofon (niska razina buke, veliki dobitak).

Riža. 12. Dvostupanjsko niskofrekventno pojačalo s tranzistorima KT315.

Riža. 13. Dvostupanjsko niskofrekventno pojačalo pomoću tranzistora KT315 - opcija 2.

Karakterizirano je mikrofonsko pojačalo (slika 11). niska razina vlastiti šum i veliki dobitak [MK 5/83-XIV]. Mikrofon elektrodinamičkog tipa korišten je kao mikrofon VM1.

Telefonska kapsula također može djelovati kao mikrofon. Stabilizacija radne točke (početni prednapon na bazi ulaznog tranzistora) pojačala na sl. 11 - 13 provodi se zbog pada napona na otporu emitera drugog stupnja pojačanja.

Riža. 14. Dvostupanjski ULF s tranzistorom s efektom polja.

Pojačalo (slika 14), koje ima veliki ulazni otpor (oko 1 MOhm), izrađeno je na tranzistoru s efektom polja VT1 (izvorni sljedbenik) i bipolarnom tranzistoru - VT2 (sa zajedničkim).

Kaskadno niskofrekventno pojačalo tranzistori s efektom polja, koji također ima visoku ulaznu impedanciju, prikazan je na sl. 15.

Riža. 15. sklop jednostavnog dvostupanjskog ULF-a koji koristi dva tranzistora s efektom polja.

ULF sklopovi za rad s niskim ohmskim opterećenjima

Tipični ULF-ovi dizajnirani za rad s niskim impedancijskim opterećenjima i imaju izlazna snaga deseci mW i više prikazani su na sl. 16, 17.

Riža. 16. Jednostavan ULF za rad s opterećenjem niskog otpora.

Elektrodinamička glava BA1 može se spojiti na izlaz pojačala, kao što je prikazano na sl. 16, odnosno dijagonalno na most (sl. 17). Ako je izvor napajanja napravljen od dvije serijski spojene baterije (akumulatora), desni izlaz glave BA1 prema dijagramu može se spojiti na njihovu središnju točku izravno, bez kondenzatora SZ, C4.

Riža. 17. Krug niskofrekventnog pojačala s uključivanjem opterećenja niskog otpora u dijagonalu mosta.

Ako vam je potreban krug za jednostavnu cijev ULF, tada se takvo pojačalo može sastaviti čak i pomoću jedne cijevi, pogledajte našu web stranicu elektronike u odgovarajućem odjeljku.

Literatura: Shustov M.A. Praktično projektiranje sklopova (Knjiga 1), 2003.

Ispravci u objavi: na sl. 16 i 17, umjesto diode D9, instaliran je lanac dioda.

Ne sanjajte, djelujte!

Eksperimenti za poboljšanje zvuka ekstrahiranog pomoću pojačala opisanog u prethodna tri dijela projekta započet će nadogradnjom napajanja. Dizajnirano napajanje ima sljedeće prednosti:
- uzima u obzir značajke stvarnog audio signala;
- mali gubici u ispravljačkom mostu;
- opcija bipolarnog napajanja za stupnjeve pretpojačala.
Napajanje se može koristiti i za ovaj projekt i za samostalnu konstrukciju audio pojačala.

Opće napomene

Prvo procijenimo zahtjeve za napajanje (PS) na temelju temeljnih znanja, a zatim upotrijebimo programe za izračun. Razmotrimo odnose u izlaznom stupnju UMZCH koji radi u klasi AB u kontekstu zahtjeva za dizajn napajanja.
Maksimalni izlazni napon pojačala:

Uout max=sqrt(2Pn maxRn),

amplituda izmjenične struje u krugu opterećenja doseže:

Iout max=Uout max/Rn.

Granična (idealna) učinkovitost push-pull komplementarnog repetitora sa sinusoidnim signalom

ηmax=Pn/Ppot=π/4≈0,78.

Audio pojačalo snage, u odnosu na napajanje, može se smatrati pretvaračem istosmjerne struje iz napajanja u izmjeničnu struju. Pretpostavimo da je učinkovitost takvog pretvarača (pri Pn max) η=0,7.
Ako postoji kondenzator Sp u strujnom krugu napajanja pojačala snage, potrošnja struje će biti

Ip≈Pn max/(2ηUp).

Proračuni koji koriste gornje omjere pokazuju (slika 1) da je potrošena istosmjerna struja Ip šest puta manja od maksimalne struje opterećenja Iout max. Ova činjenica još jednom naglašava važnost ožičenja napajanja u pojačalu. Preporuke za ugradnju strujnih krugova slabe i jake struje dane su u prvom dijelu ovog projekta.

Riža. 1. Snimka zaslona IP izračuna u Microsoftov program Excel. Ćelije ispunjene svijetlo plavom bojom sadrže izvorne podatke. narančasta boja– projektni omjeri

Osnovni odnosi potrebni za grubi proračun nestabiliziranog izvora napajanja koji daje napon Un pri struji opterećenja In dati su u priloženoj datoteci u nastavku. Proračun se provodi za premosni sklop, u kojem se ukupni napon 2Up uzima kao izlazni napon Un, a kondenzator za pohranjivanje Cn predstavlja dva serijski spojena kondenzatora dvostrukog izračunatog kapaciteta (slika 2).

