วงจรไบแอสสำหรับสเตจเอาต์พุตของเพาเวอร์แอมป์ ขั้นตอนเอาต์พุตของเครื่องขยายเสียง การป้องกันการรบกวนคลื่นความถี่วิทยุ

แอมพลิฟายเออร์เสียงทรานซิสเตอร์ที่ทันสมัยส่วนใหญ่ถูกสร้างขึ้นตามรูปแบบดั้งเดิม: สเตจดิฟเฟอเรนเชียลอินพุตจะตามมาด้วยแอมพลิฟายเออร์แรงดันไฟฟ้าและสเตจแบบไม่มีหม้อแปลงแบบพุชพูลเอาต์พุตพร้อมแหล่งจ่ายไฟ DC แบบอนุกรมของทรานซิสเตอร์, แหล่งจ่ายไฟแบบไบโพลาร์และการเชื่อมต่อโหลดโดยตรงโดยไม่มี ตัวเก็บประจุการเปลี่ยนแปลง (รูปที่ 1)

เมื่อมองแวบแรกทั้งหมดนี้ถือเป็นแบบดั้งเดิมและเป็นที่รู้จักกันดี อย่างไรก็ตาม แต่ละแอมป์ให้เสียงที่แตกต่างกัน เกิดอะไรขึ้น? แต่ทั้งหมดนี้เกี่ยวกับโซลูชันวงจรของแต่ละคาสเคด คุณภาพของฐานพื้นฐานที่ใช้ การเลือกโหมดขององค์ประกอบที่ใช้งานอยู่ และโซลูชันการออกแบบของอุปกรณ์ แต่ทุกอย่างเป็นไปตามลำดับ

ขั้นตอนการป้อนข้อมูล

ระยะดิฟเฟอเรนเชียลที่รู้จักกันดีนั้นแท้จริงแล้วไม่ง่ายอย่างที่คิดเมื่อมองแวบแรก คุณภาพส่วนใหญ่จะกำหนดพารามิเตอร์ของแอมพลิฟายเออร์ดังกล่าวเป็นอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนและอัตราการเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟเอาท์พุต รวมถึงแรงดันออฟเซ็ต "ศูนย์" และความเสถียรของอุณหภูมิของแอมพลิฟายเออร์

ดังนั้นข้อสรุปแรก: การเปลี่ยนจากการเชื่อมต่อแบบไม่กลับด้านไปเป็นการเชื่อมต่อแบบกลับด้านช่วยปรับปรุงคุณภาพเสียงของแอมพลิฟายเออร์ได้อย่างมาก มันค่อนข้างง่ายที่จะดำเนินการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวในทางปฏิบัติในอุปกรณ์ที่เสร็จแล้ว ในการทำเช่นนี้ก็เพียงพอที่จะส่งสัญญาณจากขั้วต่ออินพุตไปยังตัวเก็บประจุ C2 โดยก่อนหน้านี้ได้ตัดการเชื่อมต่อจากบัสที่มีศักยภาพเป็นศูนย์ของเครื่องขยายเสียงและถอดตัวเก็บประจุ C1 ออก

ความต้านทานอินพุตของแอมพลิฟายเออร์แบบกลับด้านเกือบจะเท่ากับความต้านทานของตัวต้านทาน R2 ซึ่งน้อยกว่าอิมพีแดนซ์อินพุตของแอมพลิฟายเออร์ที่ไม่กลับด้านซึ่งกำหนดโดยตัวต้านทาน R1 มาก ดังนั้น เพื่อให้การตอบสนองความถี่ไม่เปลี่ยนแปลงในภูมิภาคความถี่ต่ำ ในบางกรณี จำเป็นต้องเพิ่มความจุของตัวเก็บประจุ C2 ซึ่งควรจะมากกว่าความจุของตัวเก็บประจุ C1 หลายเท่าเท่ากับความต้านทานของตัวต้านทาน R1 มากกว่าความต้านทานของตัวต้านทาน R2 นอกจากนี้ เพื่อรักษาอัตราขยายของอุปกรณ์ทั้งหมดไม่เปลี่ยนแปลง คุณจะต้องเลือกตัวต้านทาน R3 ในวงจร OOS เนื่องจาก อัตราขยายของแอมพลิฟายเออร์แบบกลับด้านคือ K = R3/R2 และอัตราขยายของแอมพลิฟายเออร์ที่ไม่กลับด้านคือ K = 1 + R3/R2 ในกรณีนี้ เพื่อลดแรงดันออฟเซ็ตเป็นศูนย์ที่เอาท์พุต ต้องเลือกตัวต้านทาน R1 ที่มีความต้านทานเดียวกันกับตัวต้านทาน R3 ที่เพิ่งติดตั้งใหม่

หากคุณยังจำเป็นต้องรักษาการเชื่อมต่อแบบไม่กลับด้านของขั้นตอนแรก แต่ในขณะเดียวกันก็กำจัดอิทธิพลของการบิดเบือนโหมดทั่วไป คุณควรเพิ่มความต้านทานเอาต์พุตของแหล่งจ่ายกระแสโดยการเปลี่ยนตัวต้านทาน R7 ในวงจรตัวปล่อยของ สเตจดิฟเฟอเรนเชียลพร้อมแหล่งทรานซิสเตอร์ของกระแสคงที่ (รูปที่ 4) หากมีแหล่งกำเนิดดังกล่าวอยู่ในแอมพลิฟายเออร์อยู่แล้ว ความต้านทานเอาต์พุตจะเพิ่มขึ้นได้โดยการเพิ่มค่าของตัวต้านทาน R14 ในตัวปล่อยของทรานซิสเตอร์ VT8 ในเวลาเดียวกันเพื่อรักษากระแสคงที่ผ่านทรานซิสเตอร์นี้ควรเพิ่มแรงดันอ้างอิงที่ฐานเช่นโดยการเปลี่ยนซีเนอร์ไดโอด VD1 ด้วยอีกอันที่มีแรงดันไฟฟ้าเสถียรภาพสูงกว่า

วิธีที่มีประสิทธิภาพมากในการลดความผิดเพี้ยนของแอมพลิฟายเออร์คือการใช้ทรานซิสเตอร์ประเภทเดียวกันในสเตจดิฟเฟอเรนเชียล ซึ่งเลือกไว้ล่วงหน้าสำหรับอัตราขยายคงที่และแรงดันเบส-อิมิตเตอร์

วิธีนี้ไม่ยอมรับสำหรับการผลิตแอมพลิฟายเออร์จำนวนมาก แต่ค่อนข้างเหมาะสำหรับการอัพเกรดอุปกรณ์สำเร็จรูปชุดเดียว ผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยมนั้นได้มาจากการติดตั้งชุดประกอบทรานซิสเตอร์ของทรานซิสเตอร์สองตัวในน้ำตกที่แตกต่างกันซึ่งทำในกระบวนการทางเทคโนโลยีเดียวบนชิปตัวเดียวดังนั้นจึงมีค่าใกล้เคียงกันของพารามิเตอร์ข้างต้น

การลดการบิดเบือนยังได้รับการอำนวยความสะดวกด้วยการแนะนำกระแสตอบรับเชิงลบในพื้นที่ในระยะแรกของเครื่องขยายเสียงโดยการติดตั้งตัวต้านทานที่มีความต้านทานสูงถึง 100 โอห์ม (R9, R10) ในวงจรตัวส่งสัญญาณของทรานซิสเตอร์ VT1, VT2 ในกรณีนี้อาจจำเป็นต้องปรับความต้านทานของตัวต้านทาน R3 ในวงจร OOS บางส่วน

แน่นอนว่านี่ไม่ได้ทำให้ทุกวิธีในการปรับปรุงสเตจดิฟเฟอเรนเชียลอินพุตให้ทันสมัย นอกจากนี้ยังสามารถติดตั้งแหล่งกระแสทรานซิสเตอร์สองตัวที่มีค่าความต้านทานเอาต์พุตที่บันทึกไว้แทนการใช้ทรานซิสเตอร์ตัวเดียวได้แนะนำกระจกปัจจุบันในแอมพลิฟายเออร์ที่มีการรับสัญญาณแบบอสมมาตรตั้งแต่ขั้นแรกจนถึงขั้นขยายแรงดันไฟฟ้าสวิตช์ บนทรานซิสเตอร์แต่ละตัวในวงจรคาสโค้ด ฯลฯ อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวต้องใช้แรงงานคนมาก และการออกแบบแอมพลิฟายเออร์ก็ไม่อนุญาตให้ดำเนินการเสมอไป

ขั้นตอนการส่งออก

ระยะเอาท์พุตเป็นแหล่งที่มาหลักของการบิดเบือนในเพาเวอร์แอมป์ หน้าที่ของมันคือการสร้างสัญญาณที่ไม่บิดเบือนของแอมพลิจูดที่ต้องการในช่วงความถี่การทำงานที่โหลดอิมพีแดนซ์ต่ำ

ลองพิจารณาน้ำตกแบบดั้งเดิมโดยใช้คู่เสริมของทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์ที่เชื่อมต่อกันตามวงจรตัวติดตามตัวปล่อยแบบพุชพูล ทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์มีความจุไฟฟ้าที่จุดเชื่อมต่อ p-n ของตัวปล่อย-เบส ซึ่งสามารถเข้าถึงหนึ่งในสิบและหนึ่งในร้อยของไมโครฟารัด ขนาดของความจุนี้ส่งผลต่อความถี่คัตออฟของทรานซิสเตอร์ เมื่อใช้สัญญาณครึ่งคลื่นบวกกับอินพุตคาสเคด แขนท่อนบนของคาสเคดแบบพุช-พูล (VT4, VT6) จะทำงาน ทรานซิสเตอร์ VT4 เชื่อมต่อตามวงจรสะสมทั่วไปและมีความต้านทานเอาต์พุตต่ำ ดังนั้นกระแสที่ไหลผ่านจะชาร์จความจุอินพุตของทรานซิสเตอร์ VT6 อย่างรวดเร็วแล้วเปิดขึ้นมา หลังจากเปลี่ยนขั้วของแรงดันไฟฟ้าขาเข้า แขนท่อนล่างของสเตจเอาต์พุตจะเปิดขึ้น และแขนส่วนบนจะปิด ทรานซิสเตอร์ VT6 ปิด แต่เพื่อที่จะปิดทรานซิสเตอร์โดยสมบูรณ์จำเป็นต้องปล่อยความจุอินพุตออก ส่วนใหญ่จะปล่อยออกมาผ่านตัวต้านทาน R5 และ R6 และค่อนข้างช้า เมื่อเปิดแขนท่อนล่างของสเตจเอาต์พุตความจุนี้ไม่มีเวลาที่จะคายประจุจนหมดดังนั้นทรานซิสเตอร์ VT6 จึงไม่ปิดสนิทและกระแสสะสมของทรานซิสเตอร์ VT6 นอกเหนือจากตัวมันเองจะไหลผ่าน ทรานซิสเตอร์ VT7 ผลที่ตามมา เนื่องจากการเกิดกระแสผ่านที่ความถี่สูงที่ความเร็วสวิตชิ่งสูง ไม่เพียงแต่กำลังที่กระจายโดยทรานซิสเตอร์จะเพิ่มขึ้นและประสิทธิภาพลดลงเท่านั้น แต่ความผิดเพี้ยนของสัญญาณก็เพิ่มขึ้นด้วย วิธีที่ง่ายที่สุดในการกำจัดข้อเสียเปรียบที่อธิบายไว้คือลดความต้านทานของตัวต้านทาน R5 และ R6 อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้จะเพิ่มพลังงานที่กระจายโดยทรานซิสเตอร์ VT4 และ VT5 วิธีที่มีเหตุผลมากกว่าในการลดความผิดเพี้ยนคือการเปลี่ยนวงจรของสเตจเอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์ในลักษณะที่จะบังคับให้การดูดซับประจุส่วนเกิน (รูปที่ 5) ซึ่งสามารถทำได้โดยการเชื่อมต่อตัวต้านทาน R5 เข้ากับตัวปล่อยของทรานซิสเตอร์ VT5

ในกรณีที่ความต้านทานเอาต์พุตสูงของสเตจก่อนเทอร์มินัล ประจุส่วนเกินอาจสะสมบนฐานของทรานซิสเตอร์ VT4 และ VT5 เพื่อกำจัดปรากฏการณ์นี้ จำเป็นต้องเชื่อมต่อฐานของทรานซิสเตอร์เหล่านี้กับจุดศักย์เป็นศูนย์ของเครื่องขยายเสียงผ่านตัวต้านทาน R11 และ R12 ด้วยพิกัด 10...24 kOhm

มาตรการที่อธิบายไว้ค่อนข้างมีประสิทธิภาพ เมื่อเปรียบเทียบกับการเชื่อมต่อทั่วไป อัตราการลดลงของกระแสตัวสะสมในระยะเอาท์พุตหลังจากการดัดแปลงที่อธิบายไว้นั้นมากกว่าประมาณสี่เท่า และการบิดเบือนที่ความถี่ 20 kHz นั้นน้อยกว่าประมาณสามเท่า

จากมุมมองของการบิดเบือนที่แนะนำ ความถี่คัตออฟที่จำกัดของทรานซิสเตอร์ที่ใช้ รวมถึงการพึ่งพาอัตราขยายกระแสคงที่และความถี่คัตออฟกับกระแสของตัวปล่อยเป็นสิ่งสำคัญมาก ดังนั้นการปรับปรุงเพิ่มเติมในประสิทธิภาพคุณภาพของแอมพลิฟายเออร์ที่มีสเตจเอาต์พุตตามทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์สามารถทำได้โดยการแทนที่ทรานซิสเตอร์เอาท์พุตด้วยความถี่ที่สูงกว่าโดยอาศัยการพึ่งพากำไรจากกระแสอิมิตเตอร์น้อยลง เช่นเดียวกับทรานซิสเตอร์ดังกล่าว เราสามารถแนะนำคู่เสริม 2SA1302 และ 2SC3281 ได้ 2SA1215 และ 2SC2921; 2SA1216 และ 2SC2922 ทรานซิสเตอร์ทั้งหมดผลิตโดยโตชิบาในแพ็คเกจ TO-247

ส่วนใหญ่ คุณภาพเสียงของแอมพลิฟายเออร์จะได้รับอิทธิพลจากความสามารถในการทำงานด้วยโหลดอิมพีแดนซ์ต่ำ เช่น ส่งสัญญาณกระแสสูงสุดไปยังโหลดโดยไม่มีการบิดเบือน

เป็นที่ทราบกันดีว่าระบบเสียงใด ๆ (เรียกสั้น ๆ ว่า AC) มีลักษณะเป็นโมดูลอิมพีแดนซ์ที่ซับซ้อนของเอาต์พุต Z โดยทั่วไปแล้วค่าของความต้านทานนี้จะระบุไว้ในหนังสือเดินทางของลำโพงอนุกรมสำหรับใช้ในครัวเรือนและเป็น 4 หรือ 8 โอห์ม อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้จะเกิดขึ้นจริงที่ความถี่เดียวเท่านั้น โดยปกติคือ 1 kHz ในช่วงความถี่การทำงาน โมดูลของความต้านทานเชิงซ้อนเปลี่ยนแปลงหลายครั้งและสามารถลดลงเหลือ 1...2 โอห์ม กล่าวอีกนัยหนึ่ง สำหรับสัญญาณพัลส์สเปกตรัมกว้างที่ไม่ใช่เป็นระยะ เช่น สัญญาณเพลง ลำโพงจะแสดงโหลดความต้านทานต่ำสำหรับแอมพลิฟายเออร์ ซึ่งแอมพลิฟายเออร์เชิงพาณิชย์หลายตัวไม่สามารถรองรับได้

ดังนั้นวิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการปรับปรุงตัวบ่งชี้คุณภาพของระยะเอาท์พุตเมื่อทำงานกับโหลดที่ซับซ้อนจริงคือการเพิ่มจำนวนทรานซิสเตอร์ในแขนของแอมพลิฟายเออร์แบบพุชพูล สิ่งนี้ไม่เพียงช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือของแอมพลิฟายเออร์เท่านั้นเนื่องจากพื้นที่การทำงานที่ปลอดภัยของทรานซิสเตอร์แต่ละตัวได้รับการขยาย แต่ที่สำคัญที่สุดคือลดการบิดเบือนเนื่องจากการกระจายกระแสของตัวสะสมระหว่างทรานซิสเตอร์ ในกรณีนี้ ช่วงของการแปรผันของกระแสของตัวสะสมและด้วยเหตุนี้ อัตราขยายจึงแคบลง ซึ่งนำไปสู่การลดการบิดเบือนของโหลดความต้านทานต่ำ แน่นอนว่าขึ้นอยู่กับข้อกำหนดบางประการสำหรับแหล่งพลังงาน

วิธีที่รุนแรงอย่างสิ้นเชิงในการปรับปรุงเสียงของแอมพลิฟายเออร์อย่างรุนแรงคือการแทนที่ทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์ในระยะเอาท์พุตด้วยทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามเกตที่มีฉนวน (MOSFET)

เมื่อเปรียบเทียบกับ MOSFET แบบไบโพลาร์ พวกมันมีความโดดเด่นด้วยความเป็นเชิงเส้นที่ดีกว่าของคุณลักษณะการส่งผ่านและความเร็วการทำงานที่สูงขึ้นอย่างมาก เช่น คุณสมบัติความถี่ที่ดีขึ้น เมื่อใช้งานคุณสมบัติเหล่านี้ของทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามจะช่วยให้สามารถนำพารามิเตอร์และคุณภาพเสียงของแอมพลิฟายเออร์ที่อัปเกรดไปสู่ระดับสูงสุดด้วยวิธีที่ค่อนข้างง่าย ซึ่งได้รับการยืนยันซ้ำแล้วซ้ำเล่าในทางปฏิบัติ การปรับปรุงความเป็นเชิงเส้นของสเตจเอาท์พุตยังได้รับการอำนวยความสะดวกด้วยคุณสมบัติของทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามเช่นความต้านทานอินพุตสูงซึ่งทำให้สามารถทำได้โดยไม่ต้องมีขั้นตอนก่อนสุดท้ายโดยปกติจะดำเนินการโดยใช้วงจรดาร์ลิงตันและลดการบิดเบือนเพิ่มเติมด้วย ทำให้เส้นทางสัญญาณสั้นลง

การไม่มีปรากฏการณ์ของการสลายความร้อนทุติยภูมิในทรานซิสเตอร์สนามผลจะขยายพื้นที่การทำงานที่ปลอดภัยของระยะเอาท์พุตและทำให้สามารถเพิ่มความน่าเชื่อถือของแอมพลิฟายเออร์โดยรวมได้และในบางกรณี ลดความซับซ้อนของวงจรเพื่อรักษาเสถียรภาพอุณหภูมิของกระแสนิ่ง

และสิ่งสุดท้ายอย่างหนึ่ง เพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือของแอมพลิฟายเออร์จะไม่ฟุ่มเฟือยในการติดตั้งซีเนอร์ไดโอดป้องกัน VD3, VD4 ด้วยแรงดันไฟฟ้าเสถียรภาพ 10...15 V ในวงจรประตูทรานซิสเตอร์ ซีเนอร์ไดโอดเหล่านี้จะป้องกันเกตจากการพัง ซึ่งแรงดันพังทลายแบบย้อนกลับซึ่งโดยปกติจะไม่เกิน 20 V

เมื่อวิเคราะห์วงจรเพื่อตั้งค่าไบแอสเริ่มต้นของระยะเอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์ใด ๆ คุณควรคำนึงถึงสองจุด

จุดแรกเกี่ยวข้องกับการตั้งค่ากระแสนิ่งเริ่มต้น ผู้ผลิตต่างประเทศหลายรายตั้งค่าไว้ภายใน 20...30 mA ซึ่งไม่เพียงพออย่างชัดเจนจากมุมมองของเสียงคุณภาพสูงในระดับเสียงต่ำ แม้ว่าไม่มีการบิดเบือน "ขั้น" ที่มองเห็นได้ในสัญญาณเอาท์พุต แต่กระแสไฟฟ้านิ่งที่ไม่เพียงพอจะทำให้คุณสมบัติความถี่ของทรานซิสเตอร์เสื่อมลง และเป็นผลให้เสียง "สกปรก" ที่ไม่สามารถเข้าใจได้ในระดับเสียงต่ำ และ "เบลอ" ”ของรายละเอียดเล็กๆ น้อยๆ ค่าที่เหมาะสมที่สุดของกระแสนิ่งควรพิจารณา 50...100 mA หากแอมพลิฟายเออร์มีทรานซิสเตอร์หลายตัวอยู่ที่แขน ค่านี้จะใช้กับทรานซิสเตอร์แต่ละตัว ในกรณีส่วนใหญ่ พื้นที่หม้อน้ำของแอมพลิฟายเออร์ช่วยให้สามารถกำจัดความร้อนในระยะยาวจากทรานซิสเตอร์เอาท์พุตตามค่ากระแสนิ่งที่แนะนำ

จุดที่สองที่สำคัญมากคือทรานซิสเตอร์ความถี่สูงซึ่งมักใช้ในรูปแบบคลาสสิกสำหรับการติดตั้งและรักษาเสถียรภาพทางความร้อนของกระแสไฟฟ้านิ่งนั้นตื่นเต้นที่ความถี่สูงและการตรวจจับการกระตุ้นนั้นยากมาก ดังนั้นจึงแนะนำให้ใช้ทรานซิสเตอร์ความถี่ต่ำที่มี f t แทน ไม่ว่าในกรณีใดการเปลี่ยนทรานซิสเตอร์นี้เป็นความถี่ต่ำจะรับประกันได้ว่าปัญหาจะเกิดขึ้น การรวมตัวเก็บประจุ C4 ที่มีความจุสูงถึง 0.1 μF ระหว่างตัวสะสมและฐานยังช่วยกำจัดการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าแบบไดนามิก

การแก้ไขความถี่ของเพาเวอร์แอมป์

เงื่อนไขที่สำคัญที่สุดในการรับประกันการสร้างเสียงคุณภาพสูงคือลดการบิดเบือนแบบไดนามิกของแอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์ให้เหลือน้อยที่สุด ในแอมพลิฟายเออร์ที่มีการป้อนกลับเชิงลึก สามารถทำได้โดยให้ความสำคัญกับการแก้ไขความถี่อย่างจริงจัง ดังที่ทราบกันดีว่าสัญญาณเสียงจริงมีลักษณะเป็นจังหวะ ดังนั้นแนวคิดที่เพียงพอสำหรับวัตถุประสงค์ในทางปฏิบัติเกี่ยวกับคุณสมบัติไดนามิกของแอมพลิฟายเออร์สามารถรับได้จากการตอบสนองต่อแรงดันไฟฟ้าอินพุตที่เพิ่มขึ้นซึ่งในทางกลับกันก็ขึ้นอยู่กับความชั่วคราว การตอบสนอง. อย่างหลังสามารถอธิบายได้โดยใช้สัมประสิทธิ์การลดทอน ลักษณะชั่วคราวของแอมพลิฟายเออร์สำหรับค่าต่าง ๆ ของสัมประสิทธิ์นี้แสดงไว้ในรูปที่ 1 7.

ขึ้นอยู่กับขนาดของไฟกระชากครั้งแรกในแรงดันเอาต์พุต U out = f(t) เราสามารถสรุปข้อสรุปที่ชัดเจนเกี่ยวกับความเสถียรสัมพัทธ์ของแอมพลิฟายเออร์ได้ ดังจะเห็นได้จากตัวเลขที่แสดง ลักษณะเฉพาะ 7 ประการ การกระชากนี้จะสูงสุดที่ค่าสัมประสิทธิ์การลดทอนต่ำ แอมพลิฟายเออร์ดังกล่าวมีความเสถียรเล็กน้อย และมีสิ่งอื่นที่เท่าเทียมกันคือมีการบิดเบือนไดนามิกขนาดใหญ่ ซึ่งแสดงออกมาในรูปแบบของเสียง "สกปรก" "ทึบแสง" โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ความถี่สูงของช่วงเสียงที่ได้ยิน

จากมุมมองของการลดความผิดเพี้ยนแบบไดนามิกให้เหลือน้อยที่สุด แอมพลิฟายเออร์ที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดคือตัวที่มีการตอบสนองชั่วคราวแบบเป็นระยะ (ค่าสัมประสิทธิ์การลดทอนน้อยกว่า 1) อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติแล้ว การนำแอมพลิฟายเออร์ดังกล่าวไปใช้ในทางปฏิบัติเป็นเรื่องยากมาก ดังนั้น ผู้ผลิตส่วนใหญ่จึงประนีประนอมโดยให้ค่าสัมประสิทธิ์การลดทอนที่ต่ำกว่า

ในทางปฏิบัติ การแก้ไขความถี่ให้เหมาะสมที่สุดดำเนินการดังนี้ โดยการนำสัญญาณคลื่นสี่เหลี่ยมความถี่ 1 kHz จากเครื่องกำเนิดพัลส์ไปใช้กับอินพุตของแอมพลิฟายเออร์และสังเกตกระบวนการชั่วคราวที่เอาต์พุตโดยใช้ออสซิลโลสโคป โดยเลือกความจุของตัวเก็บประจุแก้ไขเพื่อให้ได้รูปทรงของสัญญาณเอาท์พุตที่ อยู่ใกล้กับสี่เหลี่ยมมากที่สุด

ผลของการออกแบบเครื่องขยายเสียงต่อคุณภาพเสียง

ในแอมพลิฟายเออร์ที่ได้รับการออกแบบมาอย่างดี พร้อมด้วยวงจรที่ออกแบบมาอย่างพิถีพิถันและโหมดการทำงานขององค์ประกอบที่ใช้งานอยู่ น่าเสียดายที่ปัญหาการออกแบบไม่ได้ถูกนำมาพิจารณาเสมอไป สิ่งนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าการบิดเบือนของสัญญาณที่เกิดจากการรบกวนการติดตั้งจากกระแสเอาต์พุตไปยังวงจรอินพุตของเครื่องขยายเสียงทำให้ระดับความผิดเพี้ยนโดยรวมของอุปกรณ์ทั้งหมดเห็นได้ชัดเจน อันตรายของการรบกวนดังกล่าวคือรูปร่างของกระแสที่ไหลผ่านวงจรกำลังของแขนของสเตจเอาต์พุตแบบพุชพูลที่ทำงานในโหมดคลาส AB นั้นแตกต่างจากรูปร่างของกระแสในโหลดอย่างมาก

เหตุผลการออกแบบประการที่สองสำหรับการบิดเบือนของแอมพลิฟายเออร์ที่เพิ่มขึ้นคือการกำหนดเส้นทางบัสกราวด์บนแผงวงจรพิมพ์ที่ไม่ดี เนื่องจากหน้าตัดบนรถโดยสารไม่เพียงพอ จึงเกิดแรงดันไฟฟ้าตกที่เห็นได้ชัดเจนซึ่งสร้างขึ้นโดยกระแสในวงจรกำลังของระยะเอาท์พุต เป็นผลให้ศักย์กราวด์ของสเตจอินพุตและศักย์กราวด์ของสเตจเอาท์พุตแตกต่างกัน สิ่งที่เรียกว่าการบิดเบือนของ "ศักยภาพอ้างอิง" ของแอมพลิฟายเออร์เกิดขึ้น ความต่างศักย์ที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลานี้จะถูกเพิ่มไปยังแรงดันไฟฟ้าของสัญญาณที่ต้องการที่อินพุต และขยายโดยขั้นตอนต่อมาของแอมพลิฟายเออร์ ซึ่งเทียบเท่ากับการมีอยู่ของสัญญาณรบกวน และนำไปสู่การเพิ่มความผิดเพี้ยนของฮาร์มอนิกและอินเทอร์โมดูเลชัน

เพื่อต่อสู้กับสัญญาณรบกวนดังกล่าวในแอมพลิฟายเออร์ที่เสร็จแล้วจำเป็นต้องเชื่อมต่อบัสที่มีศักยภาพเป็นศูนย์ของระยะอินพุต, ศักยภาพในการโหลดเป็นศูนย์และศักยภาพของแหล่งจ่ายไฟเป็นศูนย์ที่จุดหนึ่ง (ดาว) ด้วยสายไฟที่มีหน้าตัดขนาดใหญ่เพียงพอ . แต่วิธีที่รุนแรงที่สุดในการกำจัดความบิดเบี้ยวที่อาจเกิดขึ้นในการอ้างอิงคือการแยกสายร่วมของสเตจอินพุตของแอมพลิฟายเออร์ออกจากพาวเวอร์บัสกำลังสูงโดยใช้ไฟฟ้า วิธีการแก้ปัญหานี้สามารถทำได้ในแอมพลิฟายเออร์ที่มีสเตจอินพุตดิฟเฟอเรนเชียล เฉพาะเทอร์มินัลของตัวต้านทาน R1 และ R2 เท่านั้นที่เชื่อมต่อกับสายทั่วไปของแหล่งสัญญาณ (ด้านซ้ายในแผนภาพในรูป ตัวนำอื่น ๆ ทั้งหมดที่เชื่อมต่อกับสายทั่วไปเชื่อมต่อกับบัสจ่ายไฟอันทรงพลังทางด้านขวาใน แผนภาพ อย่างไรก็ตามในกรณีนี้การปิดแหล่งสัญญาณด้วยเหตุผลบางประการอาจทำให้แอมพลิฟายเออร์ล้มเหลวได้เนื่องจากบัส "กราวด์" ด้านซ้ายไม่ได้เชื่อมต่อกับสิ่งใด ๆ และสถานะของสเตจเอาต์พุตจะไม่สามารถคาดเดาได้ เพื่อหลีกเลี่ยง สถานการณ์ฉุกเฉินรถบัส "กราวด์" ทั้งสองเชื่อมต่อกันด้วยตัวต้านทาน R4 ความต้านทานไม่ควรเกินเล็กมากดังนั้นการรบกวนจากบัสกำลังอันทรงพลังจึงไม่สามารถเข้าถึงอินพุตของแอมพลิฟายเออร์ได้และในเวลาเดียวกันก็ไม่ใหญ่เกินไปเพื่อไม่ให้ ส่งผลต่อความลึกของการป้อนกลับ ในทางปฏิบัติ ความต้านทานของตัวต้านทาน R4 อยู่ที่ประมาณ 10 โอห์ม

การใช้พลังงานของแหล่งจ่ายไฟ

ในเครื่องขยายเสียงอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ ความจุของตัวเก็บประจุ (กรอง) ของแหล่งจ่ายไฟไม่เพียงพออย่างชัดเจน ซึ่งอธิบายได้ด้วยเหตุผลทางเศรษฐกิจเพียงอย่างเดียว เพราะ ตัวเก็บประจุไฟฟ้าที่มีค่ามาก (ตั้งแต่ 10,000 μF ขึ้นไป) ไม่ใช่ส่วนประกอบที่ถูกที่สุดอย่างชัดเจน ความจุไม่เพียงพอของตัวเก็บประจุตัวกรองนำไปสู่ไดนามิก "บีบ" ของแอมพลิฟายเออร์และการเพิ่มขึ้นของระดับพื้นหลังเช่น เพื่อทำให้คุณภาพเสียงเสื่อมลง ประสบการณ์เชิงปฏิบัติของผู้เขียนในด้านการอัพเกรดแอมพลิฟายเออร์ต่างๆ จำนวนมากบ่งชี้ว่า "เสียงจริง" เริ่มต้นด้วยความเข้มของพลังงานของแหล่งจ่ายไฟอย่างน้อย 75 J ต่อช่องสัญญาณ เพื่อให้มั่นใจถึงความเข้มของพลังงานดังกล่าว จำเป็นต้องมีความจุรวมของตัวเก็บประจุตัวกรองอย่างน้อย 45,000 μF ที่แรงดันไฟฟ้า 40 V ต่อแขน (E = CU 2 /2)

คุณภาพของฐานองค์ประกอบ

ไม่ใช่บทบาทขั้นต่ำในการรับรองคุณภาพเสียงสูงของแอมพลิฟายเออร์ที่เล่นโดยคุณภาพของฐานองค์ประกอบ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นส่วนประกอบแบบพาสซีฟ เช่น ตัวต้านทานและตัวเก็บประจุตลอดจนสายไฟสำหรับติดตั้ง

และหากผู้ผลิตส่วนใหญ่ใช้ตัวต้านทานคาร์บอนและฟิล์มโลหะแบบถาวรที่มีคุณภาพค่อนข้างสูงในผลิตภัณฑ์ของตน ก็ไม่สามารถพูดแบบเดียวกันได้สำหรับตัวเก็บประจุแบบถาวร ความปรารถนาที่จะประหยัดต้นทุนผลิตภัณฑ์มักนำไปสู่ผลลัพธ์ที่เลวร้าย ในวงจรที่จำเป็นต้องใช้ตัวเก็บประจุโพลีสไตรีนหรือฟิล์มโพลีโพรพีลีนคุณภาพสูงที่มีการสูญเสียอิเล็กทริกต่ำและค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับอิเล็กทริกต่ำ ตัวเก็บประจุเพนนีออกไซด์ หรือค่อนข้างดีกว่าตัวเก็บประจุที่มีอิเล็กทริกที่ทำจากฟิล์ม Mylar (โพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต) มักจะ ติดตั้งแล้ว ด้วยเหตุนี้ แม้แต่แอมพลิฟายเออร์ที่ได้รับการออกแบบมาอย่างดีก็ยังให้เสียงที่ “เข้าใจไม่ได้” และ “ขุ่นมัว” เมื่อเล่นชิ้นส่วนดนตรีจะไม่มีรายละเอียดของเสียงความสมดุลของโทนเสียงจะถูกรบกวนและขาดความเร็วอย่างชัดเจนซึ่งแสดงออกในการโจมตีเสียงเครื่องดนตรีที่เชื่องช้า ด้านอื่น ๆ ของเสียงก็ประสบปัญหาเช่นกัน โดยรวมแล้วเสียงยังเหลือความต้องการอีกมาก

ดังนั้นเมื่อทำการอัพเกรดอุปกรณ์ขยายเสียงคุณภาพสูงอย่างแท้จริงจึงจำเป็นต้องเปลี่ยนตัวเก็บประจุคุณภาพต่ำทั้งหมด ผลลัพธ์ที่ดีได้จากการใช้ตัวเก็บประจุจาก Siemens, Philips และ Wima เมื่อทำการปรับแต่งอุปกรณ์ระดับไฮเอนด์ราคาแพง วิธีที่ดีที่สุดคือใช้ตัวเก็บประจุจากบริษัท Reelcup บริษัทอเมริกัน ประเภท PPFX, PPFX-S, RTX (ประเภทต่างๆ จะแสดงตามลำดับต้นทุนจากน้อยไปหามาก)

สุดท้ายแต่ไม่ท้ายสุด คุณควรใส่ใจกับคุณภาพของไดโอดเรียงกระแสและสายยึด

ไดโอดเรียงกระแสที่ทรงพลังและบริดจ์เรียงกระแสซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในแหล่งจ่ายไฟของแอมพลิฟายเออร์มีประสิทธิภาพต่ำเนื่องจากผลของการดูดซับของพาหะประจุส่วนน้อยที่จุดเชื่อมต่อ pn เป็นผลให้เมื่อเปลี่ยนขั้วของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่จ่ายให้กับวงจรเรียงกระแสไดโอดที่อยู่ในสถานะเปิดจะปิดด้วยความล่าช้าซึ่งจะนำไปสู่การปรากฏตัวของสัญญาณรบกวนพัลส์อันทรงพลัง สัญญาณรบกวนจะแทรกซึมผ่านวงจรจ่ายไฟเข้าไปในเส้นทางเสียง และทำให้คุณภาพเสียงลดลง เพื่อต่อสู้กับปรากฏการณ์นี้จำเป็นต้องใช้พัลซิ่งไดโอดความเร็วสูงและที่ดีกว่านั้นคือไดโอด Schottky ซึ่งไม่มีผลกระทบจากการสลายของพาหะประจุชนกลุ่มน้อย จากที่มีอยู่เราสามารถแนะนำไดโอดจาก International Rectifier ได้ สำหรับสายไฟติดตั้ง วิธีที่ดีที่สุดคือเปลี่ยนสายไฟติดตั้งแบบเดิมที่มีอยู่ด้วยสายทองแดงปลอดออกซิเจนขนาดใหญ่ ก่อนอื่น คุณควรเปลี่ยนสายไฟที่ส่งสัญญาณขยายไปยังขั้วเอาต์พุตของเครื่องขยายเสียง สายไฟในวงจรไฟฟ้า และสายไฟจากแจ็คอินพุตไปยังอินพุตของแอมพลิฟายเออร์สเตจแรกตามความจำเป็น

เป็นการยากที่จะให้คำแนะนำเฉพาะเกี่ยวกับแบรนด์เคเบิล ทุกอย่างขึ้นอยู่กับรสนิยมและความสามารถทางการเงินของเจ้าของเครื่องขยายเสียง ในบรรดาสายเคเบิลที่เป็นที่รู้จักและมีจำหน่ายในตลาดของเรา เราสามารถแนะนำสายเคเบิลจาก Kimber Kable, XLO, Audioquest

ความบิดเบี้ยวของสเตจเอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์ (และนี่คือจุดที่มีความสำคัญมาก เมื่อเทียบกับการบิดเบือนของสเตจเบื้องต้น) ขึ้นอยู่กับตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุด กระแสนิ่ง(จุดปฏิบัติการ) ของทรานซิสเตอร์ เมื่อเคลื่อนออกจากจุดปฏิบัติการที่เหมาะสมที่สุด ระยะเอาท์พุตจะเริ่มสร้าง การบิดเบือนลำดับสูงซึ่งได้รับการรับรู้ในแง่ลบจากการได้ยินของมนุษย์ และเป็นหนึ่งในสาเหตุของ “เสียงทรานซิสเตอร์” ของแอมพลิฟายเออร์

โดยปกติแล้ว จะใช้เพื่อจัดระเบียบอคติของระยะเอาท์พุต เครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้า. ด้วยความเรียบง่ายของวงจร ทำให้สามารถปรับจุดการทำงานของสเตจเอาท์พุตได้ง่าย และมันก็เกิดขึ้นจนโหนดนี้ไม่ได้รับความสำคัญมากนัก
อย่างไรก็ตาม...

อย่างไรก็ตาม สำหรับการขยายเสียงคุณภาพสูง อนิจจาไม่มีสิ่งรองเลย

วงจรสร้างอคติระยะเอาท์พุตทำหน้าที่สองอย่าง:

1. จัดเตรียมงาน เหมาะสมที่สุดกระแสนิ่ง ขั้นตอนการส่งออกเครื่องขยายเสียง (โหมด AB) โดยปกติ เพื่อลดการบิดเบือน "สเต็ป" สเตจเอาท์พุตจะเปลี่ยนเป็นโหมด "AB" แม้ว่าประสิทธิภาพของแอมพลิฟายเออร์จะสูญเสียไปบ้างก็ตาม ในกรณีนี้ วงจรไบแอสจะตั้งค่ากระแสนิ่งของทรานซิสเตอร์เอาท์พุตเป็นประมาณ 70-100 mA

2. ให้การชดเชยความร้อนของกระแสนิ่งเมื่ออุณหภูมิของทรานซิสเตอร์เอาต์พุตเปลี่ยนแปลง ในโหมด "เงียบ" กระแสที่ผ่านทรานซิสเตอร์ของสเตจเอาท์พุตมีขนาดเล็ก - มันสอดคล้องกับกระแสนิ่งและความร้อนของทรานซิสเตอร์ไม่แรง ด้วยกำลังขับที่สูง กระแสผ่านทรานซิสเตอร์จะเพิ่มขึ้น และอุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก

ในขณะเดียวกันทรานซิสเตอร์ส่วนใหญ่ก็มีลักษณะเฉพาะด้วย ค่าสัมประสิทธิ์ความร้อนเชิงบวก, เช่น. เมื่อทรานซิสเตอร์ร้อนขึ้น กระแสที่ไหลผ่านจะเพิ่มขึ้น เป็นผลให้มันเป็นไปได้ หิมะถล่มความร้อนด้วยตนเองทรานซิสเตอร์: เมื่อกระแสเพิ่มขึ้น อุณหภูมิก็จะสูงขึ้น และหากอุณหภูมิสูงขึ้น กระแสก็จะเพิ่มขึ้นด้วย

วงจรการตั้งค่าไบแอสควรลดกระแสของทรานซิสเตอร์เอาท์พุตเมื่อพวกมันร้อนขึ้น

ลองพิจารณาคุณสมบัติที่วงจรไบแอสระยะเอาท์พุตควรมี

1. จัดให้มี เสถียรภาพของจุดปฏิบัติงานในระหว่างการรบกวนภายนอก: ความไม่แน่นอนของแรงดันไฟฟ้า, การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิโดยรอบ ฯลฯ

2. จัดเตรียมสิ่งที่จำเป็น ความแม่นยำในการชดเชยอุณหภูมิ. สำหรับระยะต่างๆ: ผู้ติดตามตัวปล่อย, ระยะ Sheklai ฯลฯ ข้อกำหนดสำหรับความถูกต้องแม่นยำในการรักษาแรงดันไบแอสนั้นแตกต่างกัน

3.ให้สูง ความเร็วในการชดเชยอุณหภูมิ. เมื่อทรานซิสเตอร์ร้อนขึ้น วงจรจะต้องลดกระแสที่ไหลผ่านอย่างรวดเร็ว และเมื่อทรานซิสเตอร์เย็นลง วงจรจะต้องกลับสู่ค่าก่อนหน้าทันที

เป็นเวลากว่า 30 ปีแล้วที่เครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้าที่มีการป้อนกลับความร้อนได้ถูกนำมาใช้เป็นองค์ประกอบการชดเชยอุณหภูมิ โครงร่างของมันค่อนข้างง่าย:

เพื่อให้การตอบสนองทางความร้อน ทรานซิสเตอร์ T1 มักจะติดตั้งอยู่บนฮีทซิงค์ของทรานซิสเตอร์เอาท์พุต

ฉันสังเกตว่าบางครั้งอาจมีวงจรที่ปรับแรงดันไบแอส ตัวต้านทาน R1(นี่คือสิ่งที่พวกเขาเสนอให้ทำการปรับแต่ง) ตัวเลือกนี้ไม่ผิดอย่างแน่นอน แต่ค่อนข้างมาก อันตราย. หน้าสัมผัสทางกลของตัวต้านทานทริมเมอร์ไม่น่าเชื่อถืออย่างยิ่ง นอกจากนี้ยังอาจล้มเหลวเนื่องจากสาเหตุทางกลหรือเนื่องจากออกซิเดชัน

หากวงจรมอเตอร์ของตัวต้านทานทริมเมอร์พังในเวอร์ชันที่นำเสนอ ทรานซิสเตอร์เอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์จะปิดลง แอมพลิฟายเออร์จะเปลี่ยนเป็นโหมด "B" และจะไม่ทำให้เกิดผลที่ตามมาอย่างร้ายแรง (ยกเว้นความผิดเพี้ยนที่เพิ่มขึ้น)

หากคุณสร้างตัวต้านทาน R1 ให้เป็นทริมเมอร์ ถ้ามอเตอร์พัง กระแสของทรานซิสเตอร์เอาท์พุตจะเพิ่มขึ้นมากที่สุด จะเป็นการดีถ้าวงจรป้องกัน (หากเครื่องขยายเสียงของคุณมี) สามารถจำกัดกระแสไฟฟ้านี้ได้ทันเวลา มิฉะนั้นคุณจะต้องเปลี่ยนทรานซิสเตอร์เอาท์พุตและทุกอย่างที่จะเผาไหม้ไปพร้อมกับพวกมัน

เพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรของจุดปฏิบัติงานภายใต้การรบกวนภายนอกต่างๆ วงจรไบแอสจึงได้รับพลังงานจากเครื่องกำเนิดกระแสไฟฟ้า:

ที่นี่ทรานซิสเตอร์ T6 เป็นเครื่องขยายแรงดันไฟฟ้า (ระยะก่อนเอาท์พุต) และทรานซิสเตอร์ T7 ประกอบแหล่งกำเนิดกระแสที่เสถียร

วงจรค่อนข้างง่าย แต่ไม่ได้คำนึงถึงการรบกวน "ช้า" เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ: ในห้อง (ในฤดูร้อนและฤดูหนาวอุณหภูมิอาจแตกต่างกันอย่างมาก) ภายในกล่องเครื่องขยายเสียง หลังจากการทำงานเป็นเวลานาน เนื่องจากความร้อนของทรานซิสเตอร์เอาท์พุตภายในอุปกรณ์ อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก และสิ่งนี้นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงกระแสไม่เพียงแต่ของทรานซิสเตอร์เอาท์พุตเท่านั้น แต่ยังรวมถึงขั้นตอนแรกของเอาท์พุตสองเท่าหรือสามด้วย

การเบี่ยงเบนของอุณหภูมินี้สามารถชดเชยได้ด้วยวิธีต่อไปนี้:

1. วิธีดักลาสตนเองโดยใช้ไดโอด:

2. วิธีการของ I. Pugachev ในแอมพลิฟายเออร์ที่มีกำลังขับค่อนข้างสูงจะใช้การเรียงซ้อนแบบสามชั้น ในกรณีนี้ทรานซิสเตอร์เอาต์พุตมักจะติดตั้งบนหม้อน้ำ ทรานซิสเตอร์พรีเอาท์พุตจะถูกติดตั้งด้วยตัวระบายความร้อนขนาดเล็กบนแผงวงจรพิมพ์ ทรานซิสเตอร์ตัวแรกของทั้งสามมักจะติดตั้งบนแผงวงจรพิมพ์ที่ไม่มีตัวระบายความร้อน การกระจายพลังงานของทรานซิสเตอร์ตัวแรกมักจะน้อยและจำเป็นต้องชดเชยเฉพาะการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าของ Ube ที่มีการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิโดยรอบ

ในการทำเช่นนี้คุณสามารถใช้ทางแยกตัวส่งสัญญาณฐานของทรานซิสเตอร์ที่คล้ายกัน:

สำหรับการชดเชยอุณหภูมิ ทรานซิสเตอร์จะรวมกันเป็นคู่ (สามารถติดกาวที่ผนังด้านหลังได้) T1 กับ T4 และ T3 กับ T5 ทรานซิสเตอร์ T2 ติดอยู่กับทรานซิสเตอร์เอาท์พุต (เพิ่มเติมด้านล่างนี้)

ดีกว่าที่จะแก้ปัญหาความแม่นยำในการรักษาจุดปฏิบัติการและความเร็วในการตอบสนองร่วมกัน

ตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุดคือเซ็นเซอร์ที่อยู่บนคริสตัลทรานซิสเตอร์เอาท์พุตโดยตรง จากนั้นทั้งความแม่นยำของการวัดอุณหภูมิและความเร็วของการตอบสนอง (ไม่มีความต้านทานความร้อนของหม้อน้ำ ฯลฯ) จะเป็นไปได้อย่างยิ่ง

และวันนี้ก็มีวิธีแก้ปัญหาดังกล่าว เป็นชุดประกอบทรานซิสเตอร์-ไดโอดจากบริษัท ThermalTrak:

ที่นี่ทรานซิสเตอร์อันทรงพลังและไดโอดถูกวางไว้ในตัวเรือนเดียวซึ่งใช้เป็นเซ็นเซอร์อุณหภูมิในวงจรเพื่อตั้งค่าอคติของสเตจเอาท์พุต

ตัวอย่างวงจรเพาเวอร์แอมป์โดยใช้ชุดประกอบต่อไปนี้:

คลิกเพื่อขยาย

น่าเสียดายที่ในความกว้างใหญ่ของ "พลังอันยิ่งใหญ่" ชุดประกอบเหล่านี้ค่อนข้างเป็นปัญหาในการค้นหาและมีราคาแพงเล็กน้อย ดังนั้นนักวิทยุสมัครเล่นธรรมดาๆ จึงต้องใช้วิธีการแบบเก่าในแอมพลิฟายเออร์ของเขา - ใช้ทรานซิสเตอร์แบบแยกเป็นเซ็นเซอร์อุณหภูมิ แต่ที่นี่คุณต้องเข้าใกล้มันอย่างชาญฉลาด!

ด้วยเหตุผลบางประการ ในอดีตเซ็นเซอร์อุณหภูมิมักติดตั้งอยู่บนหม้อน้ำ ระหว่างทรานซิสเตอร์เอาท์พุต:

นอกจากนี้นอกเหนือจากความต้านทานความร้อนของ "ทรานซิสเตอร์ - หม้อน้ำ" แล้วยังมีการเพิ่มความต้านทานความร้อนที่ดีมากอีกด้วย ส่วนหม้อน้ำระหว่างทรานซิสเตอร์กับเซ็นเซอร์อุณหภูมิ ในกรณีนี้ขอพูดถึง ความแม่นยำและ ความเร็วสูงการชดเชยความร้อนนั้นไม่สมเหตุสมผล

จากการฝึกฝนและการทดลองของ Douglas Self แสดงให้เห็นว่ามันร้อนขึ้นที่ร้อนที่สุดและเย็นลงเร็วขึ้น พื้นผิวด้านบนทรานซิสเตอร์ (ด้านที่มักจะติดเครื่องหมาย) ดังนั้นจึงสมเหตุสมผลที่จะติดตั้งเซ็นเซอร์โดยตรงบนทรานซิสเตอร์เอาต์พุตตัวใดตัวหนึ่ง:

หากทรานซิสเตอร์มีตัวเรือนหุ้มฉนวน วงแหวนระหว่างกันก็เป็นทางเลือก

หลายๆ คนคงมีคำถามว่า Arm Transistor ตัวไหนดีที่สุดที่จะติดเซ็นเซอร์? เป็นการยากที่จะตอบคำถามนี้อย่างชัดเจน ทุกอย่างขึ้นอยู่กับว่าแอมพลิฟายเออร์ของคุณกลับด้านหรือไม่กลับด้าน

วิธีที่ดีที่สุดคือพิจารณาการติดตั้งเซ็นเซอร์ที่เหมาะสมที่สุดโดยการทดลอง:

1. เราติดเซ็นเซอร์ตามวิธี "มาตรฐาน" ระหว่างทรานซิสเตอร์

2. เปิดการบันทึกของคณะนักร้องประสานเสียง (ในกรณีนี้คณะนักร้องประสานเสียงของ Turetsky ไม่ได้ปกครอง)

3. เมื่อเล่นเพลงประสานเสียง ทรานซิสเตอร์ของแขนข้างใดข้างหนึ่งจะร้อนมากกว่าทรานซิสเตอร์ของแขนอีกข้างหนึ่งอย่างแน่นอน หากคุณเกลียดที่จะเผานิ้วของคุณ แม้แต่มัลติมิเตอร์จีนที่ถูกที่สุดก็มาพร้อมกับเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ คุณสามารถใช้มัน.

