Підсилювачі потужності низької частоти своїми руками. Підсилювач низької частоти економ-класу

Високий вхідний опір та неглибока ОС – основний секрет теплого лампового звучання. Ні для кого не секрет, що саме на лампах реалізуються найякісніші та найдорожчі підсилювачі, які відносяться до розряду HI-End. Зрозуміємо, що таке якісний підсилювач? Якісним має право називатися той підсилювач потужності НЧ, який повністю повторює форму вхідного сигналу на виході, не спотворюючи його, очевидно, вихідний сигнал вже посилений. У мережі можна зустріти кілька схем дійсно високоякісних підсилювачів, які мають право належати до розряду HI-End і зовсім не обов'язкова лампова схематика. Для отримання максимальної якості, потрібен підсилювач, вихідний каскад якого працює в чистому класі А. Максимальна лінійність схеми дає мінімальну кількість спотворень на виході, тому в будові високоякісних підсилювачів особлива увага приділяється саме цьому фактору. Лампові схеми хороші, але не завжди доступні навіть для самостійного складання, а промислові лампові УМЗЧ від брендових виробників коштують від кількох тисяч, до кількох десятків тисяч доларів США - така ціна точно не по кишені багатьом.
Виникає питання - чи можна аналогічних результатів досягти транзисторних схем? відповідь буде наприкінці статті.

Лінійних та надлінійних схем підсилювачів потужності НЧ досить багато, але схему, яка буде сьогодні розглянута, є ультралінійною схемою високої якості, яка реалізована всього на 4-х транзисторах. Схема була створена далекого 1969 року, британським інженером-звуковиком Джоном Лінслі-Худом (John Linsley-Hood). Автор є творцем ще кількох високоякісних схем, зокрема класу А. Деякі знавці називають цей підсилювач найякіснішим серед транзисторних УНЧ, і я в цьому переконався ще рік тому.

Першу версію такого підсилювача було представлено на . Вдала спроба реалізації схеми змусила створити двоканальний УНЧ за цією ж схемою, зібрати все у корпусі та використати для особистих потреб.

Особливості схеми

Не зважаючи на простоту, схема має кілька особливостей. Правильний режим роботи може порушитися через неправильне розведення плати, невдале розташування компонентів, неправильне харчування тощо.
Саме живлення - особливо важливий фактор - вкрай не раджу живити цей підсилювач від усіляких блоків живлення, оптимальний варіант акумулятора або блок живлення з паралельно включеним акумулятором.
Потужність підсилювача складає 10 ват з живленням 16 Вольт на навантаження 4 Ом. Саму схему можна пристосувати для головок 4, 8 та 16 Ом.
Мною була створена стереофонічна версія підсилювача, обидва канали розташовані на одній платі.

Другий - призначений для розгойдування вихідного каскаду, поставив КТ801 (роздобув досить важко.
У вихідному каскаді поставив потужні біполярні ключі зворотної провідності - КТ803 саме з ними отримав безперечно високу якість звучання, хоча експериментував з багатьма транзисторами - КТ805, 819, 808, навіть поставив потужні складові - КТ827, з ним потужність набагато вище, але звук зрівнятися з КТ803, хоча це лише моя суб'єктивна думка.

Вхідний конденсатор з ємністю 0,1-0,33мкФ, потрібно використовувати плівкові конденсатори з мінімальним витоком, бажано від відомих виробників, те саме і з вихідним електролітичним конденсатором.
Якщо схема розрахована під навантаження 4 Ом, то не варто підвищувати напругу живлення вище 16-18 Вольт.
Звуковий регулятор вирішив не поставити, він також впливає на звук, але паралельно входу і мінусу бажано поставити резистор 47к.
Сама плата – макетна. З платою довелося довго повозитися, оскільки лінії доріжок теж впливали на якість звуку в цілому. Цей підсилювач має дуже широкий діапазон частот, що відтворюються, від 30 Гц до 1мГц.