Riža. 2. Premosno napajanje za dva izlazna napona simetrična u odnosu na zajedničku žicu

Datoteku s objašnjenjima izračunatih odnosa možete pronaći ovdje:

--
Hvala na pozornosti!

Rezultati izračuna pomoću gornjih formula dani su na drugom listu xls datoteke, a ispis fragmenta lista sa ekrana prikazan je na sl. 3.

Riža. 3. Tablica rezultata izračuna IP-a

Potrebna snaga transformatora i parametri diode dobiveni su za maksimalnu izlaznu snagu UMZCH. Potreban je energetski transformator snage 70...80 W i diode s prednjom strujom od 2 A, impulsnom strujom od 50 A i povratnim naponom od 200 V.

Glavni parametri:
Ulazni napon: ~2x(15…20) V
Maksimalna struja opterećenja: do 4 A
Radna struja napajanja ±15V: 50mA
Dimenzije PCB-a: 54x150 mm

U nastavku ćemo raspravljati o problemima koji su se pojavili, uz usputnu napomenu da korisna informacija informacije o izradi napajanja nalaze se u .

--
Hvala na pozornosti!
Igor Kotov, glavni urednik časopisa Datagor

Prvo se na tiskanu ploču ugrađuju dijelovi male veličine: filmski kondenzatori, diode, elektrolitički kondenzatori bipolarnog napajanja. Zatim se postavljaju terminalni blokovi i elektrolitski kondenzatori filtra za izglađivanje. Nakon lemljenja, preporučljivo je potonje dodatno učvrstiti na tiskanoj pločici pomoću topivog ljepila.
Potreban je električni pištolj za ljepilo (slika 10), namijenjen za lijepljenje proizvoda od plastike, metala, keramike i drugih materijala. Koristi se za pričvršćivanje velikih dijelova (oksidni kondenzatori, transformatori, prigušnice itd.) na tiskane pločice, pričvršćivanje konektora i mnoge druge namjene.

Potrošni materijal za lijepljenje je silikonsko topljivo ljepilo koje se proizvodi u obliku cilindričnih šipki promjera 11 mm u raznim bojama. Šipka se postavlja u pištolj kroz rupu na stražnjoj strani plastičnog kućišta. Nakon uključivanja i zagrijavanja, instrument je spreman za upotrebu. Uzak vrh pištolja omogućuje rad na teško dostupnim mjestima, a okidač-dozator osigurava kontrolirani dotok ljepila kroz grijaći element. Nakon istiskivanja rastaljene silikonske mase na površinu koju lijepite, potrebno je pritisnuti dijelove dok se topljivo ljepilo ne stegne.

Riža. 10. Pištolj za ljepilo je jednostavan za korištenje, pouzdan i izdržljiv

Detalji napajanja:

DA1 – Stabilizator 7815 (15V; 1.0A), TO-220 – 1 kom.,
DA2 – Stabilizator 7915 (-15V; 1A), TO-220 – 1 kom.,
Radijator u obliku slova U FK301, aluminijski, 13,3x19,1x12,7mm, za kućišta tipa TO-220 – 2 kom.,
VD1…VD4 - Schottky dioda 80SQ045-IR (45V/8A) – 4 kom.,
R1 - Res.-0.25-470 Ohm (žuta, ljubičasta, smeđa, zlatna) – 1 kom.,
C1 - Cond.0.1/1000V K78-2 – 1 kom.,
C2, C15…C18 - Kond. 0,1µ/63V J K73-17 – 5 kom.,
C3…C6 - Kond. 0,01/630V K73-17 – 4 kom.,
S7…S14 - Kond.4700/35V 1840 +105°S – 8 kom.,
C19, C20 - Kond. 100/25V 0809 105°C – 2 kom.,
Priključni blok 3K razmak 5 mm TV-03BC po ploči – 3 kom.,
FU1 – Držač osigurača za blok instrumenata 5x20 mm, FH-02, - 1 kom.,
Pret. 1A (d=5;L=20) staklo. - 1 kom.,
XP1 - kom. “Mrežni” CS-001 dodatak/zasun – 1 kom.,
Kontakt tip “O”, TRI-1,25-2,5-M5, izolirani – 2 kom.,
XT1 - Priključni blok za instrumente – 1 kom.,
SA1 - Prekidač napajanja 250V, 6A – 1 kom.

Drugi članci posvećeni izgradnji ovog ULF-a.

Shematski dijagram napajanja.

