يظل مضخم الترانزستور، على الرغم من تاريخه الطويل، موضوعًا مفضلاً للبحث لكل من المبتدئين وهواة الراديو المتمرسين. وهذا أمر مفهوم. إنه مكون لا غنى عنه في مكبرات الصوت ذات التردد المنخفض (الصوت) الأكثر شيوعًا. سننظر في كيفية بناء مضخمات الترانزستور البسيطة.

استجابة تردد مكبر للصوت

في أي جهاز استقبال تلفزيوني أو راديوي، في كل مركز موسيقى أو مضخم صوت، يمكنك العثور على مضخمات صوت ترانزستور (تردد منخفض - LF). يكمن الاختلاف بين مضخمات الصوت الترانزستورية والأنواع الأخرى في خصائص ترددها.

يتمتع مضخم الصوت المعتمد على الترانزستور باستجابة تردد موحدة في نطاق التردد من 15 هرتز إلى 20 كيلو هرتز. وهذا يعني أن مكبر الصوت يحول (يضخم) جميع إشارات الإدخال بتردد ضمن هذا النطاق بالتساوي تقريبًا. يوضح الشكل أدناه منحنى استجابة التردد المثالي لمضخم الصوت في إحداثيات "كسب مكبر الصوت Ku - تردد إشارة الإدخال".

هذا المنحنى مسطح تقريبًا من 15 هرتز إلى 20 كيلو هرتز. وهذا يعني أنه يجب استخدام هذا المضخم خصيصًا لإشارات الإدخال بترددات تتراوح بين 15 هرتز و20 كيلو هرتز. بالنسبة لإشارات الإدخال ذات الترددات التي تزيد عن 20 كيلو هرتز أو أقل من 15 هرتز، تتدهور كفاءتها وأدائها بسرعة.

يتم تحديد نوع الاستجابة الترددية لمكبر الصوت بواسطة عناصر الراديو الكهربائية (ERE) لدائرته، وبشكل أساسي بواسطة الترانزستورات نفسها. عادةً ما يتم تجميع مضخم الصوت القائم على الترانزستور باستخدام ما يسمى بالترانزستورات منخفضة ومتوسطة التردد مع إجمالي عرض نطاق إشارة الإدخال من عشرات ومئات هرتز إلى 30 كيلو هرتز.

فئة تشغيل مكبر الصوت

وكما هو معروف، اعتمادا على درجة استمرارية تدفق التيار طوال فترة وجوده من خلال مرحلة تضخيم الترانزستور (المضخم)، يتم تمييز الفئات التالية من تشغيله: "A"، "B"، "AB"، "C"، "د".

في فئة التشغيل، يتدفق التيار "A" عبر السلسلة لمدة 100% من فترة إشارة الدخل. يتم توضيح عملية التتالي في هذه الفئة من خلال الشكل التالي.

في فئة التشغيل لمرحلة مكبر الصوت "AB"، يتدفق التيار من خلالها لأكثر من 50%، ولكن أقل من 100% من فترة إشارة الدخل (انظر الشكل أدناه).

في فئة تشغيل المرحلة "B"، يتدفق التيار من خلالها لمدة 50% بالضبط من فترة إشارة الدخل، كما هو موضح في الشكل.

أخيرًا، في مرحلة التشغيل من الفئة C، يتدفق التيار عبرها لأقل من 50% من فترة إشارة الدخل.

مضخم التردد المنخفض باستخدام الترانزستورات: تشويه في فئات التشغيل الرئيسية

في منطقة العمل، يتمتع مضخم الترانزستور من الفئة "A" بمستوى منخفض من التشوه غير الخطي. ولكن إذا كانت الإشارة لديها ارتفاعات في الجهد النبضي، مما يؤدي إلى تشبع الترانزستورات، فستظهر التوافقيات الأعلى (حتى الحادي عشر) حول كل توافقي "قياسي" لإشارة الخرج. وهذا يسبب ظاهرة ما يسمى بالصوت الترانزستور أو المعدن.

إذا كانت مضخمات الطاقة ذات التردد المنخفض التي تستخدم الترانزستورات تحتوي على مصدر طاقة غير مستقر، فإن إشارات الخرج الخاصة بها يتم تعديل سعتها بالقرب من تردد التيار الكهربائي. وهذا يؤدي إلى صوت خشن في الطرف الأيسر من استجابة التردد. الطرق المختلفة لتثبيت الجهد تجعل تصميم مكبر الصوت أكثر تعقيدًا.

لا تتجاوز الكفاءة النموذجية لمكبر الصوت من الفئة A أحادي الطرف 20% بسبب الترانزستور المفتوح باستمرار والتدفق المستمر لمكون تيار ثابت. يمكنك إجراء سحب مكبر للصوت من الفئة A، وستزيد الكفاءة قليلاً، لكن نصف موجات الإشارة ستصبح أكثر غير متماثلة. يؤدي نقل سلسلة من فئة التشغيل "A" إلى فئة التشغيل "AB" إلى مضاعفة التشوهات غير الخطية أربع مرات، على الرغم من زيادة كفاءة دائرتها.

وفي مكبرات الصوت من الفئة "AB" و"B"، يزداد التشوه مع انخفاض مستوى الإشارة. لا يسعك إلا أن ترغب في رفع صوت مكبر الصوت هذا لتجربة قوة وديناميكيات الموسيقى بشكل كامل، ولكن هذا لا يساعد كثيرًا في كثير من الأحيان.

درجات العمل المتوسطة

فئة العمل "A" لها اختلاف - الفئة "A+". في هذه الحالة ، تعمل ترانزستورات الإدخال ذات الجهد المنخفض لمكبر الصوت من هذه الفئة في الفئة "أ" ، والترانزستورات ذات الجهد العالي لمكبر الصوت ، عندما تتجاوز إشارات الإدخال الخاصة بها مستوى معين ، تنتقل إلى الفئات "ب" أو "أب". إن كفاءة هذه الشلالات أفضل مما هي عليه في الفئة النقية "أ"، والتشوهات غير الخطية أقل (تصل إلى 0.003٪). ومع ذلك، فهي تتمتع أيضًا بصوت "معدني" بسبب وجود توافقيات أعلى في إشارة الخرج.

في مكبرات الصوت من فئة أخرى - "AA" تكون درجة التشوه غير الخطي أقل - حوالي 0.0005٪، ولكن توجد أيضًا توافقيات أعلى.

العودة إلى مضخم الترانزستور من الفئة أ؟

اليوم، يدعو العديد من الخبراء في مجال إعادة إنتاج الصوت عالي الجودة إلى العودة إلى مكبرات الصوت الأنبوبية، نظرًا لأن مستوى التشوهات غير الخطية والتوافقيات الأعلى التي يقدمونها في إشارة الخرج أقل بشكل واضح من مستوى الترانزستورات. ومع ذلك، فإن هذه المزايا يقابلها إلى حد كبير الحاجة إلى محول مطابق بين مرحلة إخراج الأنبوب عالي المعاوقة ومكبرات الصوت منخفضة المعاوقة. ومع ذلك، يمكن صنع مضخم ترانزستور بسيط بخرج محول، كما هو موضح أدناه.

هناك أيضًا وجهة نظر مفادها أنه لا يمكن توفير جودة الصوت النهائية إلا من خلال مضخم ترانزستور أنبوبي هجين، وجميع مراحله أحادية الطرف وغير مغطاة وتعمل في الفئة "أ". أي أن مكرر الطاقة هذا عبارة عن مكبر للصوت به ترانزستور واحد. يمكن أن تتمتع دائرتها بأقصى قدر من الكفاءة التي يمكن تحقيقها (في الفئة "أ") بما لا يزيد عن 50%. لكن لا تعد قوة مكبر الصوت أو كفاءته مؤشرين على جودة إعادة إنتاج الصوت. في هذه الحالة، تكتسب جودة وخطية خصائص جميع ERE في الدائرة أهمية خاصة.

وبما أن الدوائر ذات النهاية الواحدة تكتسب هذا المنظور، فسوف ننظر في الاختلافات المحتملة أدناه.

مكبر للصوت ذو طرف واحد مع ترانزستور واحد

تظهر دائرتها، المصنوعة من باعث مشترك ووصلات RC لإشارات الإدخال والإخراج للتشغيل في الفئة "A"، في الشكل أدناه.

يُظهر الترانزستور Q1 للهيكل n-p-n. يتم توصيل المجمع الخاص به بالطرف الموجب +Vcc من خلال المقاوم المحدد للتيار R3، ويتم توصيل الباعث بالطرف -Vcc. سيكون للمضخم المعتمد على ترانزستور بنية pnp نفس الدائرة، لكن أطراف إمداد الطاقة ستتغير أماكنها.

