Pozdrav svim DIYerima, kao i obično, svaki početnik radio amater ima ideju napraviti nešto, ali prvo što obično padne na pamet je sastaviti pojačalo koje će se lako sastaviti i ne zahtijeva financijske troškove. Zato sam odlučio izgraditi pojačalo, čije se glavno "srce" može izvući iz nepotrebnog ili starog televizora; reći ću vam kako to napraviti u ovom članku.
Za sastavljanje pojačivača zvuka potrebno je sve pripremiti potrebne materijale, ovo:
TV, nepotreban ili samo star, imajte na umu da takvo pojačalo nećete naći na televizorima proizvedenim u SSSR-u.
Lemilica i sve što je potrebno za korištenje, stalak, lem i topitelj.
Žice će savršeno odgovarati iz napajanja računala.
Utikač za tulipane, može se naći u radiju, DVD playeru ili glazbenom centru.
Stezaljka za žice kroz koje će teći zvuk pojačan pojačalom također se nalazi u većini glazbenih sustava.
Radijator za hlađenje, skinuo sam ga sa starog reproduktora.
Napajanje iz prijenosnog računala, unutarnji dijelovi neće biti potrebni, već samo kućište.
Kliješta.
Dvopolni utikač, promjer kontakta odgovara bloku s računala.
Uslužni nož za izradu rupa.
Kada su svi detalji spremni i kada ste definitivno odlučili da je došao trenutak kada možete napraviti jednostavno pojačalo, možete početi montaža korak po korak.
Prvi korak. Kao i obično, TV je napravljen od plastike; Pažnja, prije rastavljanja izvadite utikač iz utičnice, nije uzalud što TV kaže visoki napon. Nakon što skinete poklopac, možete pregledati ploču, na njoj se nalazi radijator, koji je obično izrađen u obliku aluminijskog lima. Ploču morate rezati škarama za metal ili kliještima, ostaviti više od 10 cm oko. čip, budući da bi ploča trebala ostati raditi.
Drugi korak. Da biste napravili pojačalo zvuka iz "unutrašnjosti" TV-a, morate na Internetu pronaći informacije o mikro krugu čije su oznake napisane bijelim slovima s nizom brojeva, u u ovom slučaju Ovo je mikro krug TDA 2611, informacije o njemu nalaze se u podatkovnoj tablici, a dijagram povezivanja vidi na fotografiji.
Prema shemi ćemo mikro krugu dati drugi život.
Daljnja montaža će se odvijati pomoću kruga prikazanog na slici. Pomoću lemilice lemimo prethodno kalajisanu crvenu žicu na 1. nogu mikro kruga, broj ide udesno, ova žica je plus napajanja, za minus uzimamo crnu žicu koju lemimo do 6. noge, ove dvije žice su pričvršćene na utikač.
Napajanje smo sredili, sada trebamo napraviti zvučni ulaz koji se može napajati s bilo kojeg playera ili telefona pomoću jack plug adaptera s jedne strane i par tulipana s druge strane. Lemimo ulaze za ove tulipane na 7. nogu kroz otpornik pričvršćen na ploču na ulazu i 6. nogu.
Zvučni izlaz stvaramo na stezaljkama, čije su žice spojene na stazu 2. noge mikro kruga koja dolazi nakon kondenzatora od 220 µF, drugi kontakt ide, kao u većini slučajeva, na minuse.
Dio elektronike pojačala je spreman, sada nam treba dobro, plemenito kućište s hlađenjem. Bez razmišljanja sam se odlučio za napajanje za punjenje laptopa; činilo mi se da bi kućište napravljeno od njega bilo dobro. Pa, počnimo. Prvo otvorimo njegov sadržaj i pomoćnim nožićem izrežemo rupe za tulipane i struju s jedne strane, a s druge za izlaz zvuka.
Svi čepovi su pričvršćeni toplim ljepilom. Na kraju, trebate zavrnuti čip pojačala na radijator i pričvrstiti ga vrućim ljepilom.
Pojačala snage već dugi niz godina zauzimaju jedno od prvih mjesta u praksi radio amatera. Unatoč mnogim gotovim industrijskim dizajnima s hijeroglifima na brodu, još uvijek sami izrađujemo naše audio sustave.