Налаштування – простіше простого. Для цього потрібно змінним резистором домогтися половини напруги живлення на виході. Для більш точного налаштування варто використовувати оборотний змінний резистор. Один шуп мультиметра приєднуємо з мінусом живлення, інший ставимо до лінії виходу, тобто плюс електроліту на виході, таким чином, повільно обертаючи змінник добиваємося половини живлення на виході.

Хочу запропонувати початківцям любителям якісного звуковідтворення одну з розроблених та випробуваних схем УНЧ. Дана конструкція допоможе зробити якісний підсилювач, який можна доопрацьовувати з мінімальними витратами та використати підсилювач для досліджень схемних рішень.

Це допоможе в дорозі від простого до складного та досконалішого. До опису надаються файли друкованих плат, які можна трансформувати під конкретний корпус.

У представленому варіанті використовувався корпус від радіотехніки У-101.

Цей підсилювач потужності я розробляв і робив у минулому столітті з того, що можна було придбати без труднощів. Хотілося зробити конструкцію з максимально можливим співвідношенням ціни та якості. Це не High-End, а й не третій сорт. Підсилювач має якісне звучання, відмінну повторюваність та простий у налагодженні.

Принципова схема підсилювача

Схема повністю симетрична для позитивної та негативної напівхвиль низькочастотного сигналу. Вхідний каскад виконаний транзисторах VT1 – VT4. Від прототипу він відрізняється транзисторами VT1 ​​та VT4, які підвищують лінійність каскадів на транзисторах VT2 та VT3. Існує безліч схемних різновидів вхідних каскадів, що володіють різними перевагами та недоліками. Цей каскад обраний через простоту, можливість зниження нелінійності амплітудної характеристики транзисторів. З появою досконаліших схем вхідних каскадів можна проводити його заміну.

Сигнал негативного зворотного зв'язку (ООС) береться з виходу підсилювача напруги і надходить в ланцюги емітерні транзисторів VT2 і VT3. Відмова від загальної ООС обумовлена ​​бажанням позбутися впливу на ООС всього зайвого, що не є вихідним сигналом схеми. У цьому є свої плюси та мінуси. За цієї комплектації це виправдано. При якісніших комплектуючих елементах можна спробувати і з різними типами зворотний зв'язок.

Як підсилювач напруги обрана каскодна схема, яка володіє великим вхідним опором, малою прохідною ємністю і меншими нелінійними спотвореннями в порівнянні зі схемою ОЕ. Недоліком каскодної схеми є менша амплітуда вихідного сигналу. Такою є плата за менші спотворення. Якщо встановити перемички, то на друкованій платі можна збирати схему ОЕ. Живлення підсилювача напруги від окремого джерела напруги не запроваджувалося через бажання спростити конструкцію УНЧ.

Вихідний каскад є паралельним підсилювачем, що володіє рядом переваг перед іншими схемами. Одна з важливих переваг – лінійність схеми при значному розкиданні параметрів транзисторів, що перевірялося під час збирання підсилювача. Цей каскад повинен мати, можливо, більшу лінійність, т.к. немає загальної ООС і від нього залежить якість вихідного сигналу підсилювача. Напруга живлення підсилювача 30 Ст.

Конструкція підсилювача

Друковані плати я розробляв для доступних корпусів від підсилювачів Радіотехніка У-101. Схему розмістив двох частин друкованої плати. На першій частині, яка закріплена на радіаторі, розміщені «паралельний» підсилювач та підсилювач напруги. На другій частині плати розміщено вхідний каскад. Ця плата кріпиться першій платі з допомогою куточків. Таке розбиття плати на дві частини дає змогу з мінімальними конструктивними змінами проводити удосконалення підсилювача. Крім того, таке компонування може бути і для лабораторних досліджень каскадів.

Збирати підсилювач необхідно кілька етапів. Складання починається з паралельного підсилювача та його налагодження. Другим етапом збирається та налагоджується решта схеми та проводиться остаточна мінімізація спотворень схеми. При розміщенні транзисторів вихідного каскаду на радіаторі необхідно пам'ятати необхідність теплового контакту корпусів попарно транзисторів VT9, VT14 і VT10, VT13.

