УСИЛИТЕЛЬ КОЛЕБАНИЙ ЗВУКОВОЙ ЧАСТОТЫ С ОДНОТАКТНЫМ ВЫХОДНЫМ КАСКАДОМ

May 19, 2010 by admin Комментировать »

Принципиальная схема этого блока приемника (блок 4), который мож­но использовать и как самостоятельный усилитель звуковой частоты для вос­произведения грамзаписи, показан на рис. 23. Его первый каскад на транзисто­ре 4V1 является усилителем напряжения, второй каскад на транзисторе 4V2 — усилителем тока, третий каскад на транзисторе 4V3 — усилителем мощности колебаний звуковой частоты. Все транзисторы работают в режиме класса А, Выходная мощность усилителя около 0,5 В-А, т. е. почти такая же, как у про­мышленных приемников четвертого класса.

Усилитель рассчитан на работу от сетевого блока питания и потребляет ток до 200 мА. При установке блока в корпус приемника он соединяется с ис­точником питания и переменным резистором 1R1. Динамическую головку гром­коговорителя подключают к штепселям, соединенным со вторичной обмоткой выходного трансформатора 4Т1.

Переменный резистор 1R1 блока 1, включенный потенциометром, т. е. де­лителем напряжения, является регулятором громкости. Напряжение звуковой частоты, поступающее на него с детектора радиочастотного блока или от зву-коснимателя, через соединительные контакты и конденсатор 4С1 подается на базу транзистора 4VI. Усиленное транзистором напряжение с его коллектор­ной нагрузки 4R5 через конденсатор 4С4 подается на базу транзистора 4V2. Для лучшего согласования с первым каскадом транзистор 4V2 включен по схе­ме с общим коллектором. Нагрузкой этого транзистора служит резистор 4R9 в цепи эмиттера. С него сигнал звуковой частоты подается непосредственно на базу транзистора 4V3, усиливается им и через выходной трансформатор 4Т1 поступает на динамическую головку 1В1 громкоговорителя.

Трансформатор 4Т1 служит для согласования сравнительно большого вы­ходного сопротивления оконечного каскада усилителя 34 с низкоомной звуко­вой катушкой динамической головки.

clip_image001

Рис. 23. Принципиальная схема усилителя звуковой частоты с од-нотактным выходным каскадом

Резисторы 4R1 и 4R2 образуют делитель напряжения, с которого на базу транзистора 4V1 подается отрицательное напряжение смещения, обеспечива­ющее транзистору работу в режиме А, а резисторы 4R3 и 4R6 являются эле­ментами, стабилизирующими этот режим. Сопротивления этих резисторов по­добраны таким образом, чтобы при отсутствии сигнала на входе усилителя на базе транзистора 4V1 (относительно эмиттера) было напряжение смещения ми­нус 0,1 В. При таком напряжении смещения в коллекторной цепи транзистора течет ток покоя 0,8 … 1 мА.

Режим работы транзисторов второго и третьего каскадов, связь между ко­торыми выбрана непосредственной, определяется делителем напряжения 4R74R8 в базовой цепи транзистора 4V2. С увеличением сопротивления резистора 4R7 коллекторные токи покоя обоих транзисторов уменьшаются, и наоборот. Резистор 4R10 стабилизирует режим работы транзистора 4V3 оконечного каскада. Но он не шунтирован, как резистор 4R6, конденсатором. В связи с этим возникает отрицательная обратная связь по переменному току, ослабляю­щая амплитуду усиливаемого сигнала, но одновременно улучшающая качество работы каскада.

Вторую цепь отрицательной обратной связи образует резистор 4R11. Через него напряжение усиленного сигнала, снимаемое со вторичной обмотки вы­ходного трансформатора, т. е. с выхода усилителя, подается в цепь эмиттера транзистора 4V1 первого каскада. Охватывая все каскады, она уменьшает ис­кажения, вносимые в сигнал усилителем, улучшая тем самым качество его ра­боты в целом.

Резистор 4R4 в базовой цепи транзистора 4V1 первого каскада совместно с конденсатором 4С2 образует развязывающий фильтр, предотвращающий са­мовозбуждение усилителя из-за возможной «паразитной» связи между его вы­ходной и входной цепями через общий источник питания. Причиной такой вред­ной связи могут быть изменения тока в коллекторной цепи транзистора -выход­ного каскада, являющегося основным потребителем энергии источника питания, с частотой усиливаемого сигнала. При этом с такой же частотой несколько изменяется и напряжение в общей цепи питания транзисторов. И если эти ко­лебания напряжения попадут в цепь базы первого транзистора, то усилитель может самовозбудиться. Ячейка 4R44C2 предотвращает это неприятное явле­ние.

Конденсатор 4С5, показанный на схеме штриховыми линиями, необяза­тельный элемент усилителя. Он влияет только на тембр звука.

Детали и конструкция. Вместо транзисторов МП39 (4V1, 4V2) в усилите­ле можно использовать транзисторы серий МП40 — МП42. В первом каскаде следует применить транзистор с наибольшим статическим коэффициентом пере­дачи тока. Коэффициент передачи тока транзистора второго каскада сущест­венного значения не имеет.

