Mini-äänivahvistinpiirit

Tässä artikkelissa keskustelemme kourallisesta mini-audiovahvistinpiiristä, joka voidaan rakentaa nopeasti erittäin pienien tulosignaalien vahvistamiseksi kaiutinlähdöiksi.

1) 1 watin vahvistinpiiri

Ensimmäinen mini-audiovahvistinpiiri toimii 'täydentävän' ulostulovaiheen kanssa, jolla on yksi NPN ja yksi PNP-tehotransistori, joka poistaa eron vanhemmissa vahvistinmalleissa yleisesti havaitusta lähtömuuntajasta. Teho on noin 1 W, melko vääristymällä. Tulosignaali siirretään äänenvoimakkuuden säätimen RV1 kautta ja seuraavaksi C1: n kautta Q1-tukiasemaan.

Keräimen kuormitus Q1: lle koostuu R1: stä, R5: stä yhdessä kaiuttimen kanssa. Q1: n kollektorijännite on noin 50% syöttöjännitteestä, ts. 4V5. Q2- ja Q3-emäkset ovat samalla jännitteellä (melko paljon) kuin Q1-kollektorilla, koska R1-arvo on hyvin pieni (68R).

Q2: n leikkauspisteessä Q3-emitterit voivat myös olla jännitteitä, jotka ovat melkein 4V5, R3 ja R4, sekä erittäin pieniarvoisia vastuksia Q2: n ja Q3: n läpi kulkevan virran ohjaamiseksi. Jos vahvistettu tulosignaali on korkeintaan 4 V5, Q2 kytketään pois päältä (koska tukiasema todennäköisesti on pienemmällä jännitteellä kuin emitterinsä), Q3 voi kuitenkin edelleen siirtää signaalia.

Heti kun Q1 vahvistaa signaalin 4V5: n kautta, tilanne muuttuu, Q2 kytkeytyy päälle ja Q3 sammuu.

Signaalit sekoitetaan Q2: n ja Q3: n yhteisessä emitteriliitoksessa ja siirretään kaiuttimeen suuren elektrolyyttikondensaattorin C2 avulla. Pienempi arvo C2-kondensaattorille voi aiheuttaa heikon taajuusvasteen.

Negatiivista palautetta tarjoavat R5 ja R2, jotka takaavat vakauden minimoimalla vahvistuksen marginaalisesti. R1 on sisällytetty saadakseen pienen määrän perusjännitystä Q2: lle ja Q3: lle. Paljon paremmat sijoittelut käyttävät termistoreita tai diodeja suojautumaan lämpöpurkauksilta, jotka voivat vahingoittaa lähtötransistoriparia.

Negatiivinen näkökohta on transistorin DC-kytkentä, jossa jos yksi tietty transistori muuttaa ominaisuuksiaan, vaikutus voi olla tuhoisa! Tämän vuoksi lähtötransistoriparin on oltava oikein sovitettu pari. Joitakin muita variantteja voitaisiin testata, koska myös ne on sovitettu oikein identtisen hFE: n kanssa.

2) Pieni vahvistin kuulolaitteille

Kun halpa ja likainen audio-minivahvistinpiiri on etsimäsi, voit todennäköisesti testata tämän pienen laitteen. Useiden muiden tekijöiden joukossa voidaan tottua lisäämään kuulokkeiden tehoa kuulovammaisille. Piiri on yksinkertainen kaksoistransistori, äänivahvistin. Ensimmäinen transistori, Q1, toimii kuin keskivahvistuksen esivahvistin, joka saa signaalinsa C1: stä toimimalla kuin DC-esto.

Transistori Q1 vahvistaa signaalin ja ohjaa sen C2: een. Se transistori} seuraavaksi syöttää signaalin Q2: een, joka on konfiguroitu kuten tehovahvistinvaihe. Tämä vaihe vahvistaa signaalia vielä enemmän, ja C3 kytkee sen kohti kaiutinta.

Voit mahdollisesti löytää pienen vääristymän, joka kuitenkin voidaan minimoida testaamalla eri C5-arvoilla pitämällä se ilmoitetulla alueella. Jos tämä ei toimi kunnolla, ota huomioon muut arvot. Siitä huolimatta, miten transistoreiden vahvistus voi vaihdella, se todennäköisesti tarvitsee melko vähän kokeiluja, jotta kaikki asiat toimisivat oikein.

3) Parannettu pienikokoinen kuulolaitteen vahvistinpiiri

4) Puolen watin vahvistinpiiri

Seuraava tässä esitetty pienoiskoossa oleva vahvistinpiiri on melko helppo. Lähtöteho on noin 250 mW, mikä yleensä riittää useimmille sovelluksille ja on yhtä hyvä kuin mikä tahansa tyypillinen transistoriradio. Vääristymämäärä on melko korkea, noin 5%.

Tämä pieni vahvistin on kohtalaisen herkkä ja voi tuottaa 100%: n lähdön, jonka tulo on noin 50 mV. Tuloimpedanssi on noin 50 kt. Perusäänensäätö on integroitu. Vaikka tämä ei oikeastaan ​​ole aktiivinen sävynsäätö passiivisen sijaan, vaikutus on melko riittävä. Äänenvoimakkuuden säätövarsi on kiinnitetty Q1-kantaan DC-estokondensaattorin kautta.