Jednom davno bio sam uključen u školski radioklub i vjerojatno napravio desetak audio pojačala. Među njima je bilo pojačalo Ageev i pojačalo Gumeli. U to vrijeme slabo sam razumio kako rade; nisam imao ni knjige, ni računalo, a pogotovo internet. Pa sam skupljao koliko sam mogao. Bilo je zabavno. Danas vam želim reći kako radi audio pojačalo snage kako biste razumjeli od kojih se blokova sastoji, za što su potrebni i zašto se uopće pojačava.
Pojačala snage zauzimaju posebno mjesto u elektronici i koriste se posvuda: u audio pojačalima, u televizorima, u alatnim strojevima itd. Gotovo svaki radioamater je barem jednom sastavio UMZCH i radovao se kako je zabavno da ploča sa žicama proizvodi zvuk.
Hajde da shvatimo što je "pojačalo snage". Iz naziva se čini da će ovaj uređaj magično pretvoriti 1 W snage primljene na ulazu, primjerice, u 15 W na izlazu. To pojačalo napravljeno od tankog zraka činilo je signal jačim. U stvarnosti je sve drugačije. Ništa ne dolazi niotkuda. Glavna ideja pojačala snage je da isporučuje dio svoje snage izlazu (na primjer zvučnicima). napajanje. A ulazni signal on jednostavno regulira koliko snage treba dostaviti izlazu.
Dakle, pojačalo snage, takoreći, ponavlja ulazni signal i isporučuje njegovu kopiju na izlaz, samo s većom snagom.
Ako ovo zvuči komplicirano, onda zamislite slavina za vodu. Cijev na koju je spojena je "izvor energije" slavine. Izljev slavine je izlaz. A vaša ruka, koja okreće ručku slavine naprijed-natrag, je ulazni signal. To znači da vlastitom rukom kontrolirate snagu protoka vode iz izljeva slavine.
Tipična struktura pojačala snage
U audio pojačalima snage, tj. Obično kod glazbenih pojačala važna kvaliteta nije samo povećanje snage zvuka, već i održavanje njezine kvalitete. Kako bi se to postiglo, pojačala su izgrađena na način da se smanji izobličenje izvornog signala.
Stoga se umjesto jednog bloka, koji bi odmah pojačao signal za 10-100-200 puta, koristi više serijski spojenih stupnjeva pojačanja koji pojačavaju 5-10 puta. A budući da stoje jedan iza drugog, konačni dobitak će biti jednak umnošku faktora dobitka svakog stupnja. Oni. ako se prvi stupanj pojača 2 puta, a drugi 10 puta, tada će na kraju pojačanje biti 20 puta.
Dobitak (napon) u ovom slučaju bit će rezultat omjera napona na izlazu pojačala i napona na ulazu.
U praksi se pojačanje napona događa u prvim stupnjevima, a zadnji stupanj, koji se naziva "izlazni" stupanj, služi upravo za opskrbu potrošača potrebnom snagom i često sam daje jedinično pojačanje.
Ispod, na dijagramu pojačala Gumeli, pokazao sam blokove pojačala koji odgovaraju dijagramu iznad:
Karakteristike pojačala snage
Idealno pojačalo trebalo bi pojačati signal (to jest, stvoriti njegovu kopiju) bez ikakvih promjena na izvornom signalu. Dobro pravo pojačalo, naravno, unosi izobličenja, ali ona su ljudskom uhu nezamjenjiva. Loše pojačalo odmah dolazi do znanja kada se umjesto čistog zvuka violine iz zvučnika začuje groktanje svinje.
Želim s vama razgovarati o karakteristikama pojačala snage, na koje biste ipak trebali obratiti pozornost i pri kupnji i prilikom izrade pojačala vlastitim rukama.
- Izobličenje signala
- Nazivna snaga
- Frekvencijski parametri
Izobličenja
Da, kada signal prolazi kroz vaše pojačalo, dolazi do izobličenja. Izobličenje neizbježno stvaraju elektroničke komponente, a može se pojaviti i zbog loš rad cijela shema u cjelini. Kod dobrih pojačala nastoje smanjiti distorziju, kod loših se čuju čak i golim uhom: škljocanje, piskanje, zvuk kao iz telefona itd. Pri projektiranju pojačala koriste se različita rješenja za smanjenje određenih vrsta izobličenja:
- Linearna distorzija
- Nelinearna distorzija
Linearna distorzija utjecati na amplitudu i fazu signala. Na primjer, kada zvuk prolazi kroz pojačalo, faza nekih komponenti ovog signala se malo mijenja. Izobličenje amplitude signala najčešće ovisi o njegovoj frekvenciji. Na primjer, zajamčeno je da pojačalo pojačava signale s frekvencijama od 20 Hz do 20 kHz. Dali ste mu ulaz od 100 KHz i očekivali ste povećanje od 10 puta, ali dobili ste samo 2, ako ste ga uopće dobili. Što se dogodilo? Tako je, pojačalo više nije pojačalo. Nije dizajniran za rad na ovim frekvencijama.
Nelinearna distorzija vrlo podmukao. Oni kvare sam signal promjenom oblika. Kao rezultat prolaska signala kroz takvo pojačalo, u signalu se pojavljuju komponente kojih u početku nije bilo. I umjesto, na primjer, sinusoide koju ste poslali na ulaz, na izlazu možete dobiti signal koji samo nejasno podsjeća na sinusoidu.
Za smanjenje šuma i izobličenja signala potrebno je pravi pristup na dizajn takvog pojačala snage i usklađenost s pravilima instalacije koja smanjuju šum i izobličenje.
Zvukovi
Šum je svaki slučajni signal koji se pojačava zajedno s korisnim signalom koji je primijenjen na ulaz. Ako je buka mala, onda je gotovo nevidljiva i ne ometa. Ali ako je signal šuma prejak, razlikovanje korisnog signala od šuma može biti problematično.
Jeste li primijetili da ako stavite mobitel pored ulaznih žica domaćeg ili jeftinog kineskog pojačala, odmah dolazni poziv Iz zvučnika se čuje neugodan zvuk. Njegov uzrok su elektromagnetske smetnje od rada mobitel. U određenom smislu mogu se nazvati i bukom.
Nisu samo cijeli uređaji ti koji stvaraju buku pod utjecajem vanjskih sila. Oni također stvaraju buku elektroničke komponente, od kojih se sastoji pojačalo. To se događa pod utjecajem razni razlozi, na primjer, povećanje električne temperature. komponente, može doći do buke.
Nazivna snaga
Preporučio bih da potpuno zaboravite na ovaj parametar. Netko će prigovoriti, ali ja ću odgovoriti da je kvalitetan zvuk bolji od snažnog i lošeg zvuka. Stoga, kada birate sklop za svoje pojačalo, odaberite onaj čiji programer obećava minimalno izobličenje, a ne 3.000.000 kW snage.
Proizvođači audio opreme namjerno obmanjuju kupce izjavljujući, na primjer: "ukupna snaga svih kanala je 600 W uz potrošnju energije iz mreže od 150 W." Sve je u načinu mjerenja snage, tako da ne treba vjerovati izjavama, jer proizvođači biraju kako hoće.
Kao što znate, snaga P = UI. Ako uzmete, na primjer, otpornik od 4 Ohma, spojite ga na izlaz pojačala, osciloskop paralelno s njim i generator signala na ulaz, zatim primijenite signal frekvencije 1000 Hz iz generatora i postupno povećajte njegovu amplitudu, tada će doći trenutak kada ćete na osciloskopu vidjeti evo slike:
Zeleni grafikon prikazuje stvarni izlazni signal, narančasti grafikon prikazuje očekivani izlaz, a plavi grafikon prikazuje maksimalnu amplitudu neiskrivljenog izlaznog signala. Svi izlazni signali s amplitudom većom od amplitude plavog grafikona izgledat će kao zeleni grafikon.
Mjerenjem amplitude plavog grafikona i korištenjem formule P = (0,707U) 2 /Rn- dobit ćeš izlazna snaga vašeg pojačala izmjereno pri opterećenju od 4 ohma i frekvenciji od 1000 Hz.
Frekvencijski parametri
Kao što sam gore napisao, niskofrekventna pojačala dizajnirana su za rad u frekvencijskom rasponu od 20 Hz do 20 KHz, tako da testiranje i ugađanje vaših dizajna treba provesti u ovom rasponu. Pojačavanje frekvencija iznad 20 kHz ima smisla samo ako možete čuti ultrazvuk. Istina, tada će vam trebati odgovarajući sustav zvučnika ^__~
Zaključak
Tema niskofrekventnih pojačala je velika kao more. Pokušao sam razgovarati o opća shema konstrukciju ovakvih pojačala i govoriti o nekim njihovim karakteristikama. Mislim da će za prve eksperimente u izgradnji pojačala za vaš audio sustav ovo biti više nego dovoljno.
Popis knjiga na temu pojačala
- MRB 0951. Levinzon G.L., Loginov A.V. Visokokvalitetno niskofrekventno pojačalo
- Rovdo. Sklopni dizajn stupnjeva pojačala
- Tsykin. Pojačala električnog signala
- Tsykin. Elektronička pojačala
- Gendin G.S. Visokokvalitetna amaterska niskofrekventna pojačala
- Shkritek. Referentni vodič za audio sklopove
- Bob Cordell. Dizajn audio pojačala
- Douglas Self. Dizajn audio pojačala
- Voishvilo. Uređaji za pojačalo
- Ezhkov Yu.S. Vodič za dizajn strujnog kruga pojačala
- Ostapenko. Uređaji za pojačalo
Ako bolje razmislite, u našem stanu ima puno stare opreme koju bi bilo šteta baciti i ostaviti - zauzima prostor i skuplja prašinu. Postoje takozvani “life hacks” (kućanski trikovi) koji će nam pomoći povezati staru opremu s poslom. Dakle od starog glazbeni centar može se učiniti dobro pojacalo Za nova tehnologija vlastitim rukama. Za to nije potrebno posebno znanje o elektronici ili posebnim uređajima.
Danas svaki stan ima opremu za reprodukciju audio ili video zapisa. Međutim, nije svaki od njih sposoban prenijeti kvalitetan zvuk kao što to čine stari i poznati glazbeni uređaji. Dakle, gdje možete koristiti glazbeni centar koji više nije relevantan?
- Sustav možete koristiti kao zvučnike za poboljšanje zvuka na telefonu.
- Svoj tablet možete spojiti na centar i uživati u glasnom i visokokvalitetnom zvuku.
- Uređaj možete koristiti kao TV zvučnike.
- Svoje računalo možete spojiti na glazbeni centar i gledati video zapise ili slušati pjesme s izvrsnim zvukom.
- Ako niste zadovoljni zvukom na prijenosnom računalu, u pomoć će vam priskočiti audio sustav.
Stari audio sustav može vam služiti godinama, a vi ćete i dalje uživati u kvalitetnom zvuku. Dobra vijest je da ga možete povezati na bilo koji digitalni uređaj u stanu.
Kako spojiti pojačalo
Da biste napravili pojačalo od starog audio sustava, slijedite upute u nastavku. Nema ništa komplicirano u povezivanju sustava, potrebna vam je samo dodatna oprema:
Takvu operaciju možete izvesti samo ako je korištena oprema potpuno funkcionalna.
Ako ne uspije, možete pokušati rastaviti uređaj i ukloniti ploču za pojačanje s njega. Istina, za povezivanje s tehnologijom potrebno je imati specifično znanje.
Zaključak
Nadamo se da smo vam uspjeli dati odgovor na pitanje kako napraviti pojačalo iz glazbenog centra. Ova ideja nije samo praktična, već i originalna. Osim toga, njegova implementacija ne zahtijeva nikakva dodatna znanja niti velika ulaganja. Sve što trebate učiniti je kupiti kabel za spajanje i uživati u tome kako stara oprema poprima novi život.
Čemu služi pojačalo?
Kada kupujete visokokvalitetni sustav zvučnika, logično je očekivati da će biti nekoliko izvora zvuka. Želite li slušati glazbu putem playera, gledati film ili uroniti u neki drugi svijet igre na računalu, nema veze. Glavna stvar je da je zvuk najbolji, inače, zašto trošiti novac i imati problema sa spavanjem u iščekivanju kupnje. Problem je u tome različite uređaje Imaju različite izlazne audio signale. Osim toga, frekvencijska paleta se također može razlikovati, što znači da vaši izvrsni zvučnici možda jednostavno neće raditi dobro na nekom uređaju i proizvoditi zvuk koji je malo bolji od integriranog. Kako bi sve bilo na istoj snazi i kvaliteti, koriste se pojačala koja se preko raznih konektora povezuju s izvorima zvuka.
Vrste pojačala
Malo ih je, ali ih ima. U osnovi se razlikuju preliminarni, energetski i integrirani (kombinirani) ili puni.
Predpojačalo. Njegov zadatak je upravo skupiti sve izvore zvuka i prenijeti signal na pojačalo. Neka pojačala ove vrste omogućuju vam snimanje zvuka istovremeno sa slušanjem.
Stražnja ploča pretpojačala prepuna je svakakvih konektora. Ponekad se među njima pojavljuje XLR priključak koji vam omogućuje povezivanje opreme koja se nalazi na velika udaljenost od pojačala. Ovu funkciju koriste profesionalci pri povezivanju opreme za pozornicu i očito je suvišna u svakodnevnom životu. Međutim, to uvelike poskupljuje pojačalo, pa budite oprezni: ne želite platiti nešto što nećete koristiti.
Pojačalo. Na izgled, njegova funkcionalnost je prilično jednostavna. Na prednjoj ploči nalazi se kontrola glasnoće, dok je na stražnjoj samo jedan stereo ulaz i izlaz za zvučnik. Ništa komplicirano, ali kvaliteta izvornog signala ovisi o ovom pojačalu. Unutar uređaja nalaze se snažni transformatori i kapacitivni kondenzatori koji povećavaju struju. Takvo pojačalo uvijek teži i skupo je.
Integrirano pojačalo. Ideja o kombiniranju dviju vrsta pojačala u jedno jednostavno nije mogla a da ne padne na pamet programerima. Kao rezultat toga, takav uređaj može obavljati funkcije preliminarne i snage. Međutim, sjećamo se jednostavnog pravila: sve univerzalno je gore od jednozadaćnog. Ako je kombinirano pojačalo jeftino, razmislite o njegovoj kvaliteti.
Usput, neki su programeri smatrali da nije dovoljno kombinirati dvije vrste pojačala. Uređaju dodaju radio tuner, karaoke i spoje ga na internet. Dalje, sve se to zove prijemnik i prodaje zadovoljnim kupcima. U budućnosti ostaju sretni samo oni koji nisu previše zahtjevni za zvuk i ne postavljaju ozbiljne zadatke za svoj akustični sustav. Ipak, imati prijemnik je ipak bolje nego nemati ga, što znači da ako niste sofisticirani audiofil, možete biti zadovoljni takvom opremom.
Nekoliko nijansi
Ako je moguće, trebali biste odabrati opremu jednog proizvođača, ali ako je to problematično, onda barem jednu klasu.
Neki ljubitelji glazbe preferiraju cijevna pojačala, stavljajući ih jedan korak više od poluvodičkih. Kvaliteta zvuka takve opreme u nekim je aspektima bolja, no neće je svatko moći otkriti. S druge strane, takva su pojačala toliko hirovita da se ne želite gnjaviti s njima radi prolazne prednosti. Stoga ćemo tube tehnologiju prepustiti znalcima i glazbenim guruima, a obične ljude savjetovati da si ne kompliciraju život.
Sljedeća točka pri odabiru pojačala je njegov otpor i snaga izlaznog signala. Otpor pojačala mora odgovarati otporu sustav zvučnika ili biti niži, ali ga ni u kojem slučaju ne premašiti. Neka izlazna zvučna snaga bude nešto manja od maksimalnih mogućnosti vaših zvučnika. To će im produljiti život i uštedjeti živce.
Ako je moguće, trebali biste odabrati opremu jednog proizvođača, ali ako je to problematično, onda barem jednu klasu. U protivnom jednostavno nećete izvući maksimum iz svoje tehnike.
U opći nacrt, ovo je sve. Sada kada znate toliko, prestanite se mučiti u snu i napravite kupovinu iz snova. Sretno!
Zahvaljujemo vam na pozornosti našoj web stranici, ako su vam se svidjele objavljene informacije, možete pomoći u razvoju resursa dijeljenjem članka putem društvenih mreža.
Dobar dan, dragi Habrauser, želim vam reći o osnovama izgradnje audio pojačala. Mislim da će vam ovaj članak biti zanimljiv ako nikada niste radili u radioelektronici, i naravno da će biti smiješno onima koji se nikada ne odvajaju od lemilice. I zato ću pokušati govoriti o ovoj temi što je jednostavnije moguće i, nažalost, izostavljajući neke od nijansi.Audio pojačalo ili niskofrekventno pojačalo, da biste razumjeli kako radi i zašto ima toliko tranzistora, otpornika i kondenzatora, morate razumjeti kako svaki element radi i pokušati otkriti kako su ti elementi raspoređeni. Da bismo sastavili primitivno pojačalo, trebat će nam tri tipa elektronički elementi: otpornici, kondenzatori i naravno tranzistori.
Otpornik
Dakle, naše otpornike karakterizira otpor prema električnoj struji i taj se otpor mjeri u Ohmima. Svaki elektrovodljivi metal ili metalna legura ima svoj vlastiti otpor. Ako uzmemo žicu određene duljine s velikim otporom, tada ćemo dobiti pravi žičani otpornik. Kako bi otpornik bio kompaktan, žica se može omotati oko okvira. Na taj način dobivamo žičani otpornik, ali on ima niz nedostataka, pa se otpornici najčešće izrađuju od metalokeramičkog materijala. Ovako se označavaju otpornici električni dijagrami:Gornja verzija oznake usvojena je u SAD-u, donja u Rusiji i Europi.
Kondenzator
Kondenzator se sastoji od dva metalne ploče odvojeni dielektrikom. Ako na te ploče stavimo konstantan napon, pojavit će se električno polje koje će nakon isključivanja struje zadržati pozitivan, odnosno negativan naboj na pločama.
Osnova dizajna kondenzatora su dvije vodljive ploče, između kojih se nalazi dielektrik
Dakle, kondenzator se može akumulirati električno punjenje. Ova sposobnost nakupljanja električnog naboja naziva se električni kapacitet, koji je glavni parametar kondenzatora. Električni kapacitet se mjeri u faradima. Ono što je također karakteristično je da kada punimo ili praznimo kondenzator, on prolazi struja. Ali čim se kondenzator napuni, prestaje prolaziti električna struja, a to je zato što je kondenzator prihvatio naboj izvora struje, odnosno potencijal kondenzatora i izvora struje su isti, a ako postoji nema razlike potencijala (napona), nema električne struje. Dakle, nabijeni kondenzator ne propušta istosmjernu električnu struju, ali propušta naizmjenična struja, jer kada ga spojite na izmjeničnu električnu struju, on će se stalno puniti i prazniti. Na električnim dijagramima označen je na sljedeći način:
Tranzistor
U našem pojačalu koristit ćemo najjednostavnije bipolarne tranzistore. Tranzistor je napravljen od poluvodičkog materijala. Svojstvo koje nam je potrebno za ovaj materijal je prisutnost slobodnih nositelja pozitivnih i negativnih naboja. Ovisno o tome koji su naboji veći, poluvodiči se prema vodljivosti dijele na dvije vrste: n-tip i str-tip (n-negativan, p-pozitivan). Negativni naboji su elektroni koji se oslobađaju iz vanjskih ljuski atoma kristalna rešetka, a pozitivne su rupe tzv. Rupe su prazni prostori koji ostaju u elektronskim ljuskama nakon što ih elektroni napuste. Uobičajeno atome s elektronom u vanjskoj orbiti označavamo plavim krugom s predznakom minus, a atome s upražnjenim mjestom praznim krugom:
Svaki bipolarni tranzistor sastoji se od tri zone takvih poluvodiča, te se zone nazivaju baza, emiter i kolektor.
Pogledajmo na primjeru kako radi tranzistor. Da biste to učinili, spojite dvije baterije od 1,5 i 5 volti na tranzistor, s plusom na emiter, a minusom na bazu i kolektor (vidi sliku):
Na kontaktu baze i emitera pojavit će se elektromagnetsko polje koje doslovno izvlači elektrone iz vanjske orbite baznih atoma i prenosi ih na emiter. Slobodni elektroni ostavljaju rupe i zauzimaju prazna mjesta već u emiteru. To isto elektromagnetsko polje ima isti učinak na atome kolektora, a kako je baza u tranzistoru prilično tanka u odnosu na emiter i kolektor, elektroni kolektora vrlo lako prolaze kroz nju u emiter, i još mnogo toga više nego iz baze.
Ako isključimo napon iz baze, onda neće biti elektromagnetsko polje neće, ali će baza djelovati kao dielektrik, a tranzistor će biti zatvoren. Dakle, primjenom dovoljno malog napona na bazu, možemo kontrolirati viši napon primijenjen na emiter i kolektor.
Tranzistor koji smo razmatrali pnp-tip, pošto ima dva str-zone i jedan n-zona. Postoje također npn-tranzistori, princip rada u njima je isti, ali u njima teče električna struja suprotnu stranu nego u tranzistoru koji smo razmatrali. Ovako su bipolarni tranzistori označeni na električnim dijagramima, strelica označava smjer struje: 
ULF
Pa, pokušajmo dizajnirati niskofrekventno pojačalo iz svega ovoga. Prvo, trebamo signal koji ćemo pojačati; to može biti zvučna kartica računala ili bilo koji drugi audio uređaj s linearnim izlazom. Recimo da je naš signal s maksimalnom amplitudom od približno 0,5 volta pri struji od 0,2 A, otprilike ovako:
A da bi najjednostavniji zvučnik od 4 ohma od 10 vata radio, moramo povećati amplitudu signala na 6 volti, pri trenutnoj snazi ja = U / R= 6 / 4 = 1,5 A.
Dakle, pokušajmo spojiti naš signal na tranzistor. Sjetite se našeg sklopa s tranzistorom i dvije baterije, sada umjesto baterije od 1,5 volti imamo linijski izlazni signal. Otpornik R1 djeluje kao opterećenje tako da nema kratki spoj a tranzistor nam nije pregorio.
Ali ovdje se pojavljuju dva problema odjednom, prvo naš tranzistor npn-tip, i otvara se samo kada pozitivna vrijednost poluval, a kada je negativan zatvara se.
Drugo, tranzistor, kao i svaki poluvodički uređaj, ima nelinearne karakteristike u smislu napona i struje i zašto manje od vrijednosti struje i napona, to su jača ova izobličenja:
Ne samo da je od našeg signala ostao samo poluval, već će i on biti izobličen:
To je takozvana stepenasta distorzija.
Da bismo se riješili ovih problema, moramo pomaknuti naš signal u radno područje tranzistora, gdje će stati cijeli sinusoid signala, a nelinearna izobličenja će biti zanemariva. Da biste to učinili, prednapon, recimo 1 volt, primjenjuje se na bazu pomoću razdjelnika napona koji se sastoji od dva otpornika R2 i R3.
A naš signal koji ulazi u tranzistor izgledat će ovako:
Sada moramo ukloniti naš korisni signal iz kolektora tranzistora. Da biste to učinili, instalirajte kondenzator C1:
Kao što se sjećamo, kondenzator propušta izmjeničnu struju, a ne propušta istosmjernu struju, pa će služiti kao filter koji propušta samo naš korisni signal - naš sinusni val. A konstantna komponenta koja nije prošla kroz kondenzator raspršit će se pomoću otpornika R1. Izmjenična struja, naš korisni signal, težit će proći kroz kondenzator, tako da je otpor kondenzatora za nju zanemariv u usporedbi s otpornikom R1.
Ovo je prvi tranzistorski stupanj našeg pojačala. Ali postoje još dvije male nijanse:
Ne znamo 100% koji signal ulazi u pojačalo, što ako je izvor signala neispravan, svašta se može dogoditi, opet statički elektricitet ili konstantni napon prolazi zajedno s korisnim signalom. Ovo može uzrokovati pravilan rad tranzistora ili čak izazvati njegov kvar. Da bismo to učinili, ugradit ćemo kondenzator C2; poput kondenzatora C1, on će blokirati istosmjernu električnu struju, a ograničeni kapacitet kondenzatora neće dopustiti prolazak velikih vrhova amplitude, što može oštetiti tranzistor. Ovi udari struje obično se događaju kada je uređaj uključen ili isključen.
A druga nijansa je da svaki izvor signala zahtijeva određeno specifično opterećenje (otpor). Stoga nam je važna ulazna impedancija kaskade. Za podešavanje ulaznog otpora dodajte otpornik R4 u krug emitera:
Sada znamo svrhu svakog otpornika i kondenzatora u stupnju tranzistora. Pokušajmo sada izračunati koje vrijednosti elemenata treba koristiti za to.
Početni podaci:
- U= 12 V - napon napajanja;
- U bae~ 1 V - Emiter-bazni napon radne točke tranzistora;
- Pmax= 200 mW - maksimalna disipacija snage;
- Imax= 100 mA - maksimalna konstantna struja kolektora;
- Umax= 18 V - najveći dopušteni napon kolektor-baza / kolektor-emiter (Imamo napon napajanja od 12 V, tako da ga ima dovoljno);
- U eb= 5 V - najveći dopušteni napon emiter-baza (naš napon je 1 volt ± 0,5 volta);
- h21= 75-225 - dobitak osnovne struje, prihvaćeno minimalna vrijednost - 75;
- Izračunavamo maksimalnu statičku snagu tranzistora, uzima se 20% manje od maksimalne disipacije snage, tako da naš tranzistor ne radi na granici svojih mogućnosti:
P st.max = 0,8*Pmax= 0,8 * 200 mW = 160 mW;
- Odredimo struju kolektora u statičkom načinu rada (bez signala), unatoč činjenici da se na bazu ne dovodi napon kroz tranzistor, električna struja još uvijek teče u maloj mjeri.