Napajanje je sastavljeno prema jednom od standardni sklopovi. Za napajanje završnih pojačala odabrano je bipolarno napajanje. To omogućuje korištenje jeftinih, visokokvalitetnih integriranih pojačala i eliminira niz problema povezanih s valovitošću napona napajanja i prijelaznim pojavama pri uključivanju. https://site/

Napajanje mora osigurati napajanje za tri mikro kruga i jednu LED. Dva mikro kruga TDA2030 koriste se kao konačna pojačala snage, a jedan mikro krug TDA1524A koristi se kao regulator glasnoće, mrežna baza i ton.

Električna shema napajanja.

VD3... VD6 – KD226

C1 – 680mkFx25V C3... C6 – 1000mkFx25V

Bipolarni, punovalni ispravljač sa srednjom točkom sastavlja se pomoću dioda VD3...VD6. Ovaj spojni krug smanjuje pad napona na ispravljačkim diodama za pola u usporedbi s uobičajenim mosnim ispravljačem, budući da u svakom poluciklusu struja teče kroz samo jednu diodu.

Kao filtar ispravljenog napona koriste se elektrolitički kondenzatori C3...C6.

IC1 čip sadrži stabilizator napona za napajanje elektroničkih sklopova za kontrolu glasnoće, stereo i tona. Stabilizator je sastavljen prema standardnom dizajnu.

Korištenje LM317 čipa je samo zbog činjenice da je bio dostupan. Ovdje možete koristiti bilo koji integralni stabilizator.

Zaštitnu diodu VD2, označenu isprekidanom linijom, nije potrebno koristiti kada je izlazni napon na LM317 čipu ispod 25 volti. Ali, ako je ulazni napon mikro kruga 25 volti ili više, a otpornik R3 je otpornik za podešavanje, tada je bolje instalirati diodu.

Vrijednost otpornika R3 određuje izlazni napon stabilizatora. Tijekom izrade prototipa, zalemio sam trimer otpornik na njegovo mjesto, upotrijebio ga za postavljanje napona na oko 9 volti na izlazu stabilizatora, a zatim izmjerio otpor ovog trimera kako bih umjesto njega mogao instalirati konstantni otpornik.

Ispravljač koji napaja stabilizator izrađen je prema pojednostavljenom poluvalnom krugu, koji je diktiran čisto ekonomskim razlozima. Četiri diode i jedan kondenzator skuplji su od jedne diode i jednog malo većeg kondenzatora.

Struja koju troši mikro krug TDA1524A je samo 35 mA, tako da je ovaj krug sasvim opravdan.

LED HL1 – indikator uključenosti pojačala. Balastni otpornik za ovaj indikator instaliran je na ploči napajanja - R1 s nominalnim otporom od 500 Ohma. Struja LED-a ovisi o otporu ovog otpornika. Koristio sam zelenu LED diodu nominalne snage 20 mA. Kada koristite crvenu LED tipu AL307 sa strujom od 5 mA, otpor otpornika može se povećati 3-4 puta.

Isprintana matična ploča.

Tiskana pločica (PCB) je dizajnirana na temelju dizajna specifičnog pojačala i dostupnih električnih elemenata. Ploča ima samo jednu rupu za montažu, koja se nalazi u samom središtu PCB-a, što je posljedica neobičnog dizajna.

Kako bi se povećao poprečni presjek bakrenih staza i uštedio željezni klorid, područja bez staza na PP-u popunjena su pomoću alata „Poligon”.

Povećanje širine staza također sprječava odljepljivanje folije s laminata od stakloplastike kada se ošteti. toplinski režim ili kod ponovnog lemljenja radijskih komponenti.

Prema gornjem crtežu izrađena je tiskana pločica od folije od stakloplastike presjeka 1 mm.

Za spajanje žica na tiskanu pločicu u rupe na pločici zakovane su bakrene igle (vojnici).

	Ovaj film zahtijeva Flash Player 9

A ovo je već sastavljena tiskana ploča napajanja.

Da biste vidjeli svih šest prikaza, povucite sliku kursorom ili koristite tipke sa strelicama koje se nalaze na dnu slike.

Mrežica na PP bakrenim tračnicama rezultat je korištenja ove tehnologije.

Kada je ploča sastavljena, preporučljivo je testirati je prije spajanja završnih pojačala i regulatorske jedinice. Da biste testirali napajanje, morate spojiti ekvivalentno opterećenje na njegove izlaze, kao na gornjem dijagramu.

Otpornici tipa PEV-10 na 10-15 Ohma prikladni su kao opterećenje za ispravljače +12,8 i -12,8 V.

Dobro je osciloskopom pogledati napon na izlazu stabilizatora napunjenog na otpornik s otporom od 100-150 Ohma kako biste bili sigurni da nema valovitosti kada se izmjenični ulazni napon smanji s 14,3 na 10 Volti.

p.s. Dorada tiskane ploče.

Tijekom puštanja u pogon oštećena je tiskana ploča napajanja.

Tijekom modifikacije morali smo izrezati jednu stazu, stavku 1, i dodati jedan kontakt, stavku 2, za spajanje namota transformatora koji napaja stabilizator napona.