Друковані плати розроблені з допомогою програми Sprint Layout 6, що дозволить коригувати розміщення елементів платі, тобто. підганяти під конкретну комплектацію чи корпус. архіви внизу.

Деталі підсилювача

Параметри підсилювача залежать від якості застосовуваних радіоелементів та їх розташування на платі. Застосовані схемні рішення дозволяють обійтися без підбору транзистори, але бажано застосовувати транзистори з граничною частотою посилення від 5 до 200 МГц і запасом граничної робочої напруги більш ніж 2 рази в порівнянні з напругою живлення каскаду.

Якщо є бажання та можливість, то бажано вибирати транзистори за принципом «комплементарності» та однаковістю підсилювальних характеристик. Пробувались варіанти виготовлення з підбором транзисторів та без нього. Варіант із підібраними «комплементарними» вітчизняними транзисторами показав значно кращі характеристики, ніж без підбору. Тільки КТ940 та КТ9115 з вітчизняних транзисторів є комплементарними, а в інших комплементарність умовна. Серед зарубіжних транзисторів комплементарних пар дуже багато, і інформацію про це можна взяти на сайтах виробників та у довідниках.

Як VT1, VT3, VT5 можливе застосування транзисторів серії КТ3107 з будь-якими літерами. Як VT2, VT4, VT6 можливе застосування транзисторів серії КТ3102 з літерами, які мають схожі характеристики з застосованими транзисторами для іншої напівхвилі звукового сигналу. Якщо можливий підбір транзисторів за параметрами, краще зробити це. Майже всі сучасні тестери дають змогу це зробити без проблем. При великих відхиленнях тимчасові витрати при налаштуванні будуть більшими і результат скромніший. Для VT6 підійдуть транзистори КТ9115А, КП960А, а VT7 – КТ940А, КП959А.

Як VT9 і VT12 можна застосовувати транзистори КТ817В (Г), КТ850А, а як VT10 і VT11 - КТ816В (Г), КТ851А. Для VT13 підійдуть транзистори КТ818В(Г), КП964А, а для VT14 – КТ819В(Г), КП954А. Замість стабілітронів VD3 і VD4 можна використовувати по два послідовно з'єднані світлодіоди АЛ307 або їм подібні.

Схема дозволяє застосовувати інші деталі, але може знадобитися корекція друкованих плат. Конденсатор С1 може мати ємність від 1 до 4,7 мкФ мкФ і обов'язково поліпропіленовий або інший, але якісний. На сайтах радіоаматорів можна знайти про це інформацію. Підключення напруги живлення, вхідного та вихідного сигналів проводиться з використанням клем для друкованого монтажу.

Налагодження підсилювача

При першому включенні УНЧ слід підключати через потужні керамічні резистори (10 – 100 Ом). Це врятує елементи від перевантаження та виходу з ладу при помилці в монтажі. На першій частині плати виставляється резистором R23 струм спокою УНЧ (150-250 мА) при відключеному навантаженні. Далі треба встановити відсутність постійної напруги на виході підсилювача при підключеному еквіваленті навантаження. Це робиться зміною номіналу одного з резисторів R19 або R20.

Після монтажу решти схеми резистор R14 виставити в середнє положення. На еквіваленті навантаження перевіряється відсутність збудження підсилювача та резистором R5 встановлюємо відсутність постійної напруги на виході підсилювача. Підсилювач можна вважати налаштованим у статичному режимі.

Для налагодження в динамічному режимі паралельно еквіваленту навантаження підключається послідовний ланцюг R. Резистор потужністю 0,125 Вт та номіналом 1,3-4,7 кОм. Конденсатор неполярний 1-2 мкф. Паралельно конденсатор підключаємо мікроамперметр (20-100 мкА). Потім, подавши на вхід підсилювача синусоїдальний сигнал частотою 5-8 кГц, по підключеному до виходу осцилограф і вольтметр змінного струму потрібно оцінити пороговий рівень насичення підсилювача. Після цього знижуємо вхідний сигнал рівня 0,7 від насичення і резистором R14 домогтися мінімуму показання мікроамперметра. У деяких випадках, для зниження спотворень на верхніх частотах, необхідно проводити корекцію фази випередження установкою конденсатора С12 (0,02-0,033 мкФ).

Конденсатори С8 і С9 підбираються за найкращою передачею імпульсного сигналу частотою 20 кГц (встановлюються при необхідності). Конденсатор С10 не можна ставити, якщо схема стійка. Зміною номіналу резистора R15 встановлюють однакове посилення для кожного каналу стереофонічного або багатоканального варіанту. Змінюючи величину струму спокою вихідного каскаду, можна спробувати знайти найбільш лінійний режим роботи.

Оцінка звучання

Зібраний підсилювач має дуже гарне звучання. Довге прослуховування підсилювача не призводить до «втоми». Звичайно, є і краще підсилювачі, але за співвідношенням витрат та отриманої якості схема сподобається багатьом. При більш якісних деталях та їх підборі можна досягти ще значніших результатів.

Посилання та файли

1. Король В., "УМЗЧ з компенсацією нелінійності амплітудної характеристики" - Радіо, 1989 № 12, с. 52-54.

09-06-2017 - Виправлено схему, перезалиті всі архіви.
▼ 🕗 09/06/17 ⚖️ 24,43 Kb ⇣ 17 Здрастуйте, читачу!Мене звуть Ігор, мені 45, я сибіряк і затятий електронник-аматор. Я вигадав, створив і утримую цей чудовий сайт з 2006 року.
Вже понад 10 років наш журнал існує лише за мої кошти.

Гарний! Халява скінчилася. Хочеш файли та корисні статті - допоможи мені!

Пропонований вашій дорогоцінній увазі підсилювач простий у складанні, страшенно простий у налаштуванні (він її фактично не вимагає), не містить особливо дефіцитних компонентів і при цьому має дуже непогані характеристики і запросто тягне на так званий hi-fi, так ніжно коханий більшістю громадян .Підсилювач може працювати на навантаження 4 та 8 Ом, може бути використаний у мостовому включенні на навантаження 8 Ом, при цьому він віддасть у навантаження 200 Вт.

Основні характеристики:

Напруга живлення, В.............................................. .................. ±35
Струм, що споживається в режимі мовчання, мА................................ 100
Вхідний опір, кому .............................................. ........... 24
Чутливість (100 Вт, 8 Ом), В..................................................... ...... 1,2
Вихідна потужність (КГ=0,04%), Вт...................................... ........ 80
Діапазон відтворюваних частот, Гц............................. 10 - 30000
Відношення сигнал/шум (не зважене), дБ.............................. -73

Підсилювач повністю на дискретних елементах, без будь-яких ОУ та інших хитрощів. Під час роботи на навантаження 4 Ома та живленні 35 В підсилювач розвиває потужність до 100 Вт. Якщо є потреба підключити навантаження 8 Ом живлення можна збільшити до +/-42 В, в цьому випадку ми отримаємо ті ж 100 Вт.Дуже сильно не рекомендується збільшувати напругу живлення більше 42, інакше можна залишитися без вихідних транзисторів. При роботі в мостовому режимі має використовуватися 8-омне навантаження, інакше, знову-таки, втрачаємо всяку надію на виживання вихідних транзисторів. До речі, треба врахувати, що захисту від КЗ у навантаженні не передбачено, тож треба бути обережнішим.Для використання підсилювача в мостовому режимі необхідно прикрутити вхід МТ до виходу іншого підсилювача, на вхід якого і подається сигнал. Вхід, що залишився, замикається на загальний провід. Резистор R11 служить для встановлення струму спокою вихідних транзисторів. Конденсатор C4 визначає верхню межу посилення та зменшувати його не варто – отримайте самозбудження на високих частотах.
Усі резистори - 0,25 Вт за винятком R18, R12, R13, R16, R17. Перші три – 0,5 Вт, останні два – по 5 Вт. Світлодіод HL1 служить не для краси, тому не треба встромляти в схему надяскравий діод і виводити його на передню панель. Діод повинен бути звичайнісіньким зеленого кольору - це важливо, оскільки світлодіоди інших кольорів мають інше падіння напруги.Якщо раптом комусь не пощастило і він не зміг дістати вихідні транзистори MJL4281 та MJL4302, їх можна замінити на MJL21193 та MJL21194 відповідно.Змінний резистор R11 краще взяти багатооборотний, хоча підійде і звичайний. Нічого критичного тут немає – просто зручніше встановлювати струм спокою.

Найпростіший підсилювач на транзисторах може бути добрим посібником для вивчення властивостей приладів. Схеми та конструкції досить прості, можна самостійно виготовити пристрій та перевірити його роботу, зробити виміри всіх параметрів. Завдяки сучасним польовим транзисторамможна виготовити буквально із трьох елементів мініатюрний мікрофонний підсилювач. І підключити його до персонального комп'ютера для покращення параметрів звукозапису. Та й співрозмовники під час розмов будуть набагато краще і чіткіше чути вашу промову.

Частотні характеристики

Підсилювачі низької (звукової) частоти є практично у всіх побутових приладах - музичних центрах, телевізорах, радіо, магнітолах і навіть в персональних комп'ютерах. Але існують ще підсилювачі ВЧ на транзисторах, лампах та мікросхемах. Відмінність в тому, що УНЧ дозволяє посилити сигнал лише звуковий частоти, яка сприймається людським вухом. Підсилювачі звукуна транзисторах дозволяють відтворювати сигнали з частотами від 20 Гц до 20000 Гц.

Отже, навіть найпростіший пристрій здатний посилити сигнал у цьому діапазоні. Причому робить це максимально рівномірно. Коефіцієнт посилення залежить від частоти вхідного сигналу. Графік залежності цих величин – практично пряма лінія. Якщо ж на вхід підсилювача подати сигнал із частотою поза діапазоном, якість роботи та ефективність пристрою швидко зменшаться. Каскади УНЧ збираються, як правило, на транзисторах, що працюють у низько- та середньочастотному діапазонах.

Класи роботи звукових підсилювачів

Усі підсилювальні пристрої поділяються на кілька класів, залежно від того, який ступінь протікання протягом періоду роботи струму через каскад:

1. Клас «А» - струм протікає безперервно протягом усього періоду роботи підсилювального каскаду.
2. У класі роботи "В" протікає струм протягом половини періоду.
3. Клас "АВ" говорить про те, що струм протікає через підсилювальний каскад протягом часу, що дорівнює 50-100% від періоду.
4. У режимі "С" електричний струм протікає менш ніж половину періоду часу роботи.
5. Режим «D» УНЧ застосовується у радіоаматорській практиці зовсім недавно – трохи більше 50 років. Найчастіше ці пристрої реалізуються з урахуванням цифрових елементів і мають дуже високий ККД - понад 90 %.

Наявність спотворень у різних класах НЧ-підсилювачів

Робоча область транзисторного підсилювача класу "А" характеризується досить невеликими нелінійними спотвореннями. Якщо вхідний сигнал викидає імпульси з вищою напругою, це призводить до того, що транзистори насичуються. У вихідному сигналі біля кожної гармоніки починають з'являтися вищі (до 10 чи 11). Через це з'являється металевий звук, характерний лише транзисторних підсилювачів.

При нестабільному живленні вихідний сигнал амплітудою моделюватиметься біля частоти мережі. Звук стане в лівій частині частотної характеристики жорсткішим. Але чим краща стабілізація живлення підсилювача, тим складнішою стає конструкція всього пристрою. УНЧ, які працюють у класі «А», мають відносно невеликий ККД – менше 20%. Причина полягає в тому, що транзистор постійно відкрито і струм через нього протікає постійно.

Для підвищення (щоправда, незначного) ККД можна скористатися двотактними схемами. Один недолік - напівхвилі у вихідного сигналу стають несиметричними. Якщо ж перевести з класу "А" в "АВ", збільшаться нелінійні спотворення в 3-4 рази. Але коефіцієнт корисної дії всієї схеми пристрою все ж таки збільшиться. УНЧ класів "АВ" та "В" характеризує наростання спотворень при зменшенні рівня сигналу на вході. Але навіть якщо додати гучність, це не допоможе повністю позбутися недоліків.

Робота у проміжних класах

Кожен клас має кілька різновидів. Наприклад, є клас роботи підсилювачів «А+». У ньому транзистори на вході (низьковольтні) працюють як «А». Але високовольтні, що встановлюються у вихідних каскадах, працюють або в «В» або в «АВ». Такі підсилювачі набагато економічніші, ніж у класі «А». Помітно менше нелінійних спотворень - не вище 0,003%. Можна досягти і більш високих результатів, використовуючи біполярні транзистори.Принцип роботи підсилювачів цих елементах буде розглянуто нижче.

Але все одно є велика кількість вищих гармонік у вихідному сигналі, через що звук стає характерним металевим. Існують ще схеми підсилювачів, які працюють у класі "АА". Вони нелінійні спотворення ще менше - до 0,0005 %. Але головна вада транзисторних підсилювачів все одно є - характерний металевий звук.

"Альтернативні" конструкції

Не можна сказати, що вони альтернативні, просто деякі фахівці, які займаються проектуванням та збиранням підсилювачів для якісного відтворення звуку, все частіше віддають перевагу ламповим конструкціям. У лампових підсилювачів такі переваги:

1. Дуже низьке значення рівня нелінійних спотворень у вихідному сигналі.
2. Вищих гармонік менше, ніж у транзисторних конструкціях.

Але є один величезний мінус, який переважує всі переваги - обов'язково потрібно ставити пристрій для узгодження. Справа в тому, що у лампового каскаду дуже великий опір – кілька тисяч Ом. Але опір обмотки динаміків – 8 або 4 Ома. Щоб узгодити їх, потрібно встановлювати трансформатор.

Звичайно, це не дуже великий недолік – існують і транзисторні пристрої, у яких використовуються трансформатори для узгодження вихідного каскаду та акустичної системи. Деякі фахівці стверджують, що найбільш ефективною схемою виявляється гібридна - в якій застосовуються однотактні підсилювачі, які не охоплені негативним зворотним зв'язком. Причому всі ці каскади функціонують як УНЧ класу «А». Іншими словами, застосовується як повторювач підсилювач потужності на транзисторі.

Причому ККД у таких пристроїв досить високий - близько 50%. Але не варто орієнтуватися лише на показники ККД та потужності - вони не говорять про високу якість відтворення звуку підсилювачем. Набагато більшого значення мають лінійність характеристик та їх якість. Тому потрібно звертати увагу насамперед на них, а не на потужність.

Схема однотактного УНЧ на транзисторі

Найпростіший підсилювач, побудований за схемою із загальним емітером, працює у класі «А». У схемі використовується напівпровідниковий елемент із структурою n-p-n. У колекторному ланцюгу встановлено опір R3, що обмежує струм, що протікає. Колекторний ланцюг з'єднується з позитивним проводом живлення, а емітерний - з негативним. У разі використання напівпровідникових транзисторів зі структурою p-n-p схема буде такою самою, ось тільки потрібно буде змінити полярність.

За допомогою роздільного конденсатора С1 вдається відокремити вхідний змінний сигнал від джерела постійного струму.При цьому конденсатор не є перешкодою для протікання змінного струму шляхом база-емітер. Внутрішній опір переходу емітер-база разом з резисторами R1 і R2 є найпростішим дільником напруги живлення. Зазвичай резистор R2 має опір 1-1,5 ком - найбільш типові значення для таких схем. При цьому напруга живлення ділиться рівно навпіл. І якщо запитати схему напругою 20 Вольт, то можна побачити, що значення коефіцієнта посилення струму h21 складе 150. Потрібно відзначити, що підсилювачі КВ на транзисторах виконуються за аналогічними схемами, тільки працюють трохи інакше.

При цьому напруга емітера дорівнює 9 і падіння на ділянці ланцюга «Е-Б» 0,7 В (що характерно для транзисторів на кристалах кремнію). Якщо розглянути підсилювач на германієвих транзисторах, то в цьому випадку падіння напруги на ділянці «Е-Б» дорівнюватиме 0,3 В. Струм у ланцюзі колектора дорівнюватиме тому, що протікає в емітері. Обчислити можна, розділивши напругу емітера на опір R2 - 9В/1 кОм=9 мА. Для обчислення значення струму бази необхідно 9 мА розділити коефіцієнт посилення h21 - 9мА/150=60 мкА. У конструкціях УНЧ зазвичай використовуються біполярні транзистори. Принцип роботи у нього відрізняється від польових.

На резисторі R1 тепер можна обчислити значення падіння - це різниця між напругою бази та живлення. У цьому напругу бази можна з'ясувати за формулою - сума показників емітера і переходу «Е-Б». При живленні джерела 20 Вольт: 20 - 9,7 = 10,3. Звідси можна обчислити значення опору R1=10,3В/60 мкА=172 кОм. У схемі є ємність С2, необхідна для реалізації ланцюга, по якій зможе проходити змінна складова емітерного струму.

Якщо не встановлювати конденсатор С2, змінна складова дуже обмежуватиметься. Через це такий підсилювач звуку на транзисторах буде мати дуже низький коефіцієнт посилення по струму h21. Слід звернути увагу, що у вищевикладених розрахунках приймалися рівними струми бази і колектора. Причому за струм бази брався той, що втікає у ланцюг від емітера. Виникає він лише за умови подачі на виведення бази транзистора напруги усунення.

Але треба враховувати, що по ланцюгу бази абсолютно завжди, незалежно від наявності зсуву, обов'язково протікає струм витоку колектора. У схемах із загальним емітером струм витоку посилюється не менше ніж у 150 разів. Але зазвичай це значення враховується лише за розрахунку підсилювачів на германієвих транзисторах. У разі використання кремнієвих, у яких струм ланцюга К-Б дуже малий, цим значенням просто нехтують.

Підсилювачі на МДП-транзисторах

Підсилювач на польових транзисторах, представлений на схемі, має багато аналогів. У тому числі і з використанням біполярних транзисторів.Тому можна розглянути як аналогічний приклад конструкцію підсилювача звуку, зібрану за схемою із загальним емітером. На фото представлена ​​схема, виконана за схемою із загальним джерелом. На вхідних та вихідних ланцюгах зібрані R-C-зв'язки, щоб пристрій працював у режимі підсилювача класу «А».

Змінний струм від джерела сигналу відокремлюється від постійної напруги живлення конденсатором С1. Обов'язково підсилювач на польових транзисторах повинен мати потенціал затвора, який буде нижчим за аналогічну характеристику витоку. На представленій схемі затвор з'єднаний із загальним дротом за допомогою резистора R1. Його опір дуже великий - зазвичай застосовують у конструкціях резистори 100-1000 кОм. Такий великий опір вибирається для того, щоб сигнал не шунтувався на вході.

Цей опір майже не пропускає електричний струм, внаслідок чого у затвора потенціал (у разі відсутності сигналу на вході) такий самий, як у землі. На початку ж потенціал виявляється вищим, ніж у землі, тільки завдяки падінню напруги на опорі R2. Звідси ясно, що у затвора потенціал нижчий, ніж на початку. Саме це і потрібно для нормального функціонування транзистора. Потрібно звернути увагу на те, що С2 та R3 у цій схемі підсилювача мають таке ж призначення, як і в розглянутій вище конструкції. А вхідний сигнал зрушено щодо вихідного на 180 градусів.

УНЧ із трансформатором на виході

Можна зробити такий підсилювач своїми руками для домашнього використання. Виконується він за схемою, що працює у класі «А». Конструкція така сама, як і розглянуті вище, - із загальним емітером. Одна особливість – необхідно використовувати трансформатор для узгодження. Це недолік подібного підсилювача звуку на транзисторах.

Колекторний ланцюг транзистора навантажується первинною обмоткою, яка розвиває вихідний сигнал, що передається через вторинну динаміку. На резисторах R1 і R3 зібраний дільник напруги, що дозволяє вибрати робочу точку транзистора. За допомогою цього ланцюжка забезпечується подача напруги зміщення до бази. Всі інші компоненти мають таке саме призначення, як і у розглянутих вище схем.

Двотактний підсилювач звуку

Не можна сказати, що це простий підсилювач на транзисторах, оскільки його робота трохи складніша, ніж у розглянутих раніше. У двотактних УНЧ вхідний сигнал розщеплюється на дві напівхвилі, різні за фазою. І кожна з цих напівхвиль посилюється своїм каскадом, виконаним на транзисторі. Після того, як відбулося посилення кожної напівхвилі, обидва сигнали з'єднуються та надходять на динаміки. Такі складні перетворення здатні викликати спотворення сигналу, оскільки динамічні та частотні властивості двох, навіть однакових на кшталт, транзисторів будуть відмінні.

В результаті на виході підсилювача суттєво знижується якість звучання. Під час роботи двотактного підсилювача у класі «А» не виходить якісно відтворити складний сигнал. Причина - підвищений струм протікає підсилювача по плечах постійно, напівхвилі несиметричні, виникають фазові спотворення. Звук стає менш розбірливим, а при нагріванні спотворення сигналу ще більше посилюються, особливо на низьких та наднизьких частотах.

Безтрансформаторні УНЧ

Підсилювач НЧ на транзисторі, виконаний з використанням трансформатора, незважаючи на те, що конструкція може мати малі габарити, все одно недосконалий. Трансформатори все одно важкі і громіздкі, тому краще їх позбутися. Набагато ефективнішою є схема, виконана на комплементарних напівпровідникових елементах з різними типами провідності. Більшість сучасних УНЧ виконується саме за такими схемами і працюють у класі «В».

Два потужні транзистори, що використовуються в конструкції, працюють за схемою емітерного повторювача (загальний колектор). При цьому напруга входу передається на вихід без втрат та посилення. Якщо на вході немає сигналу, транзистори на межі включення, але все одно ще відключені. При подачі гармонійного сигналу на вхід відбувається відкривання позитивної напівхвиль першого транзистора, а другий в цей час знаходиться в режимі відсічення.

Отже, через навантаження здатні пройти лише позитивні напівхвилі. Але негативні відкривають другий транзистор і повністю замикають перший. При цьому в навантаженні виявляються лише негативні напівхвилі. В результаті посилений за потужністю сигнал виявляється на виході пристрою. Подібна схема підсилювача на транзисторах досить ефективна та здатна забезпечити стабільну роботу, якісне відтворення звуку.

Схема УНЧ на одному транзисторі

Вивчивши всі вищеописані особливості, можна зібрати підсилювач своїми руками на простій елементній основі. Транзистор можна використовувати вітчизняний КТ315 або будь-який зарубіжний аналог - наприклад ВС107. Як навантаження потрібно використовувати навушники, опір яких 2000-3000 Ом. На базу транзистора необхідно подати напругу усунення через резистор опором 1 Мом та конденсатор розв'язки 10 мкФ. Живлення схеми можна здійснити від джерела напругою 4,5-9 Вольт, струм – 0,3-0,5 А.

Якщо опір R1 не підключити, то в базі та колекторі не буде струму. Але при підключенні напруга досягає рівня 0,7 і дозволяє протікати струму близько 4 мкА. При цьому по струму коефіцієнт посилення виявиться близько 250. Звідси можна зробити простий розрахунок підсилювача на транзисторах і дізнатися про струм колектора - він виявляється дорівнює 1 мА. Зібравши цю схему підсилювача на транзисторі, можна провести її перевірку. До виходу підключіть навантаження - навушники.

Торкніться підсилювача пальцем - повинен з'явитися характерний шум. Якщо його немає, то, найімовірніше, конструкція зібрана неправильно. Перевірте всі з'єднання та номінали елементів. Щоб наочніша була демонстрація, підключіть до входу УНЧ джерело звуку - вихід від плеєра або телефону. Прослухайте музику та оцініть якість звучання.