4. เราแก้ไขทรานซิสเตอร์เซ็นเซอร์ความร้อนบนทรานซิสเตอร์ที่ร้อนแรงที่สุด

วงจรไบแอสของทรานซิสเตอร์เอาท์พุตในแอมพลิฟายเออร์ของคุณทำถูกต้องหรือไม่???

ขั้นตอนการส่งออกขึ้นอยู่กับ "twos"

ในฐานะแหล่งสัญญาณ เราจะใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับที่มีความต้านทานเอาต์พุตที่ปรับได้ (ตั้งแต่ 100 โอห์มถึง 10.1 kOhms) โดยเพิ่มขั้นละ 2 kOhms (รูปที่ 3) ดังนั้นเมื่อทดสอบ VC ที่ความต้านทานเอาต์พุตสูงสุดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (10.1 kOhm) เราจะนำโหมดการทำงานของ VC ที่ทดสอบเข้าใกล้ในระดับหนึ่งใกล้กับวงจรที่มีลูปป้อนกลับแบบเปิดและในอีกระดับหนึ่ง (100 โอห์ม) - ไปยังวงจรที่มีลูปป้อนกลับแบบปิด

ประเภทหลักของทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์คอมโพสิต (BTs) แสดงไว้ในรูปที่ 1 4. ส่วนใหญ่มักจะอยู่ใน VC จะใช้ทรานซิสเตอร์ดาร์ลิงตันแบบคอมโพสิต (รูปที่ 4a) โดยอาศัยทรานซิสเตอร์สองตัวที่มีค่าการนำไฟฟ้าเท่ากัน (ดาร์ลิงตัน "สองเท่า") บ่อยครั้งน้อยกว่า - ทรานซิสเตอร์ Szyklai คอมโพสิต (รูปที่ 4b) ของทรานซิสเตอร์สองตัวที่แตกต่างกัน ค่าการนำไฟฟ้าที่มี OS เชิงลบในปัจจุบันและแม้แต่น้อยกว่า - ทรานซิสเตอร์คอมโพสิต Bryston (Bryston, รูปที่ 4 c)
ทรานซิสเตอร์ "เพชร" ซึ่งเป็นทรานซิสเตอร์ชนิดผสม Sziklai แสดงในรูปที่ 1 4 ก. ต่างจากทรานซิสเตอร์ Szyklai ในทรานซิสเตอร์นี้ต้องขอบคุณ "กระจกปัจจุบัน" กระแสสะสมของทรานซิสเตอร์ทั้ง VT 2 และ VT 3 เกือบจะเท่ากัน บางครั้งใช้ทรานซิสเตอร์ Shiklai โดยมีค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านมากกว่า 1 (รูปที่ 4 ง) ในกรณีนี้ K P =1+ R 2/ R 1 สามารถรับวงจรที่คล้ายกันได้โดยใช้ทรานซิสเตอร์สนามผล (FET)

1.1. ขั้นตอนการส่งออกขึ้นอยู่กับ "twos" "Deuka" คือสเตจเอาท์พุตแบบพุช-พูลที่มีทรานซิสเตอร์เชื่อมต่อตามวงจรดาร์ลิงตัน, ไซไคลหรือทั้งสองอย่างรวมกัน (สเตจกึ่งเสริม, ไบรสตัน ฯลฯ) สเตจเอาท์พุตแบบพุช-พูลทั่วไปที่ใช้ดาร์ลิงตันผีสางจะแสดงในรูปที่ 1 5. หากตัวต้านทานตัวปล่อย R3, R4 (รูปที่ 10) ของทรานซิสเตอร์อินพุต VT 1, VT 2 เชื่อมต่อกับบัสกำลังตรงข้ามดังนั้นทรานซิสเตอร์เหล่านี้จะทำงานโดยไม่มีการตัดกระแสเช่น ในโหมดคลาส A

เรามาดูกันว่าการจับคู่ทรานซิสเตอร์เอาท์พุตจะให้อะไรกับ "Darlingt she" สองตัว (รูปที่ 13)

ในรูป รูปที่ 15 แสดงวงจร VK ที่ใช้ในเครื่องขยายเสียงระดับมืออาชีพและเครื่องขยายเสียงตัวใดตัวหนึ่ง

โครงการ Siklai ได้รับความนิยมน้อยกว่าใน VK (รูปที่ 18) ในช่วงแรกของการพัฒนาการออกแบบวงจรสำหรับทรานซิสเตอร์ UMZCH สเตจเอาท์พุตกึ่งเสริมเป็นที่นิยมเมื่อต้นแขนดำเนินการตามวงจรดาร์ลิงตันและส่วนล่างตามวงจร Sziklai อย่างไรก็ตาม ในเวอร์ชันดั้งเดิม อิมพีแดนซ์อินพุตของแขน VC นั้นไม่สมมาตร ซึ่งนำไปสู่การบิดเบือนเพิ่มเติม VC เวอร์ชันดัดแปลงที่มีไดโอด Baxandall ซึ่งใช้จุดเชื่อมต่อตัวปล่อยฐานของทรานซิสเตอร์ VT 3 จะแสดงในรูปที่ 1 20.

นอกเหนือจากการพิจารณา "สอง" แล้วยังมีการดัดแปลง Bryston VC ซึ่งทรานซิสเตอร์อินพุตควบคุมทรานซิสเตอร์ของค่าการนำไฟฟ้าหนึ่งค่าด้วยกระแสของตัวปล่อยและกระแสของตัวสะสมจะควบคุมทรานซิสเตอร์ของค่าการนำไฟฟ้าที่แตกต่างกัน (รูปที่ 22) การเรียงซ้อนที่คล้ายกันนี้สามารถนำไปใช้กับทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามได้เช่น MOSFET ด้านข้าง (รูปที่ 24)

ระยะเอาท์พุตไฮบริดตามวงจร Sziklai พร้อมทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามตามเอาท์พุตจะแสดงในรูปที่ 1 28. ลองพิจารณาวงจรของแอมพลิฟายเออร์แบบขนานโดยใช้ทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนาม (รูปที่ 30)

เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการเพิ่มและรักษาความต้านทานอินพุตของ "สอง" ขอเสนอให้ใช้บัฟเฟอร์ที่อินพุตเช่นตัวติดตามตัวปล่อยที่มีตัวกำเนิดกระแสในวงจรตัวส่งสัญญาณ (รูปที่ 32)

จากการพิจารณา "สอง" สิ่งที่เลวร้ายที่สุดในแง่ของการเบี่ยงเบนเฟสและแบนด์วิดท์คือ Szyklai VK มาดูกันว่าการใช้บัฟเฟอร์สามารถทำอะไรกับน้ำตกดังกล่าวได้ หากแทนที่จะใช้บัฟเฟอร์เดียวคุณใช้สองตัวบนทรานซิสเตอร์ที่มีค่าการนำไฟฟ้าต่างกันที่เชื่อมต่อแบบขนาน (รูปที่ 35) คุณสามารถคาดหวังการปรับปรุงเพิ่มเติมในพารามิเตอร์และความต้านทานอินพุตที่เพิ่มขึ้น ในบรรดาวงจรแบบสองสเตจที่พิจารณาทั้งหมด วงจร Szyklai ที่มีทรานซิสเตอร์แบบฟิลด์เอฟเฟกต์แสดงให้เห็นว่าตัวเองดีที่สุดในแง่ของการบิดเบือนแบบไม่เชิงเส้น มาดูกันว่าการติดตั้งบัฟเฟอร์แบบขนานที่อินพุตจะทำอะไรได้บ้าง (รูปที่ 37)

พารามิเตอร์ของระยะเอาต์พุตที่ศึกษาสรุปไว้ในตาราง 1 1.

การวิเคราะห์ตารางช่วยให้เราสามารถสรุปผลได้ดังต่อไปนี้:
- VC ใด ๆ จาก "twos" บน BT เนื่องจากโหลด UN นั้นไม่เหมาะสมสำหรับการทำงานใน UMZCH ที่มีความเที่ยงตรงสูง
- คุณลักษณะของ VC ที่มี DC ที่เอาต์พุตขึ้นอยู่กับความต้านทานของแหล่งสัญญาณเพียงเล็กน้อย
- ระยะบัฟเฟอร์ที่อินพุตของ "สอง" ใดๆ บน BT จะเพิ่มอิมพีแดนซ์อินพุต ลดองค์ประกอบอุปนัยของเอาต์พุต ขยายแบนด์วิธ และทำให้พารามิเตอร์เป็นอิสระจากอิมพีแดนซ์เอาต์พุตของแหล่งสัญญาณ
- VK Siklai พร้อมเอาต์พุต DC และบัฟเฟอร์แบบขนานที่อินพุต (รูปที่ 37) มีคุณสมบัติสูงสุด (ความผิดเพี้ยนขั้นต่ำ, แบนด์วิดท์สูงสุด, ส่วนเบี่ยงเบนเฟสเป็นศูนย์ในช่วงเสียง)

ขั้นตอนการส่งออกขึ้นอยู่กับ "สามเท่า"

ใน UMZCH คุณภาพสูงมักใช้โครงสร้างสามขั้นตอนมากขึ้น: แฝดดาร์ลิงตัน, Shiklai พร้อมทรานซิสเตอร์เอาต์พุตดาร์ลิงตัน, Shiklai พร้อมทรานซิสเตอร์เอาต์พุต Bryston และการรวมกันอื่น ๆ หนึ่งในขั้นตอนเอาต์พุตที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในปัจจุบันคือ VC ที่ใช้ทรานซิสเตอร์ดาร์ลิงตันคอมโพสิตที่มีทรานซิสเตอร์สามตัว (รูปที่ 39) ในรูป รูปที่ 41 แสดง VC ที่มีการแยกแบบคาสเคด: ตัวทวนอินพุตทำงานพร้อมกันในสองสเตจ ซึ่งในทางกลับกันก็ทำงานบนสเตจละสองสเตจด้วย และสเตจที่สามเชื่อมต่อกับเอาต์พุตทั่วไป เป็นผลให้ทรานซิสเตอร์สี่ตัวทำงานที่เอาต์พุตของ VC ดังกล่าว

วงจร VC ซึ่งใช้ทรานซิสเตอร์ดาร์ลิงตันคอมโพสิตเป็นทรานซิสเตอร์เอาท์พุต ดังแสดงในรูปที่ 1 43. พารามิเตอร์ของ VC ในรูปที่ 43 สามารถปรับปรุงได้อย่างมีนัยสำคัญหากคุณรวมบัฟเฟอร์บัฟเฟอร์แบบขนานที่อินพุตซึ่งพิสูจน์ตัวเองได้ดีด้วย "twos" (รูปที่ 44)

ตัวแปรของ VK Siklai ตามแผนภาพในรูป 4 g โดยใช้ทรานซิสเตอร์คอมโพสิต Bryston แสดงในรูปที่ 1 46. ในรูป รูปที่ 48 แสดงตัวแปรของ VC บนทรานซิสเตอร์ Sziklai (รูปที่ 4e) ที่มีค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านประมาณ 5 ซึ่งทรานซิสเตอร์อินพุตทำงานในคลาส A (ไม่แสดงวงจรเทอร์โมสแตท)

ในรูป รูปที่ 51 แสดง VC ตามโครงสร้างของวงจรก่อนหน้าโดยมีเพียงค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านหน่วยเท่านั้น การตรวจสอบจะไม่สมบูรณ์หากเราไม่อาศัยวงจรเอาท์พุตที่มีการแก้ไขความไม่เชิงเส้นของ Hawksford ดังแสดงในรูปที่ 1 53. ทรานซิสเตอร์ VT 5 และ VT 6 เป็นทรานซิสเตอร์ดาร์ลิงตันแบบคอมโพสิต

มาแทนที่ทรานซิสเตอร์เอาท์พุตด้วยทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามประเภทด้านข้าง (รูปที่ 57)

วงจรป้องกันความอิ่มตัวของทรานซิสเตอร์เอาท์พุตช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือของแอมพลิฟายเออร์โดยการกำจัดกระแสซึ่งเป็นอันตรายอย่างยิ่งเมื่อตัดสัญญาณความถี่สูง โซลูชั่นต่างๆ ดังกล่าวแสดงไว้ในรูปที่ 1 58. ผ่านไดโอดด้านบน กระแสส่วนเกินของฐานจะถูกปล่อยออกสู่ตัวสะสมของทรานซิสเตอร์เมื่อเข้าใกล้แรงดันอิ่มตัว แรงดันไฟฟ้าอิ่มตัวของทรานซิสเตอร์กำลังมักจะอยู่ในช่วง 0.5...1.5 V ซึ่งใกล้เคียงกับแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมทางแยกฐาน-ตัวปล่อย ในตัวเลือกแรก (รูปที่ 58 ก) เนื่องจากไดโอดเพิ่มเติมในวงจรฐาน แรงดันไฟฟ้าของตัวปล่อย-ตัวสะสมจึงไม่ถึงแรงดันอิ่มตัวประมาณ 0.6 V (แรงดันตกคร่อมไดโอด) วงจรที่สอง (รูปที่ 58b) ต้องการการเลือกตัวต้านทาน R 1 และ R 2 ไดโอดล่างในวงจรได้รับการออกแบบให้ปิดทรานซิสเตอร์อย่างรวดเร็วระหว่างสัญญาณพัลส์ โซลูชันที่คล้ายกันนี้ใช้ในสวิตช์ไฟ

บ่อยครั้ง เพื่อปรับปรุงคุณภาพ UMZCH จึงติดตั้งแหล่งจ่ายไฟแยกต่างหาก โดยเพิ่มขึ้น 10...15 V สำหรับสเตจอินพุตและเครื่องขยายแรงดันไฟฟ้า และลดลงสำหรับสเตจเอาท์พุต ในกรณีนี้ เพื่อหลีกเลี่ยงความล้มเหลวของทรานซิสเตอร์เอาท์พุตและลดการโอเวอร์โหลดของทรานซิสเตอร์พรีเอาท์พุต จำเป็นต้องใช้ไดโอดป้องกัน ลองพิจารณาตัวเลือกนี้โดยใช้ตัวอย่างการดัดแปลงวงจรในรูป 39. หากแรงดันไฟฟ้าอินพุตเพิ่มขึ้นเหนือแรงดันไฟฟ้าของทรานซิสเตอร์เอาต์พุต ไดโอดเพิ่มเติม VD 1, VD 2 จะเปิด (รูปที่ 59) และกระแสฐานส่วนเกินของทรานซิสเตอร์ VT 1, VT 2 จะถูกเทลงบนบัสกำลังของ ทรานซิสเตอร์ขั้นสุดท้าย ในกรณีนี้แรงดันไฟฟ้าอินพุตไม่ได้รับอนุญาตให้เพิ่มขึ้นเหนือระดับการจ่ายสำหรับระยะเอาต์พุตของ VC และกระแสสะสมของทรานซิสเตอร์ VT 1, VT 2 จะลดลง

วงจรอคติ

ก่อนหน้านี้เพื่อความเรียบง่าย แทนที่จะใช้วงจรไบแอสใน UMZCH จะใช้แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าแยกต่างหาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งวงจรที่พิจารณาหลายวงจร สเตจเอาต์พุตที่มีตัวติดตามแบบขนานที่อินพุต ไม่จำเป็นต้องใช้วงจรไบแอส ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบเพิ่มเติม ตอนนี้เรามาดูรูปแบบการกระจัดทั่วไปซึ่งแสดงไว้ในรูปที่ 1 60, 61.

เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงที่เสถียร วงจรมาตรฐานจำนวนหนึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายใน UMZCH สมัยใหม่: ดิฟเฟอเรนเชียลคาสเคด (DC), ตัวสะท้อนกระแส ("กระจกปัจจุบัน"), วงจรเลื่อนระดับ, คาสโค้ด (พร้อมแหล่งจ่ายไฟแบบอนุกรมและขนาน ส่วนหลังเรียกอีกอย่างว่า "cascode ที่เสียหาย"), เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่เสถียร (GST) ฯลฯ การใช้งานที่ถูกต้องสามารถปรับปรุงคุณสมบัติทางเทคนิคของ UMZCH ได้อย่างมาก เราจะประมาณค่าพารามิเตอร์ของวงจร GTS หลัก (รูปที่ 62 - 6 6) โดยใช้การสร้างแบบจำลอง เราจะถือว่า GTS เป็นภาระของ UN และเชื่อมต่อแบบขนานกับ VC เราศึกษาคุณสมบัติของมันโดยใช้เทคนิคที่คล้ายคลึงกับการศึกษา VC

ตัวสะท้อนแสงในปัจจุบัน

วงจร GTS ที่พิจารณานั้นเป็นตัวแปรหนึ่งของโหลดแบบไดนามิกสำหรับ UN วงจรเดียว ใน UMZCH ที่มีหนึ่งดิฟเฟอเรนเชียลคาสเคด (DC) เพื่อจัดระเบียบโหลดไดนามิกของตัวนับใน UN พวกเขาใช้โครงสร้างของ "มิเรอร์ปัจจุบัน" หรือที่เรียกกันว่า "ตัวสะท้อนแสงปัจจุบัน" (OT) โครงสร้าง UMZCH นี้เป็นลักษณะของแอมพลิฟายเออร์ของ Holton, Hafler และอื่น ๆ วงจรหลักของตัวสะท้อนแสงปัจจุบันแสดงในรูปที่ 1 67. พวกเขาสามารถมีค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านที่เป็นเอกภาพ (แม่นยำยิ่งขึ้นใกล้กับ 1) หรือด้วยหน่วยที่มากกว่าหรือน้อยกว่า (สเกลตัวสะท้อนกระแส) ในเครื่องขยายแรงดันไฟฟ้า กระแส OT อยู่ในช่วง 3...20 mA: ดังนั้น เราจะทดสอบ OT ทั้งหมดที่กระแสประมาณ 10 mA ตามแผนภาพในรูปที่ 1 68.

ผลการทดสอบแสดงไว้ในตาราง 3.

ตัวอย่างของแอมพลิฟายเออร์จริงคือวงจรแอมพลิฟายเออร์ S. BOCK ซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร Radiomir, 201 1, หมายเลข 1, p. 5 - 7; ลำดับที่ 2, น. 5 - 7 Radiotechnika หมายเลข 11, 12/06

เป้าหมายของผู้เขียนคือการสร้างเพาเวอร์แอมป์ที่เหมาะสมสำหรับทั้งเสียง "อวกาศ" ในช่วงเทศกาลและสำหรับดิสโก้ แน่นอนว่าฉันต้องการให้มันใส่ในกล่องที่มีขนาดค่อนข้างเล็กและเคลื่อนย้ายได้ง่าย ข้อกำหนดอีกประการหนึ่งคือความพร้อมของส่วนประกอบต่างๆ ด้วยความพยายามที่จะให้ได้คุณภาพ Hi-Fi ฉันจึงเลือกวงจรเอาท์พุตเอาท์พุตแบบสมมาตรเสริม กำลังขับสูงสุดของแอมพลิฟายเออร์ตั้งไว้ที่ 300 วัตต์ (เป็นโหลด 4 โอห์ม) ด้วยกำลังนี้แรงดันเอาต์พุตจะอยู่ที่ประมาณ 35 V ดังนั้น UMZCH จึงต้องใช้แรงดันไฟฟ้าแบบไบโพลาร์ภายใน 2x60 V วงจรเครื่องขยายเสียงแสดงในรูปที่ 1 1. UMZCH มีอินพุตแบบไม่สมมาตร ระยะอินพุตถูกสร้างขึ้นโดยแอมพลิฟายเออร์ดิฟเฟอเรนเชียลสองตัว

A. PETROV, Radiomir, 201 1, หมายเลข 4 - 12

การเลือกบล็อกไดอะแกรมของเพาเวอร์แอมป์ นำเสนอในรูปที่ 2 ขั้นตอนการป้อนข้อมูลทำจากทรานซิสเตอร์ วีที1เชื่อมต่อกับตัวส่งสัญญาณทั่วไป ตัวต้านทาน R4คือโหลดของระยะการขยายช่วงแรก จากนั้นสัญญาณที่ขยายจะถูกส่งไปยังฐานของทรานซิสเตอร์ วีที2ซึ่งเป็นขั้นกลางของการขยายเสียง ขั้นตอนเอาท์พุตประกอบขึ้นโดยใช้ทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์ VT7…VT10ตามโครงการดาร์ลิงตัน ดังนั้นเพาเวอร์แอมป์จึงมีสามสเตจ มาวาดแผนภาพโดยประมาณของเพาเวอร์แอมป์ในอนาคต:

รูปที่ 2 - แผนภาพโดยประมาณของ UMZCH

แรงดันไฟเอาท์พุตสูงสุดและกระแสไฟเอาท์พุตสูงสุดคำนวณจากกำลังไฟเอาท์พุต พี.แอล.= 5 วัตต์ และความต้านทานโหลด อาร์.แอล.= 4 โอห์ม

ขั้นตอนการส่งออก

ตามเนื้อผ้า การทำงานและการคำนวณของเพาเวอร์แอมป์จะเริ่มพิจารณาจากสเตจเอาท์พุต เนื่องจากพารามิเตอร์หลายตัวของ UMZCH เช่น ประสิทธิภาพพลังงาน การบิดเบือนแบบไม่เชิงเส้น ความน่าเชื่อถือ ฯลฯ ขึ้นอยู่กับวงจรสเตจเอาท์พุตอย่างมาก ระยะเอาท์พุตคือตัวติดตามตัวปล่อยตามทรานซิสเตอร์เสริมที่เชื่อมต่อตามวงจรดาร์ลิงตัน ในขั้นตอนนี้ โหลดจะเชื่อมต่อกับตัวสะสมของทรานซิสเตอร์เอาท์พุต ระยะเอาท์พุตของ UMZCH แสดงในรูปที่ 3

รูปที่ 3 - ระยะเอาต์พุต UMZCH

แรงดันไฟฟ้าที่ต้องการ อีพีเราจะพบเพาเวอร์แอมป์ตามสูตรกำลัง:

จากสัดส่วนผลลัพธ์เราพบว่า:

เมื่อเราพบว่า อีพี;

เลือกแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นเล็กน้อยโดยคำนึงถึงข้อผิดพลาดในการคำนวณและการสูญเสียพลังงานที่อินพุตและขั้นกลาง ยอมรับเถอะ

สเตจเอาท์พุตทำหน้าที่เป็นแอมพลิฟายเออร์กระแสไฟ และโดยทั่วไปถือได้ว่าเป็นตัวแปลงอิมพีแดนซ์ที่จับคู่เอาต์พุตอิมพีแดนซ์ต่ำของสเตจที่มีความต้านทานโหลด

กำลังของสเตจเอาต์พุตมักจะอยู่ในช่วง 50 mW สูงถึง 100W ดังนั้นเมื่อคำนวณแอมพลิฟายเออร์คุณควรคำนึงถึงพลังงานที่ทรานซิสเตอร์กระจายไปเสมอ

แรงดันพังทลายของทรานซิสเตอร์เอาท์พุต เวอร์มอนต์ 8 และ เวอร์มอนต์ 10 ควรเป็น:

การกระจายพลังงานสูงสุดของทรานซิสเตอร์ เวอร์มอนต์ 8 และ เวอร์มอนต์ 10 ที่มีโหลดแอ็คทีฟและสัญญาณฮาร์มอนิกที่อินพุตเท่ากับ:

กระแสไฟฟ้าลัดวงจรของทรานซิสเตอร์เอาท์พุตคือ:

ดังนั้น ด้วยค่าพารามิเตอร์ที่ทราบ โดยใช้ข้อมูลอ้างอิง เราจึงเลือกคู่เสริมของทรานซิสเตอร์เอาท์พุต: เวอร์มอนต์ 8 - เคที 816V, เวอร์มอนต์ 10 - เคที 817V.

โดยกระแสไฟขาออกสูงสุด ไอแมกซ์และกำไรปัจจุบันขั้นต่ำ บี0 = 25,ประเภททรานซิสเตอร์ที่เลือก เวอร์มอนต์ 8 และ เวอร์มอนต์ 10 คำนวณกระแสสะสมของทรานซิสเตอร์ เวอร์มอนต์ 7 และ เวอร์มอนต์ 9:

กระแสสะสมนี้สอดคล้องกับโครงสร้างทรานซิสเตอร์ซิลิคอนกำลังต่ำ KT 3102B n-p-nและทรานซิสเตอร์ซิลิคอนกำลังต่ำ KT 3107B - โครงสร้าง พี-เอ็น-พี.

เป็นทรานซิสเตอร์ เวอร์มอนต์ 2 (ทรานซิสเตอร์ขั้นกลาง) คุณสามารถใช้ทรานซิสเตอร์ความถี่ต่ำพลังงานต่ำได้เกือบทุกชนิด คุณเพียงแค่ต้องใส่ใจกับแรงดันไฟฟ้าของตัวสะสมและตัวปล่อยสูงสุดซึ่งไม่ควรน้อยกว่า แรงดันไฟฟ้านี้สอดคล้องกับทรานซิสเตอร์ประเภท KT 3107B ซึ่งแรงดันไฟฟ้าของตัวสะสม-ตัวปล่อยสูงสุดคือ 45V

มาดูการพิจารณาและการคำนวณการป้องกันกระแสเกินและการลัดวงจรของเอาต์พุต เนื่องจากความต้านทานเอาต์พุตต่ำ เพาเวอร์แอมป์จึงสามารถโอเวอร์โหลดได้ง่ายด้วยกระแสโหลด และความเสียหายเนื่องจากความร้อนสูงเกินไปของทรานซิสเตอร์เอาท์พุต มาตรการออกแบบเพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือ เช่น การเลือกทรานซิสเตอร์ที่มีการกระจายพลังงานมาก การเพิ่มพื้นที่ของพื้นผิวการกระจายความร้อน ส่งผลให้ต้นทุนของโครงสร้างเพิ่มขึ้น และการเสื่อมสภาพในลักษณะน้ำหนักและขนาด ดังนั้นจึงแนะนำให้ใช้วิธีวงจรเพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือโดยการแนะนำวงจรป้องกันกระแสเกินและการลัดวงจรเอาต์พุตลงในเพาเวอร์แอมป์

พิจารณาหลักการทำงานของการป้องกันระยะเอาต์พุตของ UMZCH จากกระแสเกินและการลัดวงจรของเอาต์พุต วงจรป้องกันประกอบด้วยทรานซิสเตอร์ เวอร์มอนต์ 5 และ เวอร์มอนต์ 6 และตัวต้านทาน ร 10…ร 13. วงจรป้องกันดังแสดงในรูปที่ 4 วงจรป้องกันทำงานดังนี้

ที่กระแสโหลดต่ำเพียงพอที่ทรานซิสเตอร์ เวอร์มอนต์ 5 ถูกล็อคเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวต้านทาน ร 11 ไม่เพียงพอที่จะเปิด และวงจรป้องกันแทบไม่มีผลกระทบต่อการทำงานของเพาเวอร์แอมป์ เมื่อกระแสโหลดเพิ่มขึ้น แรงดันตกคร่อมตัวต้านทานจะเพิ่มขึ้น ร 11 (สำหรับครึ่งคลื่นบวก; สำหรับครึ่งคลื่นลบของแรงดันเอาต์พุต แรงดันตกคร่อมตัวต้านทานจะเพิ่มขึ้น ร 12) เมื่อแรงดันตกคร่อมตัวต้านทานถึง ร 11, เกณฑ์ อุเบะ ปการเปิดทรานซิสเตอร์ เวอร์มอนต์ 5 จะปลดล็อคโดยรับส่วนหนึ่งของกระแสแหล่งที่มา จึงทำให้กระแสโหลดสูงสุดมีความเสถียร ค่าของตัวต้านทาน R11 และ R12 คำนวณโดยใช้สูตร:

ตัวต้านทาน ร 11 และ ร 13 มีความต้านทานต่ำ (100...150 โอห์ม) และทำหน้าที่จำกัดกระแสฐานทรานซิสเตอร์ เวอร์มอนต์ 11 เวอร์มอนต์ 13. ตัวต้านทาน ร 11 และ ร 13 แทบไม่มีผลกระทบต่อการทำงานของวงจรป้องกัน

รูปที่ 4 - โครงการสำหรับการป้องกันระยะเอาต์พุตของ UMZCH จากกระแสเกินและการลัดวงจรของเอาต์พุต

ต่อไปเรามาดูแผนภาพความเสถียรของอุณหภูมิของกระแสนิ่งของสเตจเอาต์พุตของ UMZCH กัน มีเทคนิควงจรที่แตกต่างกันค่อนข้างมากเพื่อให้แน่ใจว่าอุณหภูมิคงที่ของกระแสนิ่งของทรานซิสเตอร์เอาท์พุต ในที่สุดทั้งหมดนี้จำเป็นต้องมีการสร้างหน้าสัมผัสความร้อนระหว่างองค์ประกอบของวงจรรักษาเสถียรภาพทั้งกับตัวทรานซิสเตอร์หรือกับพื้นผิวที่กระจายความร้อน อีกตัวอย่างหนึ่งของการสร้างระยะเอาท์พุตของเพาเวอร์แอมป์ที่มีการรักษาอุณหภูมิของกระแสนิ่งของทรานซิสเตอร์เอาท์พุตจะแสดงในรูปที่ 4 ข้อดีของวิธีนี้คือวางองค์ประกอบที่ไวต่ออุณหภูมิเพียงชิ้นเดียวเท่านั้นบนพื้นผิวที่ระบายความร้อน - ทรานซิสเตอร์ เวอร์มอนต์ 4. เงื่อนไขที่เลือกค่าตัวต้านทาน ร 6 และ ร 8:

โดยทั่วไป อัตราส่วนควรเป็นตัวเลขที่น้อยกว่าปริมาณหนึ่ง พี-เอ็นการเปลี่ยนผ่านในวงจร ตัวต้านทาน รตัวแปร 8 ถูกดำเนินการเพื่อให้แน่ใจว่าการติดตั้งกระแสนิ่งที่ต้องการของทรานซิสเตอร์ของสเตจเอาต์พุตของเพาเวอร์แอมป์ เรามาเลือกค่าความต้านทานกันดีกว่า ร 6 และ ร 8 โดยคำนึงถึงอัตราส่วนของมันควรจะประมาณเท่ากับสามดังนั้นจึงมีทรานซิสเตอร์สี่ตัวในระยะเอาท์พุต (เช่นมีสี่ตัว พี-เอ็นการเปลี่ยนแปลง) เรามาต่อต้านกันเถอะ ร 6 เท่ากับ 1,000 โอห์ม ร 8 จะเท่ากับ:

ในการคำนวณตัวต้านทาน R7 เราใช้นิพจน์:

มาคำนวณกัน ร 7.