ja k0 =P st.max / U ke, Gdje U ke- napon spoja kolektor-emiter. Polovica napona napajanja rasipa se na tranzistoru, druga polovica će se raspršiti na otpornicima:
U ke = U / 2;
ja k0 = P st.max / (U/ 2) = 160 mW / (12 V / 2) = 26,7 mA;
- Sada izračunajmo otpor opterećenja, u početku smo imali jedan otpornik R1, koji je obavljao ovu ulogu, ali budući da smo dodali otpornik R4 da povećamo ulazni otpor kaskade, sada će otpor opterećenja biti zbroj R1 i R4:
R n = R1 + R4, Gdje R n- ukupni otpor opterećenja;
Omjer između R1 i R4 obično se uzima kao 1 prema 10:
R1 =R4*10;
Izračunajmo otpor opterećenja:
R1 + R4 = (U / 2) / ja k0= (12 V / 2) / 26,7 mA = (12 V / 2) / 0,0267 A = 224,7 Ohma;
Najbliže vrijednosti otpornika su 200 i 27 Ohma. R1= 200 Ohma, a R4= 27 Ohma.
- Sada ćemo pronaći napon na kolektoru tranzistora bez signala:
U k0 = (U ke0 + ja k0 * R4) = (U - ja k0 * R1) = (12V -0,0267 A * 200 Ohm) = 6,7 V;
- Struja baze upravljanja tranzistorom:
ja b = ja da / h21, Gdje ja da- struja kolektora;
ja da = (U / R n);
ja b = (U / R n) / h21= (12V / (200 Ohm + 27 Ohm)) / 75 = 0,0007 A = 0,07 mA;
- Ukupna struja baze određena je prednaponom baze, koji se postavlja djeliteljem R2 I R3. Struja određena razdjelnikom trebala bi biti 5-10 puta veća od struje baznog upravljanja ( ja b), tako da sama upravljačka struja baze ne utječe na prednapon. Dakle, za trenutnu vrijednost djelitelja ( I slučajevima) prihvatimo 0,7 mA i izračunamo R2 I R3:
R2 + R3 = U / I slučajevima= 12 V / 0,007 = 1714,3 Ohma
- Izračunajmo sada napon na emiteru u mirovanju tranzistora ( U e):
U e = ja k0 * R4= 0,0267 A * 27 Ohm = 0,72 V
Da, ja k0 struja mirovanja kolektora, ali ista struja prolazi i kroz emiter, pa ja k0 smatra se strujom mirovanja cijelog tranzistora.
- Izračunavamo ukupni napon na bazi ( U b) uzimajući u obzir prednapon ( U cm= 1V):
U b = U e + U cm= 0,72 + 1 = 1,72 V
Sada, koristeći formulu djelitelja napona, nalazimo vrijednosti otpornika R2 I R3:
R3 = (R2 + R3) * U b / U= 1714,3 Ohma * 1,72 V / 12 V = 245,7 Ohma;
Najbliža vrijednost otpornika je 250 ohma;
R2 = (R2 + R3) - R3= 1714,3 Ohma - 250 Ohma = 1464,3 Ohma;
Odaberemo vrijednost otpornika u smjeru smanjenja, najbliže R2= 1,3 kOhm.
- Kondenzatori C1 I C2 Obično se postavlja na najmanje 5 µF. Kapacitet je odabran tako da kondenzator nema vremena za ponovno punjenje.
Zaključak
Na izlazu kaskade dobivamo proporcionalno pojačani signal i po struji i po naponu, odnosno po snazi. Ali jedan stupanj nije dovoljan da postignemo potrebno pojačanje, pa ćemo morati dodavati sljedeći i sljedeći... I tako dalje.Razmatrani izračun je prilično površan i takav krug pojačanja se, naravno, ne koristi u konstrukciji pojačala; ne smijemo zaboraviti na raspon emitiranih frekvencija, izobličenje i još mnogo toga.