Транзистор П213 можно заменить транзисторами серки П214, П215, ГТ701, а также П602, П605, ГТ402, ГТ403.

Транзистор 4V3 оконечного каскада надо установить на теплоотводящем радиаторе из медной или алюминиевой пластины толщиной 1 … 1,5, длиной 80… 85 и шириной 28… 30 мм, изогнуть ее наподобие перевернутой буквы П с отверстиями для выводов электродов. Нижней плоскостью корпуса транзис­тор должен возможно плотнее прилегать к радиатору, но не касаться его вы­водов базы и эмиттера.

clip_image002

Рис. 24. Внешний вид блока 4 и схема соединения его детале на монтажной плате

Резистор 4R10 должен быть рассчитан на мощность рассеяния не менее 1 Вт. Его можно составить из нескольких резисторов меньшей мощности, со­единив их параллельно. В крайнем случае его можно изготовить и самому. От­резок нихромовой или константановой проволоки диаметром 0,1… 0,12 мм, обладающий сопротивлением 5 Ом, наматывают на корпус резистора МЛТ и припаивают к его выводам.

Выходной трансформатор 4Т1 самодельный. Его данные: магнитопровод из пластин НПО, толщина набора 15 мм (площадь сечения среднего керна 1,5 см2); обмотка I содержит 500 витков провода ПЗВ-2 0,2, обмотка II — 90 витков ировода ПЭВ-2 0,7. При сборке магнитоцровода между пакетами Ш-образных и замыкающих пластин оставлен небольшой зазор — проложена полоска плотной бумаги (например, от обложки тетради). Этот зазор нужен для того, чтобы уменьшить подмагничивание магнитопровода постоянной состав­ляющей коллекторного тока транзистора 4V3.

Внешний вид и монтажная схема блока показаны на рис. 24. В передней части плата имеет три контакта: два крайних служат для соединения с блоком питания, средний — с движком переменного резистора 1R1 блока 1.

Налаживание. Прежде всего сверьте монтаж усилителя с его принципиаль­ной схемой — нет ли ошибок? Затем, временно соединив проводниками усили­тель с блоком питания, измерьте токи коллекторов транзисторов, начиная с транзистора выходного каскада. На это время резистор 4R3 замкните накорот­ко, чтобы исключить влияние цепи обратной связи.

Места включения миллиамперметра в коллекторные цепи транзисторов на принципиальной схеме обозначены крестиками. Необходимые коллекторные то­ки транзисторов 4V2 и 4V3 устанавливайте подбором резистора 4R7, коллек­торный ток транзистора 4V1 — подбором резистора 4R1. Так, например, для уменьшения коллекторного тока транзистора 4V1 сопротивление резистора 4R1 надо увеличить и, наоборот, уменьшить, если коллекторный ток надо увеличить.

clip_image003

Рис. 25. Схема подгонки режима работы транзистора с помощью переменного ре­зистора

Устанавливать коллекторный ток транзистора удобно с помощью перемен­ного резистора (рис. 25), временно включенного в его базовую цепь. Сопротив­ление этого резистора должно быть в 2 — 3 раза больше сопротивления верхне­го (по схеме) резистора делителя напряжения. Последовательно с ним обяза­тельно включите резистор сопротивлением 3 … 5 кОм, ограничивающий ток базы при случайной установке движка переменного резистора в верхнее (по схеме) положение. Плавно изменяя сопротивление переменного резистора, установите необходимый ток коллектора. Затем отключите эти резисторы от цепи питания, измерьте омметром их суммарное сопротивление и впаяйте в делитель напряже­ния постоянный резистор такого же (или ближайшего к нему) номинала.

clip_image004

Рис. 26. Схема подключения звуко­снимателя ко входу усилителя

Чтобы проверить качество работы усилителя, к его входу через перемен­ный резистор 1R1 можно подключить звукосниматель (на рис. 26 обозначен В) и проиграть грампластинку с записью музыки. Звук должен быть громким, хотя и несколько искаженным. После восстановления цепи обратной связи уро­вень громкости немного снизится, искажения уменьшатся.

Может случиться, что после восстановления цепи обратной связи усилитель самовозбудится — из динамической головки громкоговорителя будет слышен не­прерывный звук низкого или высокого тона. Так бывает, если между выходом и входом усилителя создается не отрицательная, а -положительная обратная связь, в результате чего усилитель становится генератором колебаний звуко­вой частоты. Для устранения этого явления надо лишь поменять местами проводники, идущие ко вторичной обмотке выходного трансформатора от общего провода усилителя (корпуса) и резистора 4R11 (см. рис. 23).

clip_image005

Рис. 27. Схема делителя напряжения радиотрансляционной сети

Для налаживания усилителя можно также воспользоваться радиотрансля­ционной сетью. Сигнал радиосети подают на вход усилителя через делитель напряжения, как показано на рис. 27. Для радиотрансляционных сетей напря­жением 12 В (в крупных городах) сопротивление резистора R1 должно быть 150 кОм, а для сети напряжением 30 В — 300 кОм. При перемещении движка переменного резистора R2 снизу (по схеме) вверх напряжение звуковой частоты на входе усилителя будет изменяться от нуля до 0,1 …0,2 В. Подгоняя ре­жимы транзисторов резисторами 4R1 и 4R7, добивайтесь громкой и неискажен-ной работы усилителя.