C1 عبارة عن مكثف فصل يتم من خلاله فصل مصدر إشارة دخل التيار المتردد عن مصدر جهد التيار المستمر Vcc. في هذه الحالة، لا يمنع C1 مرور تيار الإدخال المتناوب عبر وصلة الباعث الأساسي للترانزستور Q1. تشكل المقاومات R1 و R2 مع مقاومة الوصلة E - B Vcc لتحديد نقطة تشغيل الترانزستور Q1 في الوضع الثابت. القيمة النموذجية لهذه الدائرة هي R2 = 1 كيلو أوم، وموضع نقطة التشغيل هو Vcc/2. R3 عبارة عن مقاوم حمل لدائرة المجمع ويعمل على إنشاء إشارة خرج جهد متناوب على المجمع.

لنفترض أن Vcc = 20 V، R2 = 1 kOhm، وكسب التيار h = 150. نختار الجهد عند الباعث Ve = 9 V، ويُؤخذ انخفاض الجهد عبر الوصلة "E - B" مساويًا لـ Vbe = 0.7 V. هذه القيمة تتوافق مع ما يسمى بترانزستور السيليكون. إذا كنا نفكر في مكبر للصوت يعتمد على ترانزستورات الجرمانيوم، فإن انخفاض الجهد عبر الوصلة المفتوحة "E - B" سيكون مساوياً لـ Vbe = 0.3 V.

تيار الباعث يساوي تقريباً تيار المجمع

أي = 9 فولت/1 كيلو أوم = 9 مللي أمبير ≈ إيك.

التيار الأساسي Ib = Ic/h = 9 مللي أمبير/150 = 60 ميكرو أمبير.

انخفاض الجهد عبر المقاوم R1

V(R1) = Vcc - Vb = Vcc - (Vbe + Ve) = 20 فولت - 9.7 فولت = 10.3 فولت،

R1 = V(R1)/Ib = 10.3 فولت/60 ميكرو أمبير = 172 كيلو أوم.

هناك حاجة إلى C2 لإنشاء دائرة لتمرير المكون المتناوب لتيار الباعث (في الواقع تيار المجمع). إذا لم يكن هناك، فإن المقاوم R2 سيحد بشكل كبير من المكون المتغير، بحيث يكون لمضخم الترانزستور ثنائي القطب المعني كسب تيار منخفض.

في حساباتنا، افترضنا أن Ic = Ib h، حيث Ib هو تيار القاعدة الذي يتدفق إليه من الباعث وينشأ عند تطبيق جهد متحيز على القاعدة. ومع ذلك، فإن تيار التسرب من المجمع Icb0 يتدفق دائمًا عبر القاعدة (سواء مع أو بدون انحياز). ولذلك فإن تيار المجمع الحقيقي يساوي Ic = Ib h + Icb0 h، أي. يتم تضخيم تيار التسرب في الدائرة ذات OE بمقدار 150 مرة. إذا كنا نفكر في مكبر للصوت يعتمد على ترانزستورات الجرمانيوم، فيجب أن يؤخذ هذا الظرف بعين الاعتبار في الحسابات. والحقيقة هي أن لديهم Icb0 كبير بترتيب عدة μA. بالنسبة للسيليكون، فهو أصغر بثلاث مرات (حوالي عدة nA)، لذلك عادة ما يتم إهماله في الحسابات.

مضخم صوت أحادي الطرف مع ترانزستور MOS

مثل أي مضخم ترانزستور ذو تأثير مجالي، فإن الدائرة قيد النظر لها نظيرتها بين المضخمات، لذلك، دعونا نفكر في نظير للدائرة السابقة مع باعث مشترك. إنه مصنوع من مصدر مشترك ووصلات RC لإشارات الإدخال والإخراج للتشغيل في الفئة "A" وهو موضح في الشكل أدناه.

هنا C1 هو نفس مكثف الفصل، الذي من خلاله يتم فصل مصدر إشارة دخل التيار المتردد عن مصدر جهد التيار المستمر Vdd. كما تعلم، فإن أي مضخم يعتمد على ترانزستورات التأثير الميداني يجب أن تكون إمكانات بوابة ترانزستورات MOS الخاصة به أقل من إمكانات مصادرها. في هذه الدائرة، يتم تأريض البوابة بواسطة المقاوم R1، والذي عادة ما يكون له مقاومة عالية (من 100 كيلو أوم إلى 1 ميجا أوم) بحيث لا يقوم بتحويل إشارة الدخل. لا يوجد عمليا أي تيار يمر عبر R1، وبالتالي فإن إمكانات البوابة في حالة عدم وجود إشارة دخل تساوي إمكانات الأرض. جهد المصدر أعلى من جهد الأرض بسبب انخفاض الجهد عبر المقاومة R2. وبالتالي، فإن إمكانات البوابة أقل من إمكانات المصدر، وهو أمر ضروري للتشغيل العادي للQ1. المكثف C2 والمقاوم R3 لهما نفس الغرض كما في الدائرة السابقة. نظرًا لأن هذه دائرة مصدر مشتركة، فإن إشارات الإدخال والإخراج تكون خارج الطور بمقدار 180 درجة.

مكبر للصوت مع إخراج المحولات

مكبر الصوت الترانزستور البسيط الثالث أحادي المرحلة، الموضح في الشكل أدناه، مصنوع أيضًا وفقًا لدائرة باعث مشترك للتشغيل في الفئة "أ"، ولكنه متصل بمكبر صوت منخفض المقاومة من خلال محول مطابق.

يقوم الملف الأساسي للمحول T1 بتحميل دائرة المجمع للترانزستور Q1 ويطور إشارة الخرج. ينقل T1 إشارة الخرج إلى مكبر الصوت ويطابق مقاومة خرج الترانزستور مع مقاومة مكبر الصوت المنخفضة (في حدود بضعة أوم).

يضمن مقسم الجهد الخاص بمصدر طاقة المجمع Vcc، الذي تم تجميعه على المقاومات R1 و R3، اختيار نقطة تشغيل الترانزستور Q1 (توفير جهد متحيز لقاعدته). الغرض من العناصر المتبقية لمكبر الصوت هو نفسه كما في الدوائر السابقة.

مضخم صوت يعمل بالدفع والسحب

يقوم مضخم LF ذو الدفع والسحب المزود بترانزستورين بتقسيم تردد الإدخال إلى نصف موجتين مضادتين للطور، يتم تضخيم كل منهما بواسطة مرحلة الترانزستور الخاصة بها. بعد إجراء مثل هذا التضخيم، يتم دمج الموجات النصفية في إشارة توافقية كاملة، والتي يتم إرسالها إلى نظام السماعات. مثل هذا التحول للإشارة ذات التردد المنخفض (التقسيم وإعادة الدمج) يؤدي بطبيعة الحال إلى تشويه لا رجعة فيه، وذلك بسبب اختلاف التردد والخصائص الديناميكية لترانزستورات الدائرة. تقلل هذه التشوهات من جودة الصوت عند خرج مكبر الصوت.

لا تقوم مكبرات الصوت ذات الدفع والسحب التي تعمل في الفئة "أ" بإعادة إنتاج الإشارات الصوتية المعقدة بشكل جيد بما فيه الكفاية، حيث يتدفق تيار مباشر ذو حجم متزايد بشكل مستمر في أذرعها. يؤدي هذا إلى عدم تناسق نصف موجات الإشارة وتشوه الطور وفقدان وضوح الصوت في النهاية. عند التسخين، يعمل ترانزستوران قويان على مضاعفة تشويه الإشارة في الترددات المنخفضة والأشعة تحت الحمراء. ولكن لا تزال الميزة الرئيسية لدائرة الدفع والسحب هي كفاءتها المقبولة وزيادة طاقة الخرج.

يظهر الشكل دائرة الدفع والسحب لمضخم الطاقة باستخدام الترانزستورات.

هذا مكبر للصوت للتشغيل في الفئة "A"، ولكن يمكن استخدام الفئة "AB" وحتى "B".

مضخم طاقة ترانزستور بدون محول

المحولات، على الرغم من النجاحات في تصغيرها، لا تزال تظل الأجهزة الإلكترونية الأكثر ضخامة وأثقل وأغلى. لذلك، تم العثور على طريقة لإزالة المحول من دائرة الدفع والسحب من خلال تنفيذه على ترانزستورين متكاملين قويين من أنواع مختلفة (n-p-n وp-n-p). تستخدم معظم مضخمات الطاقة الحديثة هذا المبدأ على وجه التحديد وهي مصممة للعمل في الفئة "B". تظهر دائرة مضخم الطاقة هذا في الشكل أدناه.

يتم توصيل كل من الترانزستورات الخاصة به وفقًا لدائرة مع مجمع مشترك (تابع الباعث). لذلك، تقوم الدائرة بنقل جهد الدخل إلى الخرج دون تضخيم. إذا لم تكن هناك إشارة دخل، فسيكون كلا الترانزستورين على حدود حالة التشغيل، ولكنهما متوقفان عن العمل.

عندما يتم تطبيق إشارة توافقية على الدخل، فإن نصف الموجة الموجبة تفتح TR1، ولكنها تضع الترانزستور pnp TR2 بالكامل في وضع القطع. وبالتالي، فإن نصف الموجة الإيجابية فقط للتيار المضخم هي التي تتدفق عبر الحمل. تفتح نصف الموجة السالبة لإشارة الإدخال TR2 فقط وتغلق TR1، بحيث يتم توفير نصف الموجة السالبة للتيار المضخم للحمل. ونتيجة لذلك، يتم إطلاق إشارة جيبية كاملة الطاقة (بسبب التضخيم الحالي) عند الحمل.

مكبر للصوت الترانزستور واحد

لفهم ما سبق، دعونا نجمع مكبر صوت بسيط باستخدام الترانزستورات بأيدينا ونكتشف كيف يعمل.

كحمل لترانزستور T منخفض الطاقة من النوع BC107، سنقوم بتشغيل سماعات الرأس بمقاومة 2-3 كيلو أوم، ونطبق جهدًا متحيزًا على القاعدة من مقاومة عالية المقاومة R* تبلغ 1 ميجا أوم، ونقوم بتوصيل فصل المكثف الإلكتروليتي C بسعة 10 μF إلى 100 μF في الدائرة الأساسية T. قم بتشغيل الدائرة سنستخدم 4.5 فولت/0.3 أمبير من البطارية.

إذا كان المقاوم R* غير متصل، فلن يكون هناك تيار أساسي Ib ولا تيار مجمع Ic. إذا تم توصيل المقاوم، فإن الجهد عند القاعدة يرتفع إلى 0.7 فولت ويتدفق من خلاله تيار Ib = 4 μA. الكسب الحالي للترانزستور هو 250، مما يعطي Ic = 250Ib = 1 مللي أمبير.

بعد أن قمنا بتجميع مضخم ترانزستور بسيط بأيدينا، يمكننا الآن اختباره. قم بتوصيل سماعات الرأس ووضع إصبعك على النقطة 1 من الرسم التخطيطي. سوف تسمع ضجيجا. يستشعر جسمك إشعاع مصدر الطاقة بتردد 50 هرتز. الضجيج الذي تسمعه من سماعات الرأس هو هذا الإشعاع، الذي يتم تضخيمه فقط بواسطة الترانزستور. دعونا نشرح هذه العملية بمزيد من التفصيل. يتم توصيل جهد تيار متردد 50 هرتز بقاعدة الترانزستور من خلال المكثف C. الجهد الأساسي الآن يساوي مجموع جهد إزاحة التيار المستمر (حوالي 0.7 فولت) القادم من المقاوم R* وجهد إصبع التيار المتردد. ونتيجة لذلك، يستقبل تيار المجمع مكونًا متناوبًا بتردد 50 هرتز. يتم استخدام هذا التيار المتردد لتحريك غشاء السماعة ذهابًا وإيابًا بنفس التردد، مما يعني أننا سنكون قادرين على سماع نغمة 50 هرتز عند الإخراج.

إن الاستماع إلى مستوى ضوضاء يبلغ 50 هرتز ليس أمرًا مثيرًا للاهتمام، لذا يمكنك توصيل مصادر الإشارة منخفضة التردد (مشغل الأقراص المضغوطة أو الميكروفون) بالنقطتين 1 و2 وسماع كلام أو موسيقى مضخمة.

المخطط رقم 1

اختيار فئة مكبر للصوت . دعونا نحذر هواة الراديو على الفور - لن نصنع مكبر صوت من الفئة "أ" باستخدام الترانزستورات. السبب بسيط - كما هو مذكور في المقدمة، لا يقوم الترانزستور بتضخيم الإشارة المفيدة فحسب، بل يقوم أيضًا بتضخيم التحيز المطبق عليها. ببساطة، فإنه يضخم التيار المباشر. سوف يتدفق هذا التيار، جنبًا إلى جنب مع الإشارة المفيدة، عبر النظام الصوتي (AS)، ومكبرات الصوت، لسوء الحظ، قادرة على إعادة إنتاج هذا التيار المباشر. يفعلون ذلك بالطريقة الأكثر وضوحًا - عن طريق دفع أو سحب الناشر من وضعه الطبيعي إلى وضع غير طبيعي.

حاول الضغط على مخروط السماعة بإصبعك - وسترى الكابوس الذي سيتحول إليه الصوت الناتج. يستبدل التيار المباشر في عمله أصابعك بنجاح، لذلك فهو موانع تمامًا للرأس الديناميكي. يمكنك فصل التيار المباشر عن الإشارة المتناوبة بوسيلتين فقط - محول أو مكثف - وكلا الخيارين، كما يقولون، أسوأ من الآخر.

رسم تخطيطى

تظهر دائرة مكبر الصوت الأول الذي سنقوم بتجميعه في الشكل. 11.18.

هذا هو مضخم التغذية الراجعة، حيث تعمل مرحلة الإخراج في الوضع B. والميزة الوحيدة لهذه الدائرة هي بساطتها، فضلاً عن توحيد ترانزستورات الإخراج (لا يلزم وجود أزواج تكميلية خاصة). ومع ذلك، فهو يستخدم على نطاق واسع في مكبرات الصوت منخفضة الطاقة. ميزة أخرى للمخطط هو أنه لا يتطلب أي تكوين، وإذا كانت الأجزاء في حالة عمل جيدة، فستعمل على الفور، وهذا مهم جدًا بالنسبة لنا الآن.

دعونا نفكر في تشغيل هذه الدائرة. يتم تغذية الإشارة المضخمة إلى قاعدة الترانزستور VT1. يتم تغذية الإشارة المضخمة بواسطة هذا الترانزستور من المقاوم R4 إلى قاعدة الترانزستور المركب VT2 و VT4 ومنه إلى المقاوم R5.

يتم تشغيل الترانزستور VT3 في وضع تابع الباعث. يقوم بتضخيم الموجات النصفية الموجبة للإشارة على المقاوم R5 ويزودها عبر المكثف C4 إلى السماعة.

يتم تعزيز نصف الموجات السالبة بواسطة الترانزستور المركب VT2، VT4. في هذه الحالة، يؤدي انخفاض الجهد عبر الصمام الثنائي VD1 إلى إغلاق الترانزستور VT3. يتم تغذية الإشارة من خرج مكبر الصوت إلى مقسم دائرة التغذية المرتدة R3 و R6 ومنه إلى باعث ترانزستور الإدخال VT1. وبالتالي، يلعب الترانزستور VT1 دور جهاز المقارنة في دائرة التغذية المرتدة.

إنه يضخم التيار المباشر بكسب يساوي الوحدة (لأن مقاومة المكثف C للتيار المباشر لا نهائية من الناحية النظرية)، والإشارة المفيدة بكسب يساوي النسبة R6/R3.

كما ترون، لا تؤخذ قيمة السعة للمكثف في الاعتبار في هذه الصيغة. يسمى التردد الذي يمكن إهمال المكثف منه في الحسابات بتردد القطع لدائرة RC. يمكن حساب هذا التردد باستخدام الصيغة

و = 1 / (ص × ج).

على سبيل المثال، سيكون حوالي 18 هرتز، أي أن مكبر الصوت سوف يضخم الترددات المنخفضة بشكل أسوأ مما يمكن.

يدفع . يتم تجميع مكبر الصوت على لوح مصنوع من الألياف الزجاجية أحادية الجانب بسمك 1.5 مم وأبعاد 45 × 32.5 مم. يمكن تنزيل تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور في صورة معكوسة وتخطيط الأجزاء. يمكنك تنزيل مقطع فيديو حول تشغيل مكبر الصوت بتنسيق MOV للعرض. أريد أن أحذر هواة الراديو على الفور - تم تسجيل الصوت الناتج عن مكبر الصوت في الفيديو باستخدام الميكروفون المدمج في الكاميرا، لذلك، لسوء الحظ، لن يكون من المناسب تمامًا التحدث عن جودة الصوت! يظهر مظهر مكبر الصوت في الشكل. 11.19.

قاعدة العنصر . عند تصنيع مكبر للصوت، يمكن استبدال الترانزستورات VT3، VT4 بأي ترانزستورات مصممة لجهد لا يقل عن جهد إمداد مكبر الصوت، وتيار مسموح به لا يقل عن 2 أ. ويجب أيضًا تصميم الصمام الثنائي VD1 لنفس التيار .

الترانزستورات المتبقية هي أي منها بجهد مسموح به لا يقل عن جهد الإمداد، وتيار مسموح به لا يقل عن 100 مللي أمبير. المقاومات - أي منها ذات تبديد طاقة مسموح به لا يقل عن 0.125 واط، والمكثفات - إلكتروليتية، بسعة لا تقل عن ما هو موضح في الرسم التخطيطي، وجهد تشغيل أقل من جهد إمداد مكبر الصوت.

مشعات لمكبر الصوت . قبل أن نحاول عمل تصميمنا الثاني، دعونا، عزيزي هواة الراديو، نركز على مشعات مكبر الصوت ونقدم هنا طريقة مبسطة للغاية لحسابها.

أولاً، نقوم بحساب الطاقة القصوى لمكبر الصوت باستخدام الصيغة:

P = (U × U) / (8 × R)، W,

أين ش- جهد إمداد مكبر الصوت، V؛ ر- مقاومة السماعة (عادة تكون 4 أو 8 أوم، رغم وجود استثناءات).

ثانياً، نحسب القدرة المتبددة على مجمعات الترانزستورات باستخدام الصيغة:

سباق P = 0.25 × P، W.

ثالثاً، نحسب مساحة الرادياتير المطلوبة لإزالة كمية الحرارة المقابلة لها:

S = 20 × P العرق، سم 2

رابعا، نقوم باختيار أو تصنيع مشعاع لا تقل مساحة سطحه عن المساحة المحسوبة.

هذا الحساب تقريبي للغاية، ولكنه عادةً ما يكون كافيًا لممارسة راديو الهواة. بالنسبة لمكبر الصوت الخاص بنا، بجهد إمداد يبلغ 12 فولت ومقاومة تيار متردد تبلغ 8 أوم، فإن المبرد "الصحيح" سيكون عبارة عن لوحة من الألومنيوم بقياس 2 × 3 سم وسمك 5 مم على الأقل لكل ترانزستور. ضع في اعتبارك أن اللوحة الرقيقة لا تنقل الحرارة جيدًا من الترانزستور إلى حواف اللوحة. أود أن أحذرك على الفور - يجب أن تكون المشعات الموجودة في جميع مكبرات الصوت الأخرى أيضًا ذات أحجام "طبيعية". أي منها بالضبط - عد لنفسك!

جودة الصوت . بعد تجميع الدائرة، ستجد أن صوت مكبر الصوت ليس واضحًا تمامًا.

والسبب في ذلك هو وضع الفئة B "الخالص" في مرحلة الإخراج، والتي لا تستطيع حتى ردود الفعل تعويض التشوهات المميزة لها بشكل كامل. من أجل التجربة، حاول استبدال الترانزستور VT1 في الدائرة بـ KT3102EM، والترانزستور VT2 بـ KT3107L. تتمتع هذه الترانزستورات بكسب أعلى بكثير من KT315B وKT361B. وستجد أن صوت مكبر الصوت قد تحسن بشكل ملحوظ، على الرغم من أن بعض التشويه سيظل ملحوظًا.

والسبب في ذلك واضح أيضًا - فالكسب الأعلى لمكبر الصوت ككل يوفر دقة أكبر للتغذية المرتدة وتأثير تعويضي أكبر.

أكمل القراءة

أهلاً بكم! سأصف في هذه المقالة بالتفصيل كيفية صنع مكبر صوت رائع لمنزلك أو سيارتك. مكبر الصوت سهل التجميع والتكوين، وله جودة صوت جيدة. يوجد أدناه رسم تخطيطي لمكبر الصوت نفسه.

الدائرة مصنوعة باستخدام الترانزستورات ولا تحتوي على أجزاء نادرة. مصدر طاقة مكبر الصوت ثنائي القطب +/- 35 فولت، مع مقاومة حمل تبلغ 4 أوم. عند توصيل حمل 8 أوم، يمكن زيادة الطاقة إلى +/- 42 فولت.

المقاومات R7، R8، R10، R11، R14 - 0.5 واط؛ R12، R13 - 5 واط؛ والباقي 0.25 واط.
ماكينة تشذيب R15 2-3 كيلو أوم.
الترانزستورات: Vt1، Vt2، Vt3، Vt5 - 2sc945 (عادة ما يتم كتابة c945 على العلبة).
Vt4، Vt7 - BD140 (يمكن استبدال Vt4 بـ Kt814).
Vt6 - 139 دينار بحريني.
Vt8 - 2SA1943.
فت9 - 2SC5200.

انتباه!تحتوي الترانزستورات c945 على نقاط توصيل مختلفة: ECB وEBC. لذلك، قبل اللحام، تحتاج إلى التحقق من المتر المتعدد.
LED عادي، أخضر، أخضر تمامًا! إنه ليس هنا من أجل الجمال! ولا ينبغي أن تكون فائقة السطوع. حسنًا، يمكن رؤية بقية التفاصيل في الرسم التخطيطي.

وهكذا، دعونا نذهب!

لصنع مكبر للصوت نحتاج أدوات:
-لحام حديد
-القصدير
- الصنوبري (يفضل أن يكون سائلاً)، لكن يمكنك الاستغناء عنه بالعادي
- مقص معدني
- قواطع للاسلاك
-مخروط
-حقنة طبية أي
- حفر 0.8-1 ملم
- حفر 1.5 ملم
-حفر (يفضل بعض الحفر الصغيرة)
-ورق زجاج
- ومتعدد.

مواد:
- لوح تيكسولايت من جهة واحدة مقاس 10x6 سم
-ورقة من ورق الدفتر
-قلم
- ورنيش الخشب (يفضل اللون الغامق)
-حاوية صغيرة
-صودا الخبز
-حمض الليمون
-ملح.

لن أقوم بإدراج مكونات الراديو؛ يمكن رؤيتها في الرسم التخطيطي.
الخطوة 1 تحضير اللوح
ولذا، نحن بحاجة إلى إنشاء لوحة. وبما أنني لا أملك طابعة ليزر (على الإطلاق)، فسوف نصنع اللوحة "بالطريقة القديمة"!
تحتاج أولاً إلى حفر ثقوب على السبورة للأجزاء المستقبلية. إذا كان لديك طابعة، فما عليك سوى طباعة هذه الصورة:

إذا لم يكن الأمر كذلك، فنحن بحاجة إلى نقل علامات الحفر على الورق. يمكنك معرفة كيفية القيام بذلك في الصورة أدناه:

عندما تترجم، لا تنسى الرسوم! (10 × 6 سم)

شئ مثل هذا!
نستخدم مقصًا معدنيًا لقص حجم اللوحة التي نحتاجها.

نقوم الآن بتطبيق الورقة على اللوحة المقطوعة ونثبتها بشريط حتى لا تتحرك للخارج. بعد ذلك، خذ المخرز ووضع علامة (بالنقاط) حيث سنقوم بالحفر.

يمكنك، بالطبع، الاستغناء عن المخرز والحفر على الفور، ولكن يمكن أن يتحرك الحفر!

الآن يمكنك البدء في الحفر. نحفر ثقوبًا بمقدار 0.8 - 1 مم. كما قلت أعلاه: من الأفضل استخدام مثقاب صغير لأن المثقاب رفيع جدًا وينكسر بسهولة. على سبيل المثال، أستخدم محركًا من مفك البراغي.

نقوم بحفر ثقوب للترانزستورات Vt8 و Vt9 وللأسلاك بمثقاب 1.5 مم. الآن نحن بحاجة إلى رمل لوحنا.

الآن يمكننا أن نبدأ في رسم مساراتنا. نأخذ حقنة ونطحن الإبرة حتى لا تكون حادة ونضيف الورنيش وننطلق!

من الأفضل تقليم العضادات عندما يصبح الورنيش متصلبًا بالفعل.

الخطوة 2 نحن نسمم اللوح
بالنسبة للوحات النقش، أستخدم الطريقة الأبسط والأرخص:
100 مل بيروكسيد، 4 ملاعق صغيرة من حامض الستريك و2 ملاعق صغيرة من الملح.

تحريك وغمر مجلسنا.

وبعد ذلك، نقوم بتنظيف الورنيش ويصبح الأمر هكذا!

يُنصح بتغطية جميع المسارات على الفور بالقصدير لسهولة لحام الأجزاء.

الخطوه 3 لحام والإعداد
سيكون من المناسب اللحام وفقًا لهذه الصورة (منظر من جانب الأجزاء)

من أجل الراحة، نقوم أولاً بلحام جميع الأجزاء الصغيرة والمقاومات وما إلى ذلك.

ثم كل شيء آخر.

بعد اللحام، يجب غسل اللوحة من الصنوبري. يمكنك غسله بالكحول أو الأسيتون. في السؤال، يمكنك حتى استخدام البنزين.

الآن يمكنك محاولة تشغيله! عند تجميعه بشكل صحيح، يعمل مكبر الصوت على الفور. عند تشغيله لأول مرة، يجب تشغيل المقاوم R15 في اتجاه أقصى مقاومة (يتم قياسها بجهاز). لا تقم بتوصيل العمود! يجب أن تذهب ترانزستورات الإخراج إلى المبرد من خلال الحشيات العازلة.

وهكذا: قم بتشغيل مكبر الصوت، يجب أن يكون مؤشر LED قيد التشغيل، وقياس جهد الخرج بمقياس متعدد. لا يوجد وضع دائم، مما يعني أن كل شيء على ما يرام.
بعد ذلك، تحتاج إلى ضبط التيار الهادئ (75-90 مللي أمبير): للقيام بذلك، قم بتقصير دائرة الإدخال إلى الأرض، ولا تقم بتوصيل الحمل! اضبط المقياس المتعدد على وضع 200 مللي فولت وقم بتوصيل المجسات بمجمعات ترانزستورات الإخراج. (مميزة بالنقاط الحمراء في الصورة)

بعد ذلك، من خلال تدوير المقاوم R15 ببطء، تحتاج إلى ضبط 40-45 مللي فولت.

قم بإعداده، الآن يمكنك توصيل مكبر الصوت وتشغيل مكبر الصوت بمستوى صوت منخفض لمدة 10-15 دقيقة. ثم مرة أخرى سوف تحتاج إلى ضبط التيار الهادئ.
حسنًا، هذا كل شيء، يمكنك الاستمتاع به!

إليك مقطع فيديو لمكبر الصوت أثناء العمل:

مساء الخير عزيزي هابراوزر، أريد أن أخبرك عن أساسيات بناء مكبرات الصوت. أعتقد أن هذه المقالة ستكون مثيرة للاهتمام بالنسبة لك إذا لم تكن قد عملت مطلقًا في مجال الإلكترونيات الراديوية، وبالطبع ستكون مضحكة لأولئك الذين لم ينفصلوا أبدًا عن مكواة اللحام. ولذا سأحاول التحدث عن هذا الموضوع ببساطة قدر الإمكان، ولسوء الحظ، حذف بعض الفروق الدقيقة.

مضخم الصوت أو مضخم التردد المنخفض، من أجل فهم كيفية عمله وسبب وجود الكثير من الترانزستورات والمقاومات والمكثفات، عليك أن تفهم كيفية عمل كل عنصر ومحاولة معرفة كيفية ترتيب هذه العناصر. من أجل تجميع مضخم بدائي، سنحتاج إلى ثلاثة أنواع من العناصر الإلكترونية: المقاومات والمكثفات، وبالطبع الترانزستورات.

المقاوم

لذا فإن مقاوماتنا تتميز بمقاومتها للتيار الكهربائي وتقاس هذه المقاومة بالأوم. كل معدن أو سبيكة معدنية موصلة للكهرباء لها مقاومتها الخاصة. إذا أخذنا سلكًا بطول معين ومقاومته عالية، فسنحصل على مقاوم ملفوف سلكي حقيقي. لجعل المقاوم مضغوطًا، يمكن لف السلك حول الإطار. بهذه الطريقة نحصل على مقاوم ملفوف سلكيًا، لكن له عددًا من العيوب، لذلك عادةً ما تكون المقاومات مصنوعة من مادة سيراميك معدنية. هذه هي الطريقة التي يتم بها تعيين المقاومات على المخططات الكهربائية:

تم اعتماد النسخة العليا من التسمية في الولايات المتحدة الأمريكية، والنسخة السفلية في روسيا وأوروبا.

مكثف

يتكون المكثف من لوحين معدنيين مفصولين بمادة عازلة. إذا قمنا بتطبيق جهد ثابت على هذه اللوحات، فسيظهر مجال كهربائي، والذي، بعد إيقاف تشغيل الطاقة، سيحافظ على الشحنات الإيجابية والسلبية على اللوحات، على التوالي.

يعتمد تصميم المكثف على لوحتين موصلتين، يوجد بينهما عازل

بهذه الطريقة، يكون المكثف قادرًا على تجميع الشحنات الكهربائية. تسمى هذه القدرة على تجميع الشحنة الكهربائية بالسعة الكهربائية، وهي المعلمة الرئيسية للمكثف. يتم قياس السعة الكهربائية بالفاراد. ومن المميز أيضًا أنه عندما نقوم بشحن مكثف أو تفريغه، يتدفق تيار كهربائي عبره. ولكن بمجرد شحن المكثف يتوقف عن تمرير التيار الكهربائي، وذلك لأن المكثف قد قبل شحنة مصدر الطاقة، أي أن جهد المكثف ومصدر الطاقة متساويان، وإذا كان هناك ولا يوجد فرق جهد (جهد)، ولا يوجد تيار كهربائي. وبالتالي، فإن المكثف المشحون لا يمرر تيارًا كهربائيًا مباشرًا، ولكنه يسمح بالتيار المتردد، لأنه عند توصيله بتيار كهربائي متناوب، سيتم شحنه وتفريغه باستمرار. في المخططات الكهربائية تم تحديده على النحو التالي:

الترانزستور

في مكبر الصوت الخاص بنا سوف نستخدم أبسط الترانزستورات ثنائية القطب. يتكون الترانزستور من مادة شبه موصلة. الخاصية التي نحتاجها لهذه المادة هي وجود ناقلات مجانية لكل من الشحنات الإيجابية والسلبية. اعتمادًا على الشحنات الأكبر، تنقسم أشباه الموصلات إلى نوعين حسب الموصلية: ن-النوع و ص-النوع (ن-سلبي، ف-إيجابي). الشحنات السالبة هي الإلكترونات المنطلقة من الأغلفة الخارجية للذرات في الشبكة البلورية، أما الشحنات الموجبة فهي ما يسمى بالثقوب. الثقوب عبارة عن مساحات شاغرة تبقى في أغلفة الإلكترونات بعد مغادرة الإلكترونات لها. تقليديًا، نشير إلى الذرات التي لها إلكترون في المدار الخارجي بدائرة زرقاء بعلامة الطرح، والذرات التي لها مكان شاغر بدائرة فارغة:


ويتكون كل ترانزستور ثنائي القطب من ثلاث مناطق من أشباه الموصلات، وتسمى هذه المناطق القاعدة والباعث والمجمع.


دعونا نلقي نظرة على مثال لكيفية عمل الترانزستور. للقيام بذلك، قم بتوصيل بطاريتين 1.5 و 5 فولت بالترانزستور، مع الإشارة الموجبة إلى الباعث والناقص إلى القاعدة والمجمع، على التوالي (انظر الشكل):

سيظهر مجال كهرومغناطيسي عند الاتصال بين القاعدة والباعث، والذي يسحب الإلكترونات حرفيًا من المدار الخارجي للذرات الأساسية وينقلها إلى الباعث. تترك الإلكترونات الحرة وراءها ثقوبًا وتحتل أماكن شاغرة بالفعل في الباعث. هذا المجال الكهرومغناطيسي نفسه له نفس التأثير على ذرات المجمع، وبما أن القاعدة الموجودة في الترانزستور رقيقة جدًا بالنسبة للباعث والمجمع، فإن إلكترونات المجمع تمر بسهولة عبره إلى الباعث، وبكميات أكبر بكثير من من القاعدة.

إذا قمنا بإيقاف تشغيل الجهد من القاعدة، فلن يكون هناك مجال كهرومغناطيسي، وستعمل القاعدة كعازل كهربائي، وسيتم إغلاق الترانزستور. وبالتالي، من خلال تطبيق جهد منخفض بما فيه الكفاية على القاعدة، يمكننا التحكم في الجهد العالي المطبق على الباعث والمجمع.

الترانزستور الذي نظرنا فيه pnp-نوع، لأنه لديه اثنان ص-مناطق وواحدة ن-منطقة. هناك أيضا npn-الترانزستورات مبدأ التشغيل فيها هو نفسه، لكن التيار الكهربائي يتدفق فيها في اتجاه معاكس لذلك الذي في الترانزستور الذي تناولناه. هذه هي الطريقة التي يتم بها الإشارة إلى الترانزستورات ثنائية القطب في المخططات الكهربائية، ويشير السهم إلى اتجاه التيار:

ULF

حسنًا، دعونا نحاول تصميم مضخم صوت منخفض التردد من كل هذا. أولاً، نحتاج إلى إشارة سنقوم بتضخيمها، ويمكن أن تكون بطاقة صوت للكمبيوتر أو أي جهاز صوت آخر ذي خرج خطي. لنفترض أن إشارتنا ذات سعة قصوى تبلغ حوالي 0.5 فولت عند تيار 0.2 أمبير، شيء من هذا القبيل:

ولكي يعمل أبسط مكبر صوت بقدرة 4 أوم 10 وات، نحتاج إلى زيادة سعة الإشارة إلى 6 فولت عند القوة الحالية أنا = ش / ر= 6 / 4 = 1.5 أ.

لذلك، دعونا نحاول توصيل إشارتنا بالترانزستور. تذكر دائرتنا التي تحتوي على ترانزستور وبطاريتين، والآن بدلاً من بطارية 1.5 فولت لدينا إشارة خرج خط. يعمل المقاوم R1 كحمل بحيث لا يكون هناك ماس كهربائى ولا يحترق الترانزستور الخاص بنا.

ولكن هنا تنشأ مشكلتان في وقت واحد، أولا الترانزستور الخاص بنا npn- نوع، ويفتح فقط عندما تكون قيمة نصف الموجة موجبة، ويغلق عندما تكون قيمة نصف الموجة سالبة.

ثانيًا: الترانزستور، كأي جهاز شبه موصل، له خصائص غير خطية من حيث الجهد والتيار، وكلما انخفضت قيم التيار والجهد، زادت قوة هذه التشوهات:

ليس هناك فقط نصف موجة متبقية من إشارتنا، ولكنها ستكون مشوهة أيضًا:

هذا هو ما يسمى تشويه نوع الخطوة.

للتخلص من هذه المشاكل، نحن بحاجة إلى تحويل إشارتنا إلى منطقة عمل الترانزستور، حيث سوف يتناسب جيب الإشارة بالكامل وستكون التشوهات غير الخطية ضئيلة. للقيام بذلك، يتم تطبيق جهد متحيز، مثلاً 1 فولت، على القاعدة باستخدام مقسم جهد مكون من مقاومتين R2 وR3.

وستبدو إشارتنا التي تدخل الترانزستور كما يلي:

نحن الآن بحاجة إلى إزالة إشارتنا المفيدة من مجمع الترانزستور. للقيام بذلك، قم بتثبيت المكثف C1:

كما نتذكر، يسمح المكثف بمرور التيار المتردد ولا يسمح بمرور التيار المباشر، لذلك سيكون بمثابة مرشح يمرر فقط إشارتنا المفيدة - موجة جيبية لدينا. وسيتم تبديد المكون الثابت الذي لم يمر عبر المكثف بواسطة المقاوم R1. يميل التيار المتردد، إشارتنا المفيدة، إلى المرور عبر المكثف، لذا فإن مقاومة المكثف له لا تذكر مقارنة بالمقاومة R1.

هذه هي مرحلة الترانزستور الأولى لمكبر الصوت الخاص بنا. ولكن هناك نوعان من الفروق الدقيقة الصغيرة:

نحن لا نعرف بنسبة 100% ما هي الإشارة التي تدخل مكبر الصوت، وماذا لو كان مصدر الإشارة معيبًا، يمكن أن يحدث أي شيء، ومرة ​​أخرى تمر الكهرباء الساكنة أو الجهد الثابت جنبًا إلى جنب مع الإشارة المفيدة. قد يتسبب هذا في عدم عمل الترانزستور بشكل صحيح أو حتى كسره. للقيام بذلك، سنقوم بتثبيت مكثف C2 مثل المكثف C1، وسوف يمنع التيار الكهربائي المباشر، ولن تسمح السعة المحدودة للمكثف بالمرور عبر قمم السعة الكبيرة، مما قد يؤدي إلى تلف الترانزستور. تحدث زيادات الطاقة هذه عادةً عند تشغيل الجهاز أو إيقاف تشغيله.

والفارق الدقيق الثاني هو أن أي مصدر إشارة يتطلب حملًا معينًا (مقاومة). ولذلك، فإن مقاومة المدخلات للشلال مهمة بالنسبة لنا. لضبط مقاومة الدخل، أضف المقاوم R4 إلى دائرة الباعث:

الآن عرفنا الغرض من كل مقاومة ومكثف في مرحلة الترانزستور. دعونا الآن نحاول حساب قيم العناصر التي يجب استخدامها لذلك.

البيانات الأولية:

• ش= 12 فولت - جهد الإمداد؛
• ش باي~ 1 فولت - جهد قاعدة الباعث لنقطة تشغيل الترانزستور ؛

نختار الترانزستور المناسب لنا npn-الترانزستور 2N2712

• بماكس= 200 ميغاواط - الحد الأقصى لتبديد الطاقة؛
• ايماكس= 100 مللي أمبير - الحد الأقصى لتيار المجمع الثابت؛
• اوماكس= 18 فولت - الحد الأقصى المسموح به لقاعدة جامع الجهد / باعث المجمع (لدينا جهد إمداد يبلغ 12 فولت ، لذلك هناك ما يكفي لتجنيبها) ؛
• يو إب= 5 فولت - الحد الأقصى المسموح به لجهد قاعدة الباعث (الجهد لدينا هو 1 فولت ± 0.5 فولت)؛
• ح21= 75-225 - عامل تضخيم التيار الأساسي، يتم قبول الحد الأدنى للقيمة - 75؛

1. نحسب الحد الأقصى للطاقة الساكنة للترانزستور، وهي أقل بنسبة 20٪ من الحد الأقصى لتبديد الطاقة، بحيث لا يعمل الترانزستور الخاص بنا في حدود قدراته:

   ف ست ماكس = 0,8*بماكس= 0.8 * 200 ميجاوات = 160 ميجاوات؛

2. دعونا نحدد تيار المجمع في الوضع الثابت (بدون إشارة)، على الرغم من عدم وصول الجهد إلى القاعدة من خلال الترانزستور، إلا أن التيار الكهربائي لا يزال يتدفق إلى حد ما.

   أنا ك0 =ف ست ماكس / يو كه، أين يو كه- جهد تقاطع المجمع والباعث. يتبدد نصف جهد الإمداد على الترانزستور، بينما يتبدد النصف الثاني على المقاومات:

   يو كه = ش / 2;

   أنا ك0 = ف ست ماكس / (ش/ 2) = 160 ميجاوات / (12 فولت / 2) = 26.7 مللي أمبير؛

3. الآن دعونا نحسب مقاومة الحمل، في البداية كان لدينا مقاوم واحد R1، والذي أدى هذا الدور، ولكن بما أننا أضفنا المقاوم R4 لزيادة مقاومة الدخل للسلسلة، فإن مقاومة الحمل الآن ستكون مجموع R1 و R4:

   ص ن = ر1 + ر4، أين ص ن- مقاومة الحمل الكلي.

   عادةً ما تكون النسبة بين R1 وR4 من 1 إلى 10:

   ر1 =ر4*10;

   دعونا نحسب مقاومة الحمل:

   ر1 + ر4 = (ش / 2) / أنا ك0= (12 فولت / 2) / 26.7 مللي أمبير = (12 فولت / 2) / 0.0267 أ = 224.7 أوم؛

   أقرب قيم المقاوم هي 200 و 27 أوم. ر1= 200 أوم، أ ر4= 27 أوم.

4. الآن لنجد الجهد عند مجمع الترانزستور بدون إشارة:

   يو ك0 = (يو كه0 + أنا ك0 * ر4) = (ش - أنا ك0 * ر1) = (12 فولت -0.0267 أمبير * 200 أوم) = 6.7 فولت؛

5. تيار قاعدة التحكم بالترانزستور:

   أنا ب = أنا ل / ح21، أين أنا ل- تيار جامع؛

   أنا ل = (ش / ص ن);

   أنا ب = (ش / ص ن) / ح21= (12 فولت / (200 أوم + 27 أوم)) / 75 = 0.0007 أ = 0.07 مللي أمبير؛

6. يتم تحديد إجمالي تيار القاعدة بواسطة جهد انحياز القاعدة، والذي يتم ضبطه بواسطة المقسم R2و ر3. يجب أن يكون التيار المحدد بواسطة المقسم أكبر من 5 إلى 10 مرات من تيار التحكم الأساسي ( أنا ب) ، بحيث لا يؤثر تيار التحكم الأساسي نفسه على جهد التحيز. وبالتالي، بالنسبة لقيمة المقسم الحالية ( أنا الحالات) نقبل 0.7 مللي أمبير ونحسب R2و ر3:

   R2 + ر3 = ش / أنا الحالات= 12 فولت / 0.007 = 1714.3 أوم

7. الآن دعونا نحسب الجهد عند الباعث عند بقية الترانزستور ( ش ه):

   ش ه = أنا ك0 * ر4= 0.0267 أ * 27 أوم = 0.72 فولت

   نعم، أنا ك0جامع التيار الهادئ، ولكن نفس التيار يمر أيضًا عبر الباعث، لذلك أنا ك0يعتبر التيار الهادئ للترانزستور بأكمله.

8. نحسب الجهد الكلي في القاعدة ( يو ب) مع الأخذ في الاعتبار الجهد التحيز ( يو سم= 1 فولت):

   يو ب = ش ه + يو سم= 0.72 + 1 = 1.72 فولت

   الآن، باستخدام صيغة مقسم الجهد، نجد قيم المقاومة R2و ر3:

   ر3 = (R2 + ر3) * يو ب / ش= 1714.3 أوم * 1.72 فولت / 12 فولت = 245.7 أوم؛

   أقرب قيمة للمقاوم هي 250 أوم؛

   R2 = (R2 + ر3) - ر3= 1714.3 أوم - 250 أوم = 1464.3 أوم؛

   نختار قيمة المقاوم في اتجاه التناقص الأقرب R2= 1.3 كيلو أوم.

9. المكثفات ج1و ج2يتم ضبطه عادةً على 5 ميكروفاراد على الأقل. يتم اختيار السعة بحيث لا يتوفر للمكثف الوقت لإعادة الشحن.

خاتمة

عند إخراج الشلال، نتلقى إشارة مضخمة نسبيًا في كل من التيار والجهد، أي في الطاقة. لكن مرحلة واحدة لا تكفينا لتحقيق المكسب المطلوب، لذا سيتعين علينا أن نضيف التي تليها والتي تليها... وهكذا.

الحساب المدروس سطحي إلى حد ما ولا يتم استخدام دائرة التضخيم هذه بالطبع في بناء مكبرات الصوت ؛ ويجب ألا ننسى نطاق الترددات المرسلة والتشويه وغير ذلك الكثير.

كانت هناك بالفعل منشورات على حبري حول مكبرات الصوت الأنبوبية التي تصنعها بنفسك، والتي كانت ممتعة جدًا للقراءة. ليس هناك شك في أن صوتهم رائع، ولكن للاستخدام اليومي من الأسهل استخدام جهاز مزود بالترانزستورات. تعتبر الترانزستورات أكثر ملاءمة لأنها لا تتطلب التسخين قبل التشغيل كما أنها أكثر متانة. ولن يخاطر الجميع ببدء ملحمة أنبوبية بقدرات أنود تبلغ 400 فولت، لكن محولات الترانزستور التي تبلغ قوتها بضع عشرات من الفولتات أكثر أمانًا ويمكن الوصول إليها ببساطة.

كدائرة لإعادة الإنتاج، اخترت دائرة من جون لينسلي هود من عام 1969، مع أخذ معلمات المؤلف بناءً على مقاومة مكبرات الصوت ذات الـ 8 أوم.

لا تزال الدائرة الكلاسيكية التي صممها مهندس بريطاني، والتي تم نشرها منذ ما يقرب من 50 عامًا، واحدة من أكثر الدوائر القابلة للتكرار وتتلقى مراجعات إيجابية للغاية. هناك تفسيرات كثيرة لذلك:
- الحد الأدنى لعدد العناصر يبسط عملية التثبيت. ويُعتقد أيضًا أنه كلما كان التصميم أبسط، كان الصوت أفضل؛
- على الرغم من وجود ترانزستورات خرج، إلا أنه لا يلزم تصنيفهما إلى أزواج تكميلية؛
- مخرج 10 وات يكفي للمساكن البشرية العادية، وحساسية الإدخال 0.5-1 فولت تتوافق جيدًا مع إخراج معظم بطاقات الصوت أو المشغلات؛
- الفئة أ - وهي أيضًا الفئة أ في أفريقيا، إذا كنا نتحدث عن الصوت الجيد. سيتم مناقشة المقارنة مع الفئات الأخرى أدناه.

تصميم داخلي

يبدأ مكبر الصوت بالطاقة. من الأفضل فصل قناتين للاستريو باستخدام محولين مختلفين، لكنني اقتصرت على محول واحد بملفين ثانويين. بعد هذه اللفات، توجد كل قناة لوحدها، لذلك يجب ألا ننسى أن نضرب في اثنين كل ما هو مذكور أدناه. على اللوح نصنع الجسور باستخدام صمامات شوتكي للمقوم.

من الممكن مع الثنائيات العادية أو حتى الجسور الجاهزة، ولكن بعد ذلك يجب تجاوزها بالمكثفات، ويكون انخفاض الجهد عبرها أكبر. بعد الجسور توجد مرشحات CRC تتكون من مكثفين سعة 33000 فائق التوهج ومقاوم 0.75 أوم بينهما. إذا استخدمت سعة ومقاومًا أصغر، فسيصبح مرشح CRC أرخص وتسخن أقل، لكن التموج سيزداد، وهو أمر ليس بالأمر السهل. هذه المعلمات، IMHO، معقولة من وجهة نظر تأثير السعر. هناك حاجة إلى مقاوم أسمنتي قوي للمرشح؛ عند تيار هادئ يصل إلى 2A، سوف يبدد 3 واط من الحرارة، لذلك من الأفضل تناوله بهامش 5-10 واط. بالنسبة للمقاومات المتبقية في الدائرة، ستكون 2 واط من الطاقة كافية تمامًا.

بعد ذلك ننتقل إلى لوحة مكبر الصوت نفسها. تبيع المتاجر عبر الإنترنت الكثير من المجموعات الجاهزة، ولكن لا توجد شكاوى أقل حول جودة المكونات الصينية أو التخطيطات الأمية على اللوحات. لذلك، من الأفضل أن تفعل ذلك بنفسك، حسب تقديرك الخاص. لقد قمت بإنشاء كلتا القناتين على لوحة تجارب واحدة حتى أتمكن لاحقًا من إرفاقها بأسفل العلبة. التشغيل مع عناصر الاختبار:

كل شيء ما عدا ترانزستورات الإخراج Tr1/Tr2 موجود على اللوحة نفسها. يتم تثبيت ترانزستورات الإخراج على مشعات، المزيد عن ذلك أدناه. ينبغي إبداء الملاحظات التالية على مخطط المؤلف من المقال الأصلي:

ليس كل شيء يحتاج إلى اللحام بإحكام مرة واحدة. من الأفضل أولاً إعداد المقاومات R1 وR2 وR6 كأدوات تشذيب، وفك لحامها بعد كل التعديلات، وقياس مقاومتها ولحام المقاومات الثابتة النهائية بنفس المقاومة. يأتي الإعداد إلى العمليات التالية. أولاً، باستخدام R6، يتم ضبطه بحيث يكون الجهد بين X والصفر هو بالضبط نصف الجهد +V والصفر. في إحدى القنوات، لم يكن لدي ما يكفي من 100 كيلو أوم، لذلك من الأفضل أن تأخذ أدوات التشذيب هذه باحتياطي. بعد ذلك، باستخدام R1 وR2 (الحفاظ على النسبة التقريبية!) يتم ضبط التيار الهادئ - قمنا بضبط جهاز الاختبار لقياس التيار المباشر وقياس هذا التيار عند نقطة الإدخال الإيجابية لمصدر الطاقة. اضطررت إلى تقليل مقاومة كلا المقاومتين بشكل كبير للحصول على التيار الهادئ المطلوب. إن التيار الهادئ لمكبر الصوت من الفئة A هو الحد الأقصى، وفي الواقع، في حالة عدم وجود إشارة دخل، يتحول كل ذلك إلى طاقة حرارية. بالنسبة لمكبرات الصوت 8 أوم، يجب أن يكون هذا التيار، وفقًا لتوصية المؤلف، 1.2 أمبير بجهد 27 فولت، مما يعني 32.4 واط من الحرارة لكل قناة. نظرًا لأن ضبط التيار يمكن أن يستغرق عدة دقائق، يجب أن تكون ترانزستورات الخرج موجودة بالفعل على مشعات التبريد، وإلا فسوف ترتفع درجة حرارتها وتموت بسرعة. لأنها ساخنة في الغالب.

من الممكن، كتجربة، أن ترغب في مقارنة صوت الترانزستورات المختلفة، بحيث يمكنك أيضًا ترك إمكانية الاستبدال المناسب لها. لقد جربت 2N3906 وKT361 وBC557C عند الإدخال، وكان هناك اختلاف طفيف لصالح الأخير. في فترة ما قبل عطلة نهاية الأسبوع، جربنا KT630 ​​وBD139 وKT801، واستقرينا على المنتجات المستوردة. على الرغم من أن جميع الترانزستورات المذكورة أعلاه جيدة جدًا، إلا أن الاختلاف قد يكون شخصيًا إلى حد ما. عند الإخراج، قمت على الفور بتثبيت 2N3055 (ST Microelectronics)، لأن الكثير من الناس يحبونهم.

عند ضبط وخفض مقاومة مكبر الصوت، قد يزيد تردد القطع منخفض التردد، لذلك بالنسبة لمكثف الإدخال، من الأفضل عدم استخدام 0.5 ميكروفاراد، ولكن 1 أو حتى 2 ميكروفاراد في فيلم بوليمر. لا يزال هناك مخطط صورة روسي لـ "مضخم صوت فائق الخط من الفئة A" يطفو على الإنترنت، حيث يُقترح عمومًا هذا المكثف بـ 0.1 فائق التوهج، وهو محفوف بقطع كل صوت الجهير عند 90 هرتز:

يكتبون أن هذه الدائرة ليست عرضة للإثارة الذاتية، ولكن فقط في حالة وضع دائرة Zobel بين النقطة X والأرض: R 10 Ohm + C 0.1 μF.
- الصمامات، يمكن ويجب تركيبها على المحول وعلى مدخلات الطاقة للدائرة.
- سيكون من المناسب جدًا استخدام المعجون الحراري لتحقيق أقصى قدر من الاتصال بين الترانزستور والمبدد الحراري.

تشغيل المعادن والنجارة

الآن عن الجزء الأكثر صعوبة تقليديًا في الأعمال اليدوية - الجسم. يتم تحديد أبعاد العلبة بواسطة المشعات، وفي الفئة (أ) يجب أن تكون كبيرة، تذكر حوالي 30 واط من الحرارة على كل جانب. في البداية، قللت من تقدير هذه القوة وصنعت حالة مع مشعات متوسطة تبلغ 800 سم مربع لكل قناة. ومع ذلك، مع ضبط التيار الهادئ على 1.2 أمبير، تم تسخينها حتى 100 درجة مئوية في 5 دقائق فقط، وأصبح من الواضح أن هناك حاجة إلى شيء أكثر قوة. أي أنك تحتاج إما إلى تركيب مشعات أكبر أو استخدام مبردات. لم أكن أرغب في صنع طائرة كوادكوبتر، لذلك اشتريت طائرة HS 135-250 العملاقة والجميلة بمساحة 2500 سم² لكل ترانزستور. كما أظهرت الممارسة، تبين أن هذا الإجراء مبالغ فيه بعض الشيء، ولكن الآن يمكن لمس مكبر الصوت بأمان بيديك - درجة الحرارة 40 درجة مئوية فقط حتى في وضع الراحة. أصبح حفر ثقوب في المشعات للحوامل والترانزستورات مشكلة كبيرة - فقد تم حفر المثاقب المعدنية الصينية التي تم شراؤها في البداية ببطء شديد، وكان من الممكن أن يستغرق كل ثقب نصف ساعة على الأقل. جاءت أدوات الكوبالت للإنقاذ بزاوية شحذ تبلغ 135 درجة من مصنع ألماني معروف - حيث يتم تمرير كل ثقب في بضع ثوانٍ!

لقد صنعت الجسم نفسه من زجاج شبكي. نطلب على الفور قطع المستطيلات من الزجاج، ونقوم بعمل الثقوب اللازمة للتثبيت فيها ونرسمها على الجانب الخلفي بالطلاء الأسود.

يبدو زجاج شبكي مطلي على الجانب الخلفي جميلًا جدًا. الآن كل ما تبقى هو تجميع كل شيء والاستمتاع بالموسيقى... أوه نعم، أثناء التجميع النهائي، من المهم أيضًا توزيع الأرض بشكل صحيح لتقليل الخلفية. كما تم اكتشافه قبل عقود من الزمن، يجب أن يكون C3 متصلاً بأرض الإشارة، أي بأرضية الإشارة. إلى ناقص المدخلات والمدخلات، ويمكن إرسال جميع السلبيات الأخرى إلى "النجم" بالقرب من مكثفات المرشح. إذا تم كل شيء بشكل صحيح، فلن تتمكن من سماع أي خلفية، حتى لو قمت بإحضار أذنك إلى السماعة بأقصى مستوى صوت. ميزة "أرضية" أخرى نموذجية لبطاقات الصوت غير المعزولة غلفانيًا عن الكمبيوتر هي التداخل من اللوحة الأم، والذي يمكن أن يمر عبر USB وRCA. إذا حكمنا من خلال الإنترنت، فإن المشكلة تحدث بشكل متكرر: في مكبرات الصوت، يمكنك سماع أصوات محرك الأقراص الثابتة والطابعة والماوس ومصدر الطاقة الخلفي لوحدة النظام. في هذه الحالة، أسهل طريقة لكسر الحلقة الأرضية هي تغطية الوصلة الأرضية على قابس مكبر الصوت بشريط كهربائي. ليس هناك ما يدعو للخوف هنا، لأن... ستكون هناك حلقة أرضية ثانية عبر الكمبيوتر.

لم أقم بالتحكم في مستوى الصوت على مكبر الصوت، لأنني لم أتمكن من الحصول على أي ALPS عالي الجودة، ولم يعجبني سرقة مقاييس الجهد الصينية. وبدلاً من ذلك، تم تركيب مقاومة عادية تبلغ 47 كيلو أوم بين الأرض وإشارة الدخل. علاوة على ذلك، فإن المنظم الموجود على بطاقة الصوت الخارجية يكون دائمًا في متناول اليد، كما يحتوي كل برنامج أيضًا على شريط تمرير. مشغل الفينيل فقط لا يحتوي على تحكم في مستوى الصوت، لذا للاستماع إليه، قمت بتوصيل مقياس الجهد الخارجي بكابل التوصيل.

أستطيع تخمين هذه الحاوية في 5 ثواني...

وأخيرا، يمكنك البدء في الاستماع. مصدر الصوت هو Foobar2000 → ASIO → خارجي Asus Xonar U7. مكبرات الصوت ميكرولاب برو3. الميزة الرئيسية لهذه السماعات هي كتلة منفصلة من مكبر الصوت الخاص بها على شريحة LM4766، والتي يمكن إزالتها على الفور في مكان ما. بدا مكبر الصوت من نظام باناسونيك المصغر مع نقش Hi-Fi الفخور أو مكبر الصوت من مشغل Vega-109 السوفيتي أكثر إثارة للاهتمام مع هذه الصوتيات. يعمل كلا الجهازين المذكورين أعلاه في الفئة AB. JLH، المقدمة في المقال، تغلبت على جميع الرفاق المذكورين أعلاه ببوابة صغيرة واحدة، وفقا لنتائج الاختبار الأعمى لثلاثة أشخاص. ورغم أن الفرق كان مسموعاً للأذن المجردة ودون أي اختبارات، إلا أن الصوت كان أكثر تفصيلاً وشفافية بشكل واضح. من السهل جدًا، على سبيل المثال، سماع الفرق بين MP3 بسرعة 256 كيلوبت في الثانية وFLAC. كنت أعتقد أن التأثير الخالي من الخسارة كان أشبه بالعلاج الوهمي، لكن رأيي تغير الآن. وبالمثل، أصبح الاستماع إلى الملفات غير المضغوطة بسبب ارتفاع الصوت أكثر متعة - فالنطاق الديناميكي الأقل من 5 ديسيبل ليس جليدًا على الإطلاق. تستحق شركة Linsley-Hood استثمار الوقت والمال، لأن مكبر الصوت ذو العلامة التجارية المشابهة سيكلف أكثر بكثير.

التكاليف المادية

محول 2200 فرك.
ترانزستورات الإخراج (6 قطع مع احتياطي) 900 فرك.
مكثفات المرشح (4 قطع) 2700 فرك.
"Rassypukha" (المقاومات والمكثفات الصغيرة والترانزستورات والثنائيات) ~ 2000 فرك.
مشعات 1800 فرك.
زجاج شبكي 650 فرك.
طلاء 250 فرك.
موصلات 600 فرك.
الألواح والأسلاك واللحام الفضي وما إلى ذلك. ~ 1000 فرك.
المجموع ~ 12100 فرك.