Piiri toimii

Q1 on kytketty kuten hyvin perinteinen yleinen emitterivahvistin, ja R2 toimittaa pohjavirheen ja R3 käyttäytyy kuin keräilijän kuormitus. Tämä vaihe on kytketty suoraan toiseen transistoriin, joka on PNP-tyyppinen. Tällöin Q1: n läpi kulkeva virta tuottaa toisen transistorin esijännityksen. Käytettyjen arvojen mukaan toisen transistorin lähtö kytketään suoraan kaiuttimen kelaan.

Tämä ei ehkä näytä viisasta ajatusta, koska lähtötransistorin valmiustilavirta esijännittää kelaa jatkuvasti joskus hieman sisään tai ulos tyypilliseltä toimintatasolta. Siitä huolimatta, että isoa kaiutinta käytetään, kuten sen pitäisi olla, tällä ei ole juuri mitään vaikutusta, ja koska emme odota suurta Hi-Fi-lähtöä, sillä ei ole merkitystä.

Äänensäätö

Äänensäätö sisältää C2: n ja RV2: n, jotka sattuu olemaan liitetty Q1: n kerääjän / alustan poikki. Kun RV2 on asetettu korkealle vastusarvolle, tällä ei ole juurikaan vaikutusta, mutta minimitasolle asetettuna 100nF aiheuttaa takaisinkytkennän korkeista taajuuksista, jotka yleensä ovat vaiheen ulkopuolella, mikä johtaa niiden täydelliseen peruuttamiseen. Jotta piiri toimisi oikein, R3 olisi määritettävä huolellisesti.

Tässä artikkelissa ilmoitettu arvo on 39 ohmia, joka on vain keskimääräinen alue, ja vaikka se saattaakin toimia hyvin alustavassa asennuksessa piirin toiminnan takaamiseksi, arvo on määritettävä kokeilemalla. Jos se on hyvin pieni, näet suuria volyymikokoonpanoissa äärimmäisiä vääristymiä.

Kun se on liian korkea, nykyinen tyhjennys on todennäköisesti liikaa, vaikka äänen ulostulon laatu on erittäin hyvä. Voidaan löytää muutama menetelmä arvon valitsemiseksi. Ilman yleismittaria arvo on määritettävä pienimmäksi, joka sopii kunnolliseen laatuun.

Jos yleismittariin pääsee käsiksi, se on kytkettävä sarjaan syöttöjännitteen kanssa ja R3 on valittava sen varmistamiseksi, että vahvistimen lepovirta, joka sattuu olemaan virta, joka toimii ilman tulosignaalia, on noin 20 mA.

On ratkaisevan tärkeää, että Q2 asennetaan jäähdytyselementin päälle, koska se voi lämmetä uskomattoman kuumaksi ja voi päästä lämpöraunaan, jos jäähdytyselementtiä ei käytetä. Kaiuttimien impedanssi ei ole todella tärkeä, ja prototyyppikaiuttimissa jopa 8 ohmia ja jopa 80 ohmia kaiuttimet toimivat hyvin. Kaiuttimen impedanssin muuttaminen voi kuitenkin vaatia myös R3-arvon muutosta.

5) 3 V: n perusvahvistinpiiri

Osien määrän vähentämiseksi käytetään suoraa kytkentää Tr1: n ja Tr2: n välillä sekä Tr2: n ja kaiuttimen välillä. Tr1 toimii kuin yhteinen kollektorivahvistin, joka latautuu yhteisen emitterivahvistimen Tr2 kautta. Tr1-emäksen esijännitys uutetaan Tr2: n kerääjästä. Koska tämä on vaiheen ulkopuolella Tr1: n emäksen kanssa, saavutetaan liiallinen määrä stabilointia.

Osa Tr1: n seisovasta kollektorivirrasta kulkee myös Tr2: n kautta alustan läpi emitteriin, mikä tuottaa oleellisen esijännityksen. Negatiivisen palautteen antavat R5 ja R3. R3 antaa palautetta kahden vaiheen kautta ja R5 toteuttaa palautetta lähdön kautta Tr2: n tuloon.

Tämän palautteen vaikutus johtaa uskomattoman tasaiseen vastekäyrään yllättävän matalille taajuuksille. Korkean taajuuden vastetta voitaisiin parantaa huomattavasti vaihtamalla transistorit 2N2907: llä. Tämän laitteen käyttö voi myös lisätä vahvistusta.

Pienikokoinen vahvistinpiiri voi olla loistava FM- tai AM-virittimen ulostulon lisäämiseksi. Jos sinulla on kompakti radio, joka toimii vain kuulokelähdön kanssa, se voi olla tottunut nostamaan äänenvoimakkuutta suunnilleen kaiuttimen tasolle. Voit tehdä tämän vain kytkemällä radion lähdön vahvistimen tuloon.

Tässä vahvistimessa käytettävän kaiuttimen on oltava niin suuri kuin mahdollista, jos mahdollista, 12 tuuman tyyppi kotelon sisällä. Erittäin pienen kaiuttimen toteuttaminen voi johtaa vähän tehottomuuteen johtuen siitä, että käämityksen yli voi liikkua runsaasti virtaa, vaikka tulosignaalia ei ole saatavilla.

Akun kautta käytetty virta tulee olemaan suhteellisen korkea, noin 150 ma. mikä tarkoittaa, että tämän on oltava niin suuri kuin mahdollista.

6) Toinen Mini-vahvistinpiiri, joka toimii 3 V: n kanssa

Tämä minivahvistin voi toimia ilman ongelmia tai virheitä syöttöjännitteiden välillä 3 V - 20 V käyttäen lähdevastuksia:

Syöttöjännite / 2 mA (k ohmia)

Teho, jonka vahvistin voisi tuottaa, määräytyy luonnollisesti syöttöjännitteen ja kaiuttimen vastuksen perusteella, kuten näkyy oheisen taulukon läpi.

Vahvistimen lepotilassa oleva virrankäyttö on välillä 1 mA - 1,5 mA, tarkka suuruus riippuu käytetyistä transistoreista.

Jos lepovirta laskee tämän tietyn rajan yli, on todennäköisesti välttämätöntä säätää R9: n arvoa. Kuten taulukosta käy ilmi, vahvistin toimii tehokkaasti korkean impedanssin kaiuttimien kanssa.

Koska kaiuttimia, joiden impedanssit ovat jopa 200 ohmia, ei voida helposti saada, valinta on yrittää käyttää pienemmän impedanssin kaiutinta, jossa on täydentävä muuntaja.

Esimerkiksi muuntajan kanssa voidaan käyttää 8 ohmin kaiutinta, jonka suhde on noin 5: 1.

Vaikka vahvistimen lähtöteho ei ole kovin suuri, se on kuitenkin riittävä, kun se yhdistetään kohtalaisen tehokkaaseen kaiuttimeen hiljaisen alueen sisällä. Vahvistimen jännitevahvistus on noin 50 ja 3 dB: n kaistanleveys on noin 300 Hz - 6 kHz.

PCB-mallit

1,5 watin erillinen vahvistin

Tämä pieni vahvistinpiiri voi olla kätevä tuki kaikille äänikokeilijoille.

Voi olla tottunut vahvistamaan ja tuottamaan kuultavia impulsseja akustisella alueella toimivien oskillaattoreiden kautta, seuraamaan signaaleja toisen äänivahvistimen kautta, joka voi olla viallinen, vahvistamaan jotakin muuta signaalia hyväksyttävälle tehotasolle mittausta tai releen toimintaa varten jne. jne.

Nykyaikana löytyy paljon integroidun piirin tehovahvistimia, jotka tuottavat 1-3 watin tehoja, vaikka suurin osa niistä vaatii varovaisen piirin asettelun, jotta voit välttää epävakauden (epävakaa vahvistin saattaa täristä ja tuhoutua seurauksena) .

Lisäksi erillinen transistorivahvistin on paljon informatiivisempi, koska jännitteet voitaisiin arvioida saadakseen paremman käsityksen sen toiminnasta.

Siksi esillä oleva pieni vahvistin on kehitetty käyttämällä erillisiä transistoreita, jotka sen lisäksi, että ne ovat paljon vakaampia kuin IC-pohjaiset mallit, soveltuvat täydellisesti käyttäjän vaatimuksiin.

Transistorit Q2, Q4 ja Q5 on sementoitu pieneksi alumiiniksi, joka toimii jäähdytyselementtinä.

Kuinka piiri toimii

Tämä piiri on melko tyypillinen useille äänivahvistimille. Ensisijainen jännitevahvistintransistori Q3 suorittaa toissijaisen ottelun (NPN plus PNP) Q4 ja Q5, jotka ovat puskureita, jotka tuottavat suuren virranvahvistuksen, mutta pienemmät kuin yksikköjännitevahvistus.

Siitä syystä, että Q4: n ja Q5: n emäkset ovat yleensä tarkoituksenmukaisesti kaksi emäsemitteriliitäntää, Q3: ta käytetään näiden BJT: n esijännitteiden asettamiseen.

Transistori Q1 toimii kuin virhevahvistin, joka analysoi tulojännitteen ja jaetun lähtöjännitteen vaihtelun.

Kun vaihtelua on käytännössä mikä tahansa, se syöttää ohjausjännitteen Q3: lle niin, että virhe korjataan.

Lähtöjännite jaetaan suhteella (R6 + R5) / R5, ja siksi laskettu vahvistus tulee olemaan 28, vaikka oikea vahvistus on todennäköisesti jonkin verran pienempi.

Vahvistimen DC-esijännitepisteen määrittää lisäksi Q2, jota R5 ei muuta, ja tämä erotetaan C3: n kautta.

Karkeasti vakion virran ylläpitämiseksi Q3: ssa kondensaattori C6 on sijoitettu varmistamaan R8: n poikki oleva jännite (siten sen läpi kulkeva virta) vakiona. Kondensaattorit C4 ja C5 ovat tottuneet tarjoamaan taajuuskorjausta