Предупреждение: подавать на вход усилителя полное напряжение радио­сети (без делителя) нельзя — первые два транзистора могут выйти из строя.

Какие изменения и дополнения можно внести в этот блок приемника?

Если не окажется транзистора большой мощности, в выходной каскад мож-но поставить низкочастотный транзистор малой мощности, например МП42, с коэффициентом h21Э 40… 60. В этом случае резистор 4R9 надо будет заменить резистором сопротивлением 1 … 1,5 кОм, а резистор 4R10 исключить. Коллектор­ный ток покоя транзистора в этом случае должен быть 8… 10 мА. Однако с таким транзистором в оконечном каскаде выходная мощность усилителя не пре­высит 60 …80 мВ-А и динамическая головка громкоговорителя будет звучать тише.

Питать усилитель или приемник с таким усилителем колебаний звуковой частоты можно от батарейного блока питания.

Во втором каскаде усилителя можно использовать транзистор структуры n-p-n (МП35 — МП38 с любым буквенным индексом). Возможная схема блока с таким транзистором показана на рис. 28,а. Первый каскад на транзисторе 4V1 почти такой же, как в первом варианте этого блока. Усиленный им сиг­нал, снимаемый с резистора 4R4, подается непосредственно на базу транзисто­ра 4V2 структуры n-p-n, работающего во втором каскаде. Через этот же ре­зистор на базу транзистора второго каскада подается и положительное на­пряжение смещения. Резистор 4R6 является элементом термостабилизации ре­жима работы этого транзистора, а конденсатор 4С5 устраняет отрицательную обратную связь по переменному току.

Резистор 4R7 выполняет роль коллекторной нагрузки транзистора этого каскада. С него усиленный сигнал поступает непосредственно на базу транзис­тора 4V3 оконечного каскада. С этого же резистора на базу транзис­тора подается и отрицательное (относительно его эмиттера) напряжение смедеталей на монтажной плате щения, открывающее транзистор. Термостабилизация режима работы этого каскада осуществляется резистором 4R9. Создающееся на нем при протекании эмиттерного тока напряжение через резистор 4R8 подается в цепь эмиттера транзистора 4V1, создавая отрицательную обратную связь по току между транзисторами выходного и входного каскадов. По переменному току резис­торы 4R8 и 4R9 зашунтированы электролитическим конденсатором 4СЗ.

Резистор 4R10 образует вторую цепь отрицательной обратной связи между выходом и входом усилителя. С уменьшением сопротивления этого резистора глубина отрицательной обратной связи увеличивается, общее усиление несколь­ко уменьшается, качество работы блока улучшается.

Непосредственные связи между каскадами — наиболее характерная особен­ность этого усилителя. При таком способе межкаскадных связей режимы рабо­ты всех транзисторов взаимосвязаны и устанавливаются подбором лишь одного резистора — резистора 4R2 в базовой цепи транзистора 4V1.

Примерная схема соединений деталей блока на монтажной плате показана на рис. 28,6. Выходной трансформатор 4Т1 — такой же, как в усилителе пер­вого варианта. Налаживая усилитель, надо подобрать резистор 4R2 так, чтобы коллекторный ток транзистора 4V3 был в пределах 150… 160 мА. При этом на эмиттере выходного транзистора относительно «заземленного» проводника бу­дет напряжение около 1,5 В, на его базе относительно эмиттера — около 0,3 В, на базах транзисторов 4V1 и 4V2 относительно их эмиттеров — 0,1 …0,15 В. Качество работы усилителя проверяют, проигрывая грампластинку или по­давая на его вход сигнал звуковой частоты от радиотрансляционной сети (че­рез делитель напряжения по схеме на рис. 27).

Если блок усиления колебаний звуковой частоты приемника предполага­ется использовать для воспроизведения грамзаписи, то необходимо предусмот­реть гнезда для подключения звукоснимателя электропроигрывающего устрой­ства. Их можно установить на угольнике, укрепленном на нижней стенке кор­пуса между опорными шпильками монтажной платы этого блока или на пане­ли блока 1. Гнезда, предназначенные для подключения звукоснимателя, соедини­те непосредственно с крайними выводами переменного резистора 1R1. Этот ре­зистор, как и в приемнике, будет выполнять роль регулятора громкости при воспроизведении грамзаписи. При вращении ручки резистора в направлении движения часовой стрелки громкость звука должна плавно нарастать. Если, наоборот, громкость уменьшается, то необходимо поменять местами проводни­ки, идущие к крайним выводам резистора 1R1.

clip_image007

Рис. 28. Принципиальная схема варианта блока 4 на транзисторах разной структуры и схема соединения

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты