Усилитель постоянного тока схема: Усилители постоянного тока. Схема и АЧХ. кратко…

Усилители постоянного тока: схемы, принцип действия, формулы

Пример HTML-страницы

Усилитель называют усилителем постоянного тока (УПТ), если он может усиливать постоянные и медленно изменяющиеся сигналы. Такой усилитель может использоваться и для усиления переменных сигналов.

Выше рассмотрены операционные усилители, являющиеся усилителями постоянного тока. Но внутреннее устройство операционных усилителей не рассматривалось.

Васильев Дмитрий Петрович

Профессор электротехники СПбГПУ

Задать вопрос

Для того чтобы постоянные или медленно изменяющиеся сигналы могли быть переданы с входа усилителя на его выход, должны использоваться только гальванические связи между отдельными частями усилителя или эти сигналы должны быть преобразованы в переменные.

Полученные переменные сигналы могут быть усилены с помощью усилителей переменного тока, в которых гальванические связи разорваны с помощью конденсаторов или трансформаторов.

После усиления переменные сигналы должны быть преобразованы в постоянные или медленно изменяющиеся.

При построении УПТ с использованием гальванической связи между каскадами получают УПТ, которому присуще такое вредное явление, как дрейф нуля. Под дрейфом нуля понимают самопроизвольное изменение выходного напряжения при неизменном нулевом входном. Основными причинами дрейфа нуля усилителя являются:

  • изменение параметров элементов схемы, прежде всего транзисторов, за счет изменения температуры окружающей среды;
  • изменение питающих напряжений;
  • постоянное изменение параметров активных и пассивных элементов схемы, вызванное их старением.

Сигнал дрейфа нуля может быть соизмерим с полезным сигналом, поэтому при построении УПТ принимают меры по снижению дрейфа нуля.

Основными мерами снижения дрейфа являются:

  • жесткая стабилизация источников питания усилителей;
  • использование отрицательных обратных связей;
  • применение балансных компенсационных схем УПТ;
  • использование элементов с нелинейной зависимостью параметров от температуры для компенсации температурного дрейфа;
  • применение УПТ с промежуточным преобразованием и др.

Важным вопросом при построении УПТ является также согласование потенциалов соседних каскадов, согласование источника входного сигнала с УПТ, а также подключение нагрузки к УПТ таким образом, чтобы при нулевом входном напряжении, напряжение на нагрузке было также равно нулю.

Поэтому простейшие УПТ, состоящие из нескольких каскадов, включенных последовательно и соединенных гальванической (непосредственной) связью, даже при условии согласования потенциалов обладают рядом недостатков, главным из которых является дрейф нуля.

Таким образом, для устранения отмеченных выше недостатков УПТ строят в виде параллельно-балансных каскадов, представляющих собой сбалансированный мост, в одно плечо которого включена нагрузка, а в другое — источник питания. Схема такого УПТ приведена на рис. 2.35.

Коллекторные сопротивления RK1 и RK2, транзисторы Т1 и Т2, резистор Rэ образуют мост, к одной диагонали которого подключен источник питания ЕK, а в другую диагональ — между коллекторами транзисторов — включается нагрузка.

Абрамян Евгений Павлович

Доцент кафедры электротехники СПбГПУ

Задать вопрос

При нулевых входных сигналах и полной симметрии схемы (RK1 = RК2, T1 и Т2 одинаковы) потенциалы коллекторов транзисторов Т1 и Т2 одинаковы и uвых, равное u К1—uК2, равно нулю.

Высокая стабильность схемы объясняется тем, что при изменении напряжения источника питания или при одинаковых изменениях параметров транзисторов (например, за счет температуры) потенциалы обоих коллекторов получают равные приращения и, следовательно, выходное напряжение остается равным нулю.

В реальных схемах всегда имеется некоторая несимметрия плеч и существует некоторый дрейф нуля, хотя он и значительно меньше, чем в других схемах.

Входной сигнал в этой схеме может подаваться либо между базами, либо на одну из баз при фиксированном потенциале другой.

Васильев Дмитрий Петрович

Профессор электротехники СПбГПУ

Задать вопрос

Представив Rэ в виде двух параллельно соединенных сопротивлений удвоенной величины (см. пунктир на рис. 2.35), можно увидеть, что рассматриваемый УПТ представляет собой два каскада с эмиттерной стабилизацией, объединенных соответствующим образом (см. вертикальные разделительные линии).

Включив последовательно с Rэ дополнительный источник Еэ, можно обеспечить такой начальный режим работы транзисторов, при котором потенциалы входов равны нулю и, следовательно, возможно убрать из схемы сопротивления делителей R1, R2, R3, R4. В результате получится схема дифференциального усилителя.

2.3 Усилители постоянного тока

2.3 Усилители постоянного тока

Усилителями постоянного тока (УПТ) называют такие устройства, которые могут усиливать медленно изменяющиеся электрические сигналы, то есть они способны усиливать и переменные и постоянные составляющие входного сигнала.

Таким образом, для осуществления передачи сигналов частот, близких к нулю, в УПТ используется непосредственная (гальваническая) связь. Непосредственная связь может быть использована и в обычных усилителях переменного тока с целью уменьшения числа элементов, простоты реализации в интегральном исполнении, стабильности смещения и т.д. Однако такая связь вносит в усилитель ряд специфических особенностей, затрудняющих как его выполнение, так и эксплуатацию. Хорошо передавая медленные изменения сигнала, непосредственная связь затрудняет установку нужного режима покоя для каждого каскада и обусловливает нестабильность их работы.

При разработке УПТ приходится решать две основные проблемы: согласование потенциальных уровней в соседних каскадах и уменьшение дрейфа (нестабильности) выходного уровня напряжения или тока.

Применение усилительных каскадов в УПТ ограничивается дрейфом нуля. Дрейфом нуля (нулевого уровня) называется самопроизвольное отклонение напряжения или тока на выходе усилителя от начального значения. Этот эффект наблюдается и при отсутствии сигнала на входе. Поскольку дрейф нуля проявляется таким образом, как будто он вызван входным сигналом УПТ, то его невозможно отличить от истинного сигнала. Существует достаточно много физических причин, обусловливающих наличие дрейфа нуля в УПТ. К ним относятся нестабильности источников питания, температурная и временная нестабиль­ности параметров транзисторов и резисторов, низкочастотные шумы, помехи и наводки. Среди перечисленных причин наиболь­шую нестабильность вносят изменения температуры, вызывающие дрейф. Этот дрейф обусловлен теми же причинами, что и не­стабильность тока коллектора усилителя в режиме покоя изменениями 

I кбо , U бэ0 и B .Поскольку температурные изменения этих параметров имеют закономерный характер, то в некоторой степени могут быть скомпенсированы. Так, для уменьшения абсолютного дрейфа нуля УПТ необходимо умень­шать коэффициент нестабильности S нс .

Абсолютным дрейфом нуля  , называется максимальное самопроизвольное отклонение выходного напряжения УПТ при замкнутом входе за определенный промежуток времени. Качество УПТ обычно оценивают по напряжению дрейфа нуля, приведен­ного ко входу усилителя: е др = . Приведенный ко входу усилителя дрейф нуля не зависит от коэффициента усиления по напряжению и. эквивалентен ложному входному сигналу. Величина е др ограничивает минимальный входной сигнал, т. е. определяет чувствительность усилителя.

В усилителях переменного тока, естественно, тоже имеет место дрейф нуля, но так как их каскады отделены друг от друга разделительными элементами (например, конденсаторами), то этот низкочастотный дрейф не передается из предыдущего каскада в последующий и не усиливается им. Поэтому в таких усилителях (рассмотренных в предыдущих главах) дрейф нуля минимален и его обычно не учитывают. В УПТ для уменьшения дрейфа нуля, прежде всего, следует заботиться о его снижении в первом каскаде. Приведенный ко входу усилителя температурный дрейф снижа­ется при уменьшении номиналов резисторов, включенных в цепи базы и эмиттера. В УПТ резистор 

R Э большого номинала может создать глубокую ООС по постоянному току, что повысит стабильность и одновременно уменьшит KU для рабочих сигналов постоянного тока. Поскольку здесь KU пропорционален S нс , то величина е др оказывается независимой от S нс . Минимального значения е др можно достичь за счет снижения величин 
R
 э, R б и Rr . При этом для кремниевых УПТ можно получить  Кремниевые УПТ более пригодны для работы на повышенных температурах.

С целью снижения дрейфа нуля в УПТ могут быть использова­ны следующие способы: применение глубоких ООС, использование термокомпенсирующих элементов, преобразование постоянного тока в переменный и усиление переменного тока с последующим выпрямлением, построение усилителя по балансной схеме и др.

Однотактные УПТ прямого усиления по сути своей являются обычными многокаскадными усилителями с непосредственной связью. В таком усилителе резисторы R э 1 и R э 2 не только создают местную последователь­ную ООС по току, но и обеспечивают необходимое напряжение   в своих каскадах. В многокаскадном усилителе наблюдается последовательное повышение потенциала на эмиттере транзистора каждого

При разработке УПТ необходимо обеспечивать согласование потенциалов не только между каскадами, но и с источником сигнала и нагрузкой. Если источник сигнала включить на входе усилителя между базой первого транзистора и общей шиной, то через него будет протекать постоянная составляющая тока от источника питания EK . Для устранения этого тока обычно включают генератор входного сигнала между базой транзистора Т1 и средней точкой специального делителя напряжения, образованного резисторами R 1 и R 2 . На рисунке 2.3.1 приведена принципиальная схема рассматриваемого входного каскада УПТ прямого усиле­ния. При правильно выбранном делителе потенциал его средней точки в режиме покоя равен потенциалу покоя на базе первого транзистора.

Рисунок 2.3.1 схема входного каскада УПТ

Нагрузка усилителя обычно включается в диагональ моста, образованного элементами выходной, цепи УПТ. Рассматриваемый здесь способ включения нагрузки используется для получения 

U н =0 при Е r =0. Номиналы резисторов R3 и R4 выбираются таким образом, чтобы напряжение средней точки делителя равнялось напряжению на коллекторе выходного транзистора в режиме покоя. При этом в нагрузке для режима покоя не будет протекать тока. В каждом каскаде УПТ прямого усиления за счет резисторов в цепи эмиттера образуется глубокая ООС. Поэтому для определения входного сопротивления Ku oc каскада ОЭ здесь можно пользоваться формулами    и Ku ОС = — R кн / R э соответственно. Обычно максимальное усиление свойственно первому каскаду, у которого R к имеет наибольшее значение. Однако и в последующем каскаде УПТ, где 
R
 к меньше, все равно его номинал должен быть больше номинала R э . В многокаскадных УПТ прямого усиления может происходить частичная компенсация дрейфа нуля. Так, положительное приращение тока коллектора, первого транзистора вызовет отрицательное приращение тока базы и, следовательно, тока коллектора второго транзистора. В результате суммарный дрейф нуля второго каскада может оказаться меньше, чем в отсутствие первого каскада в идеальном случае и сведен к нулю. Заметим, что полная компенсация дрейфа нуля возможна лишь при специальном подборе элементов и только для некоторой конкретной температуры. Хотя на практике это почти и недо­стижимо, тем не менее в УПТ с четным числом усилительных каскадов наблюдается снижение дрейфа нуля.

Способ построения УПТ на основе непосредственной связи в усилительных каскадах с глубокой ООС может быть использован для получения сравнительно небольшого коэффициента усиления (в несколько десятков) при достаточно большом . Если в таких УПТ попытаться повысить К

u , то неизбежно получим резкое возрастание дрейфа нуля, вызванного не только температурной нестабильностью, но и нестабильностью источников питания. Отметим, что применение традиционных методов уменьшения влияния нестабильностей Ек с помощью фильтрующих конденсаторов здесь не дает желаемого результата (слишком низкие частоты). Для снижения температурного дрейфа в УПТ прямого усиления иногда применяют температурную компенсацию. В настоящее время в качестве термокомпенсирующего элемента обычно используется диод в прямом смешении, включенный в цепь базы транзистора. Принцип построения таких устройств практически одинаков для усилителей постоянного и переменного тока. Все рассмотренные выше УПТ имеют большой температурный дрейф (e дрсоставляет единицы милливольт на градус). Кроме того, в них отсутствует зримая компенсация временного дрейфа и влияния низкочастотных шумов. Эти факторы могут оказаться даже более существенными, чем температурный дрейф нуля. Отмеченные недостатки усилителей прямого усиления в значительной степени преодолеваются в УПТ с преобразованием (модуляцией) сигнала.

 

2.3.1 ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УСИЛИТЕЛИ

В настоящее время наибольшее распространение получили диф­ференциальные (параллельно-балансные или разностные) усилители. Такие усилители просто реализуются в виде монолитных ИС и широко выпускаются отечественной промышленностью: К118УД, КР198УТ1 и др. Их отличает высокая стабильность работы, малый дрейф нуля, большой коэффициент усиления дифференциального сигнала и большой коэффициент подавления синфазных помех.

На рисунке 2.3.1.1 приведена принципиальная схема простейшего варианта дифференциального усилителя (ДУ). Любой ДУ выпол­няется по принципу сбалансированного моста, два плеча которого образованы резисторами R к1 и R к1 , а два других — транзисторами Т1 и Т2. Сопротивление нагрузки включается между коллекторами транзисторов, т. е. в диагональ моста. Сразу отметим, что резисторы 

R 01 и R 02 имеют небольшие величины, а часто и вообще отсутствуют. Можно считать, что резистор R Э подключен к эмиттерам транзисторов. Обращает на себя внимание то обстоятельство, что питание ДУ осуществляется от двух источников, напряжения которых равны (по модулю) друг другу. Таким образом, суммарное напряжение питания ДУ равно 2Е.

Рисунок 2.3.1.1 Схема дифференциального усилителя

Использование второго источника (—Е) позволяет снизить потенциалы эмиттеров Т1 и Т2 до потенциала общей шины. Это обстоятельство дает возможность подавать сигналы на входы ДУ без введения дополнительных компенсирующих напряжений. При анализе работы ДУ принято выделять в нем два общих плеча, одно из которых состоит из транзистора Т1 и резистора Rк1 (и R

01 ), второе —из транзистора Т2 и резистора Rк2 (и R02 ). Каждое общее плечо ДУ является каскадом ОЭ. Таким образом, можно заключить, что ДУ состоит из двух каскадов ОЭ. В общую цепь эмиттеров транзисторов включен резистор RЭ , которым и задается их общий ток. Для того чтобы ДУ мог качественно и надежно выполнять свои функции, а также в процессе длительной работы сохранить свои параметры и уникальные свойства, в реальных усилителях требуется выполнить два основных требования. Рассмотрим эти требования последовательно.

Первое требование состоит в симметрии обоих плеч ДУ. По нему необходимо обеспечить идентичность параметров каскадов ОЭ, образующих ДУ. При этом должны быть одинаковы параметры транзисторов Т1 и Т2, а также Rк1 = Rк2 (и R01 = R02 ). Если первое требование выполнено полностью, то больше ничего и не требуется для получения идеального ДУ. Действительно, при Uвх1 = Uвх2 = 0 достигается полный баланс моста, т. е. потенциалы коллекторов транзисторов Т1 и Т2 одинаковы, следовательно, напряжение на нагрузке равно нулю. При одинаковом дрейфе нуля в обоих каскадах, ОЭ (плечах ДУ) потенциалы коллекторов будут изменяться всегда одинаково, поэтому на выходе ДУ дрейф нуля будет от­сутствовать. За счет симметрии общих плеч ДУ будет обес­печиваться высокая стабильность при изменении напряжения питания, температуры, радиационного воздействия и т.д. Если собрать ДУ на таких дискретных элементах, то он может быть и продемонстрируете желаемый результат, но только в относительно небольшой промежуток времени. С течением времени параметры транзисто­ров и резисторов будут изменяться различным образом в соот­ветствии с законами своей собственной структуры, естественно, что на них различным образом будут влиять и внешние факторы, а следовательно, нарушится симметрия плеч со всеми вытека­ющими отсюда последствиями. В конечном счете можно за­ключить, что на дискретных элементах (изготовленных в разное время и в разных условиях) осуществить выполнение первого требования для ДУ практически невозможно. Это и обусловили тот факт, что прекрасные свойства ДУ не нашли должного использования в дискретной электронике. Приблизиться к выполнению первого основного требования для ДУ позволила микроэлектроника. Ясно, что симметрию общих плеч ДУ могут, обеспечив лишь идентичные элементы в которых все одинаково и которые были изготовлены в аб­солютно одинаковых условиях. Так, в монолитной ИС близко расположенные элементы действительно имеют почти одинаковые параметры. Следовательно, в монолитных ИС первое требование к ДУ почти выполнено. Это «почти» позволяет реализовать ДУ пусть не с идеальными, но все же с хорошими параметрами, но при непременном условии выполнения второго основного требования к ДУ.

Второе основное требование состоит в обеспечении глубокой ООС для синфазного сигнала. Синфазными называются одинаковые сигналы, т. е. сигналы, имеющие равные амплитуды, формы и фазы. Если на входах ДУ (рис. 10) присутствуют U вх1 = U вх2 , причем с совпадающими фазами, то можно говорить о поступлении на вход ДУ синфазного сигнала. Синфазные сигналы обычно обусловлены наличием помех, наводок и т. д. Часто они имеют большие амплитуды (значительно превышающие полезный сигнал) и являют­ся крайне нежелательными, вредными для работы любого усилителя.

Выполнить второе основное требование позволяет введение в ДУ резистора R Э , (или его электронного эквивалента). Если на вход ДУ поступает сигнал синфазной помехи, например, положительной полярности, то транзисторы Т1 и Т2 приотк­роются и токи их эмиттеров возрастут. В результате по резистору R Э будет протекать суммарное приращение этих токов, об­разующее на нем сигнал ООС. Нетрудно показать, что R Э образует в ДУ последовательную ООС по току. При этом будет наблюдаться уменьшение коэффициента усиления по на­пряжению для синфазного сигнала каскадов ОЭ, образующих общие плечи ДУ, K исф1 и Кисф2 . Поскольку коэффициент усиления ДУ для синфазного сигнала Кисф = Кисф1 — Кисф2 и за счет выполнения первого основного требования Кисф1 ≈ Кисф2 удается получить весьма малое значение Кисф , т. е. значительно подавить синфазную помеху.

Так как в монолитном ДУ с достаточным приближением можно выполнить оба основных требования, удается не только подавить синфазную внешнюю помеху, но и снизить влияние внутренних факторов, проявляющихся через изменения парамет­ров элементов схемы. Конечно, параметры составляющих каска­дов будут изменяться, но по весьма близким зависимостям, влияние которых будет дополнительно ослабляться наличием ООС.

Теперь рассмотрим работу ДУ для основного рабочего входно­го сигнала — дифференциального. Дифференциальными (противо­фазными) принято называть сигналы, имеющие равные амплиту­ды, но противоположные фазы. Будем считать, что входное напряжение подано между входами ДУ, т. е. на каждый вход поступает половина амплитудного значения входного сигнала, причем в противоположных фазах. Если U вх1 в рассматриваемый момент представляется положительной полуволной, то U вх2 — отрицательной.

За счет действия U вх1 транзистор Т1 приоткрывается, и ток его эмиттера получает положительное приращение ∆I Э1 , а за счет действия U вх2 транзистор Т2 закрывается, и ток его эмиттера получает отрицательное приращение, т.е. — ∆I Э2 . В ре­зультате приращение тока в цепи резистора R Э IR Э = ∆I Э1 — ∆I Э1. Если общие плечи ДУ идеально симметричны, то ∆IR Э = 0 и, следовательно, ООС для дифференциального сигнала отсутствует. Это обстоятельство позволяет получать от каждого каскада ОЭ в рассматриваемом усилителе, а следовательно, и от всего ДУ большое усиление. Отсюда происходит и название усилителя — дифференциальный. Так как для дифференциального входного сигнала в любой момент напряжения на коллекторах транзисто­ров Т1 и Т2 будут находиться в противофазе, то на нагрузке происходит выделение удвоенного выходного сигнала. Итак, резистор R Э , образует ООС только для синфазного сигнала.

Поскольку в реальных ДУ идеальную симметрию плеч осущест­вить нельзя, то R Э все же будет и для дифференциального сигнала создавать ООС, но незначительной глубины, причем чем лучше симметрия плеч, тем меньше ООС. Небольшую последовательную ООС по току задают в каскадах ДУ с по­мощью резисторов R01и R02 . Как отмечалось выше, эти резисторы имеют небольшие номиналы (участки полупровод­никовой подложки), поэтому создаваемая ими ООС невелика и существенно не влияет на усилительные свойства ДУ.

Таким образом, при выполнении в ДУ двух основных требова­ний он обеспечивает стабильную работу с малым дрейфом нуля, с хорошим усилением дифференциального сигнала и со значитель­ным подавлением синфазной помехи. В зависимости от того, как подключены в ДУ источник входного сигнала и сопротивление нагрузки, следует различать схемы его включения.

Усилитель постоянного тока: принципиальная схема и применение

An Схема усилителя можно описать как схему, которая используется для увеличения входного сигнала. Но не все схемы усилителя одинаковы из-за их типа конфигурации схемы, а также работы. В электронные схемы , можно использовать усилитель слабого сигнала, поскольку он усиливает слабый входной сигнал. Существуют различные типы схем усилителя, такие как операционные усилители, усилители мощности и усилители малого сигнала и большого сигнала. Классификация усилителей может быть сделана на основе размера сигнала, конфигурации и обработки входного сигнала, что означает взаимосвязь между потоком тока внутри нагрузки, а также входным сигналом. В этой статье обсуждается обзор усилителей постоянного тока.



Что такое усилитель постоянного тока?

К Усилитель постоянного тока (усилитель с прямой связью) может быть определен как своего рода усилитель, в котором выход одного каскада усилителя может быть подключен к входу следующего каскада для разрешения сигналов без частоты. Это называется постоянным током, который проходит от входа к выходу. Усилитель постоянного тока — это еще один тип усилителя связи, и этот усилитель особенно используется для усиления низких частот, таких как ток термопары или фотоэлектрический ток.


Усилитель постоянного тока


Этот тип усилителя может использоваться как для сигналов постоянного тока (постоянного тока), так и для AC (переменный ток) сигналы. Частотная характеристика усилителя постоянного тока такая же, как LPF (фильтр низких частот) . Усиление постоянного тока возможно только при использовании этого усилителя, поэтому позже он превращается в основной строительный блок дифференциального, а также операционного усилителя. Кроме того, монолитный IC (интегральная схема) технология не позволяет производить конденсаторы связи большой емкости.

Схема усилителя с прямой связью

В конструкция усилителя постоянного тока (с прямой связью) Схема показано ниже. Схема может быть построена на двух транзисторах, а именно Q1 и Q2. Сеть резисторов смещения (R1, R2) на основе делителя напряжения, который подключен к клеммам первичного транзистора и резисторам коллектора, таким как R1 и R2. Вторичный транзистор Q2 в приведенной выше схеме самосмещен, и в этой схеме также используется обходные транзисторы как RE1 и RE2.



Схема усилителя с прямой связью

Схема усилителя постоянного тока может работать без конденсаторов, трансформаторов, катушек индуктивности и т. Д., Которые известны как частотно-чувствительные компоненты. Этот усилитель усиливает сигнал переменного тока низкой частотой. Всякий раз, когда мы прикладываем положительный полупериод на входе первичного транзистора Q1. Этот транзистор уже смещен с помощью цепи смещения делителя. Применяемый полупериод может сделать транзистор Q1 смещенным вперед, чтобы запустить проводимость и обеспечить усиленный и инверторный выход на вывод коллектора.

VCE = VCC — IC RC

Этот усиленный сигнал с отрицательным знаком подается на базовый вывод второго транзистора (Q2). Здесь этот транзистор тоже самосмещенный. Вывод базы транзистора Q2 может быть перевернут, а на выходе транзистора Q2 может быть усиленный сигнал. транзистор не проводит, так как падение напряжения на эмиттере коллектора CE будет ничем (нулем), таким образом, VCC эквивалентен МККК.

Частотная характеристика усилителя постоянного тока

Они разные типы усилителей доступны, где все эти усилители имеют общую частоту среза, как верхнюю, так и нижнюю. Усилитель постоянного тока имеет частоту постоянного тока, такую ​​как нижний предел.

Теоретически мы на самом деле не знаем нижнюю границу, так как усилитель может передавать частоту, период которой равен 1 / (длительность времени). Верхний предел обычно определяется, когда положение частоты ниже средней точки, тогда частота будет -3 дБ. Когда диапазон частот выше средней точки, выходной сигнал будет продолжать уменьшать амплитуду. Из приведенного выше утверждения можно сделать вывод, что усилитель предназначался для плоской АЧХ.

Характеристики различных способов соединения

Есть три типы сцепления доступны такие методы, как RC-соединение, трансформаторное соединение и прямое соединение. Характеристики этих усилителей следующие.

Частотный отклик

  • Частотная характеристика RC-связи выдающаяся в диапазоне звуковых частот.
  • Плохая частотная характеристика трансформаторной связи
  • В частотная характеристика усилителя с прямой связью лучший.

Расходы

  • Стоимость RC-муфты меньше
  • Стоимость трансформаторной муфты больше
  • Стоимость прямого сцепления минимальна.

Пространство и вес

  • Размер и вес RC-муфты меньше
  • Размер и вес трансформаторной муфты больше
  • Площадь и вес прямого сцепления минимальны.

Согласование импеданса

  • Согласование импеданса RC-связи плохое
  • Согласование импеданса трансформаторной муфты отличное
  • Согласование импеданса прямой связи хорошее.

Использовать

  • RC-связь используется для усиления напряжения.
  • Трансформаторная связь используется для усиления мощности.
  • Использование прямой связи для усиления очень низких частот.

Преимущества усилителей постоянного тока

К преимуществам усилителей постоянного тока можно отнести следующее.

  • Это простая схема, в которой можно разработать минимальное количество основных электронные компоненты
  • Это недорого
  • Этот усилитель можно использовать для усиления низкочастотных сигналов.

Недостатки усилителей постоянного тока

К недостаткам усилителей постоянного тока можно отнести следующее.

  • В усилителе постоянного тока DRIFT можно проверить, что ненужное преобразование в пределах o / p напряжения без изменения его входного напряжения.
  • Выход может быть изменен по времени или по возрасту и изменению напряжения питания.
  • Параметры транзистора β и vbe могут изменяться в зависимости от температуры. Это может вызвать изменение CC (ток коллектора) и напряжения. Таким образом, напряжение o / p может быть изменено.

Применение усилителей постоянного тока

Области применения усилителей постоянного тока включают следующее.

  • В применения усилителей постоянного тока включать компьютеры, схемы регулятора ¸ ТВ-приемники и другие электронные устройства.
  • Этот усилитель может построить дифференциальные усилители а также операционные усилители .
  • Эти усилители могут использоваться в импульсных усилителях, дифференциальных усилителях,
  • Эти усилители могут использоваться для управления реактивным двигателем, регуляторы в блоке питания . так далее

Таким образом, это все о усилитель постоянного тока . Из приведенной выше информации, наконец, мы можем сделать вывод, что в этом усилителе выход одного каскада усилителя соединен со входом следующего каскада, разрешая сигналы с нулевой частотой. Вот вам вопрос, как работает усилитель постоянного тока?

Усилители постоянного тока УПТ

Усилители постоянного тока, имеют равную АЧХ до самых низких частот.

В многокаскадных УПТ не могут быть использованы реактивные элементы связи (R, C). Спад АЧХ в области ВЧ появляется за счет паразитных емкостей каскадов, также как и в усилителе с RC связями.

А) УПТ компенсационные с 1 источника питания.

Б) Компенсационные УПТ с 2-мя источниками питания

УПТ с одним источником питания.

В УПТ с одним источником питания вместо усилительного каскада с коллекторной нагрузкой может применяться ЭП или усилительный каскад на полевом транзисторе.

Способ включения Rн и подача Uвх при этом не изменится.

УПТ, у которого во входной цепи включены стабилитроны, на которых выделяется напряжение компенсации. Uст компенсируют постоянные напряжения в цепи базы и цепи коллектора.

Схема двухкаскадного УПТ на транзисторах различных типов (комплементарных). Входная цепь не показана, может быть как в схеме1.

УПТ с двумя источниками питания

И зав от перечисленных недостатков применяют 2 источника питания +E1; +E2, которые создают положительные и отрицательные напряжения относительно общей точки, имеющей нулевой потенциал.

Усилитель рассчитан так, что при Uвх = 0, φб = 0, φэ ≈ -0,5В, E1 = 20B, E2 = 10B.

При подасче Uвх, возрастает ток базы транзистора → возрастает ток коллектора → ↑ UR1 → снижается φк. Снижение потенц верхнего вывода делителя R3R4 приводит к ↓ потенц. средней точки делителя и появляется отрицательный Uвых.

Дрейф в УПТ

Специфич недост который определяет нижний предел усиливаемого U.

С течением времени измен токи транзисторов и напряж на их электродах → наруш компенсация пост составл U, на выходе усилите появляется пост U при Uвх = 0.

Всякое изменение U0, Uбо из-за нестабильности источников питания, старения транзисторов, изменения температуры окружающей среды и т. д. не отличается от полезного сигнала.

Главная причина дрейфа – температурная нестабильность транзисторов.

Дифференциальный УПТ

(балансный)

Построен по принципу четырехплечего моста.

Если мост сбалансирован!!! то, при изменении Eк баланс не нарушается и в нагрузочном резисторе Rн = 0. При пропорциональном изменении сопротивления R1,R2 или R3,R4 баланс тоже не нарушается.

Если заменить R2,R3 транзисторами, получим дифференциальную схему, часто применяемую в УПТ

Сопротивление R2 и R3 равны. Режимы работы T1 и T2 одинаковы. T1 и T2 выбирают со строго идентичными параметрами.

Усилители постоянного тока | Основы электроакустики

Усилители постоянного тока  Общие сведения. Усилители постоянного тока УПТ могут уси­ливать электрические колебания со спектром частот от 0 до fв, оп­ределяемой назначением и условиями работы. По принципу дейст­вия различают усилители прямого усиления и. с преобразованием. В усилителях постоянного тока с преобразованием усиливаемый постоянный ток преобразуется в переменный и усиливается с по­следующим выпрямлением (усиление с модуляцией и демодуляцией сигнала — МДМ).

Особенность схем УПТ прямого усиления, наличие гальвани­ческой (непосредстенной) связи между выходным электродом уси­лительного элемента (коллектором, анодом) одного каскада и входным электродом усилительного элемента (базой, сеткой) сле­дующего каскада. При этом цепь связи между каскадами не содер­жит реактивных элементов (конденсаторов, трансформаторов), поэтому возможно прохождение сигналов любой частоты (вплоть до нулевой).

Гальваническая связь, хорошо передавая перепады потенциа­лов и медленные изменения токов между каскадами, затрудняет установку режима работы усилительного элемента, вызывает не­стабильность работы самого усилителя. При изменениях напряже­ния источников питания и режимов работы усилительных элемен­тов или их параметров возникают медленные изменения токов, которые через цепи гальванической связи передаются на вход усили­теля и приводят к изменениям выходного сигнала. Эти изменения выходного сигнала неотличимы от изменений, вызванных воздей­ствием полезного сигнала на входе усилителя.

Дрейф нуля и способы его снижения. Изменения выходного напряжения, обусловленные внутренними процессами в усилителе (нестабильностью напряжения источников питания, или параметров активных и пассивных элементов схемы, изменениями температу­ры окружающей среды и т. д.) и не связанные со входным напря­жением, называют дрейфом нуля усилителя. Абсолютный дрейф нуля характеризуется максимальным изменением выходного напря­жения при отсутствии сигнала на входе (при замкнутом входе) усилителя за определенный промежуток времени. Напряжение дрейфа, приведенное ко входу усилителя, равно отношению напря­жения абсолютного дрейфа к коэффициенту усиления усилителя: Uдр.вх = U др.вых.макс/K. Значение этого напряжения ограничивает минимально различи­мый входной сигнал (т. е. определяет чувствительность усилителя). Для нормальной работы усилителя напряжение дрейфа не должно превышать заданного минимального напряжения усиливаемого сиг­нала. Если напряжение дрейфа на входе усилителя окажется того же порядка или больше напряжения сигнала, уровень искажений усили­теля превысит допустимую величину, что может вызвать смещение ра­бочей точки усилителя вне рабочей области характеристик усили­тельного элемента («дрейф нуля»).

Основными способами уменьшения напряжения дрейфа явля­ются:

  • стабилизация напряжения или тока всех источников питания, влияющих на режим усилительного каскада;
  • применение глубокой ООС;
  • компенсация температурного дрейфа элементами с нелиней­ной зависимостью параметров от температуры;
  • применение баланс­ных (мостовых) схем;
  • преобразование постоянного тока, в перемен­ный и усиление переменного тока с последующим выпрямлением.

Схемы усилителей постоянного тока. Важными задачами при построении схем УПТ являются согласование потенциалов (на вхо­де усилителя, в точках соединения каскадов, и на выходу, при под­ключении нагрузки) и обеспечение стабильности работы при изме­нениях режимов и параметров элементов схемы. Усилители постоян­ного тока могут быть одно- и двухтактными.

В однотактной схеме УПТ прямого усиления на­пряжение сигнала с выхода одного усилительного элемента непо­средственно поступает на вход следующего усилительного элемента. Одновременно с напряжением сигнала на вход следующего усили­тельного элемента (например, V2) поступает напряжение питания цепи предыдущего транзистора VI. Для согласования потенциала коллектора транзистора VI с потенциалом базы последующего кас­када на транзисторе V2 следует скомпенсировать коллекторное на­пряжение первого каскада. С этой целью в эмиттерную цепь V2 включают резистор Raz, в результате чего напряжение смещения цепи базы транзистора V2 Uбэ2 = Uкэ1 + Uэ1 — UЭ2. Для получения требуемого тока коллектора в транзисторе V2 напряжение U3n на резисторе RЭ2 должно превышать напряжение U3i на резисторе Rзь Потенциалы коллекторов последующих транзисторов должны быть высокими. Эти требования выполняются уменьшением сопротивлений Rк и увеличением R3 последующих каскадов, т. е. выбором RK3<Rк2<RK1 и Rэз>RЭ2>Rэ1. При таком выборе резисторов Rк и Ra снижается усиление последующих кас­кадов. Следует учитывать, что резисторы R3i, Raz и Rэз в схеме УПТ не только компенсируют коллекторное напряжение, поступаю­щее на базу, но и осуществляют стабилизацию режима транзисто­ров за счет ООС по току. Благодаря ООС параметры усилителя (Кв, Кт, rвх, rвых) в меньшей степени зависят от параметров тран­зистора и обладают большей стабильностью при их изменениях. Сопротивление R3 последнего каскада обычно выбирают из усло­вий получения необходимой стабильности режима работы, а нуж-ное смещение на базе устанавливают с помощью делителя RоRаз или- стабилитрона V4, подключаемого к цепи эмиттера (как пока­зано на рисунке пунктирной линией). Если эмиттерный ток транзистора меньше рабочего тока стабилитрона, в схему (для обеспе­чения его номинального режима) дополнительно вводят резистор rq. Балансные схемы в сочетании со взаимной компенсацией, глу­бокой ООС и термокомпенсацией нелинейными элементами позво­ляют значительно увеличить стабильность УПТ. В большинстве случаев балансные схемы усилителей выполняют двухтактными. Для уменьшения дрейфа нуля применяют балансные схемы усилителей параллельного и последовательного типа. В схеме параллельного балансного каскадакол­лекторные резисторы RK1 и RК2 и внутренние сопротивления транзисторов образуют четыре плеча моста. К одной диагонали моста между цепями коллектор — эмиттер подключается напряжение пи­тания, а к другой (между коллекторами) — нагрузка. Входной уси­ливаемый сигнал прикладывается к базам обоих транзисторов. При RK1=RK2 и идентичных транзисторах плечи моста симметричны. Если сигнал на входе схемы отсутствует (Uи=0), разность потен­циалов между коллекторами VI и V2 также равна нулю. Если Uвх=/=0, потенциалы на коллекторах транзисторов получают одинаковые по величине, но разные ло знаку приращения (AUK1 = .=. — АUка), вследствие чего , в нагрузке появляется ток. Балансные каскады парал­лельного типа могут быть ис­пользованы в качестве первых высокостабильных каскадов многокаскадных усилителей, а также в качестве выходных каскадов, если нужно получить симметрично изменяющееся напряжение (например, для отклоняю­щих пластин осциллографической трубки) или симметрично изменяющийся ток (например, для отклоняющих катушек электронно-лучевых трубок, обмоток реле). Высокая стабильность выходных данных объясняется тем, что изменения режима (темпе­ратуры, напряжения источника) в симметричной схеме приводят к одинаковым изменениям потенциалов на коллекторах, поэтому вы­ходное напряжение и ток в нагрузке не меняются. В симметричной схеме ток через резистор R9 можно считать не измененным (АIэ1= — АIэ2). Следовательно, обратная связь в схеме не возникает. Регулировкой сопротивления резистора связи R1 с отводом средней точки можно уменьшить колебания токов коллекторов. Резистор R1, являясь сопротивлением обратной свя­зи, снижает усиление, однако предотвращает закрывание одного из транзисторов при малейшем разбалансе базовых потенциалов, чем расширяет динамический диапазон входных сигналов. Балансные каскады последовательного типа на транзисторах распрортранения не получили, поскольку обладают большим дрей­фом нуля. Усилители постоянного тока прямого усиления обеспечивают усиление сигналов лишь в сотни микровольт и выше. Для усиления более слабых сигналов используют УЛТ с преобразованием посто­янного тока в переменный с последующим усилением и выпрямле­нием..

Усилители постоянного тока — назначение, виды, схемы и принцип действия

Усилители постоянного тока, как может показаться из названия, сами по себе ток не усиливают, то есть они не генерируют никакой дополнительной мощности. Данные электронные устройства служат для управления электрическими колебаниями в определенном диапазоне частот начиная с 0 Гц. Но посмотрев на форму сигналов на входе и выходе усилителя постоянного тока, можно однозначно сказать — на выходе имеется усиленный входной сигнал, однако источники энергии для входного и выходного сигналов — индивидуальные.

По принципу действия усилители постоянного тока подразделяются на усилители прямого усиления и усилители с преобразованием.

Усилители постоянного тока с преобразованием преобразуют ток постоянный — в переменный, затем он усиливается и выпрямляется. Это называется усилением сигнала с модуляцией и демодуляцией — МДМ.

Схемы усилителей прямого усиления не содержат реактивных элементов, таких как катушки индуктивности и конденсаторы, сопротивление которых зависит от частоты. Вместо этого существует непосредственная гальваническая связь выхода (коллектора или анода) усилительного элемента одного каскада с входом (базой или сеткой) очередного каскада. По этой причине усилитель прямого усиления способен пропускать (усиливать) даже постоянный ток. Такие схемы популярны и в акустике.

Однако непосредственная гальваническая связь хотя и передает очень точно между каскадами перепады напряжения и медленные изменения тока, такое решение сопряжено с нестабильностью работы усилителя, с затруднением установления режима работы усилительного элемента.

Когда напряжение источников питания немного изменяется, или изменяется режим работы усилительных элементов, либо немного плывут их параметры, — тут же наблюдаются медленные изменения токов в схеме, которые по гальванически связанным цепям попадают во входной сигнал и соответствующим образом искажают форму сигнала на выходе. Зачастую эти паразитные изменения на выходе схожи по размаху с рабочими изменениями, вызываемыми нормальным входным сигналом.

Искажения выходного напряжения могут быть вызваны различными факторами. Прежде всего — внутренними процессами в элементах схемы. Нестабильное напряжение источников питания, нестабильные параметры пассивных и активных элементов схемы, особенно под действием перепадов температуры и т. д. Они могут быть вовсе не связаны с входным напряжением.

Изменения выходного напряжения вызванные данными факторами именуют дрейфом нуля усилителя. Максимальное изменение выходного напряжения в отсутствие входного сигнала усилителя (когда вход замкнут) за определенный временной промежуток, называется абсолютным дрейфом.

Напряжение дрейфа, приведенное ко входу равно отношению абсолютного дрейфа к коэффициенту усиления данного усилителя. Это напряжение определяет чувствительность усилителя, так как вносит ограничение в минимально различимый входной сигнал.

Чтобы усилитель работал нормально, напряжение дрейфа не должно быть больше заранее определенного минимального напряжения усиливаемого сигнала, который подается на его вход. В случае если дрейф выхода окажется того же порядка или будет превышать входной сигнал, искажения превысят допустимую норму для усилителя, и его рабочая точка окажется смещенной за пределы адекватной рабочей области характеристик усилителя («дрейф нуля»).

Для снижения дрейфа нуля прибегают к следующим приемам. Во-первых, все источники напряжения и тока, питающие каскады усилителя, делают стабилизированными. Во-вторых, используют глубокую отрицательную обратную связь. В-третьих, применяют схемы компенсации температурного дрейфа путем добавления нелинейных элементов, чьи параметры зависят от температуры. В-четвертых, используют балансирующие мостовые схемы. И наконец, постоянный ток преобразуют в переменный и затем усиливают переменный ток и выпрямляют.

При создании схемы усилителя постоянного тока очень важно согласовать потенциалы на входе усилителя, в точках сопряжения его каскадов, а также на нагрузочном выходе. Также необходимо обеспечить стабильность работы каскадов при различных режимах и даже в условиях плавающих параметров схемы.

Усилители постоянного тока бывают однотактными и двухтактными. Однотактные схемы прямого усиления предполагают непосредственную подачу выходного сигнала с одного элемента — на вход следующего. На вход следующего транзистора вместе с выходным сигналом от первого элемента (транзистора) подается коллекторное напряжение первого.

Тут должны быть согласованы потенциалы коллектора первого и базы второго транзистора, для чего коллекторное напряжение первого транзистора компенсируют при помощи резистора. Резистор добавляют также в цепь эмиттера второго транзистора, чтобы сместить его напряжение база-эмиттер. Потенциалы на коллекторах транзисторов следующих каскадов также должны быть высокими, что тоже достигается применением согласующих резисторов.

В двухтактном параллельном балансном каскаде резисторы коллекторных цепей и внутренние сопротивления транзисторов образуют собой четырехплечевой мост, на одну из диагоналей которого (между цепями коллектор-эмиттер) подается напряжение питания, а к другой (между коллекторами) — присоединяется нагрузка. Сигнал который требуется усилить прикладывается к базам двух транзисторов.

При равенстве коллекторных резисторов и полностью одинаковых транзисторах, разность потенциалов между коллекторами, в отсутствие входного сигнала, равна нулю. Если входной сигнал не равен нулю, то на коллекторах будут приращения потенциалов равные по модулю, но противоположные по знаку. На нагрузке между коллекторами появится переменный ток по форме повторяющий входной сигнал, но большей амплитуды.

Такие каскады часто применяются в качестве первичных каскадов многокаскадных усилителей либо в качестве выходных каскадов для получения симметричного напряжения и тока. Достоинство данных решений в том, что влияние температуры на оба плеча одинаково изменяет их характеристики и напряжение на выходе не плывет.

Источник: http://electricalschool.info

Усилитель тока на одном транзисторе

Познакомиться с работой различных электронных устройств лучше всего на примере простых транзисторных схем. В этой статье приводится описание восьми самоделок, выполненных всего на одном транзисторе. С помощью пробника-индикатора рис. Как работает такой прибор? Но стоит только замкнуть контакт, как на базу транзистора поступит отрицательное напряжение, он откроется и лампочка загорится, сигнализируя о том, что проверяемая электрическая цепь не нарушена.


Поиск данных по Вашему запросу:

Усилитель тока на одном транзисторе

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: ПРАВИЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ НА ОДНОМ ТРАНЗИСТОРЕ!!!

Работа транзистора в активном режиме


Усилитель на одном транзисторе — здесь представлена конструкция простого УНЧ на одном транзисторе. Именно с подобных схем многие радиолюбители начинали свой путь. Однажды собрав несложный усилитель мы всегда стремимся изготовить более мощное и качественное устройство.

И так все идет по нарастающей, всегда присутствует желание изготовить безупречный усилитель мощности. Показанная ниже простейшая схема усилителя выполнена на одном биполярном транзисторе и шести электронных компонентах, включая динамик. Эта конструкция прибора усиливающего звук низкой частоты, создана как раз для начинающих радиолюбителей. Основная ее цель, это дать понять простой принцип работы усилителя, поэтому она собрана с использованием минимального количества радиоэлектронных элементов.

Этот усилитель естественно обладает небольшой мощностью, для начала она большая и не нужна. Однако, если установить более мощный транзистор и поднять немного напряжение питания, то на выходе можно получить примерно 0,5 Вт. А это уже считается довольно приличной мощностью для усилителя имеющего такую конструкцию. На схеме, для наглядности применен биполярный транзистор c проводимостью n-p-n, вы же можете использовать любые и с любой проводимостью. Чтобы получить 0,5 Вт на выходе, то лучше всего применить мощные биполярные транзисторы типа КТ либо их зарубежные аналоги, например 2N, 2N Конденсатор в цепи выходного тракта можно установить 0,1mF, хотя его номинальное значение не играет большой роли.

Тем не менее он формирует чувствительность прибора относительно частоты звукового сигнала. Если поставить конденсатор имеющий большую емкость, то тогда на выходе будут преимущественно низкие частоты, а высокие будут срезаться. И наоборот, если емкость будет маленькая, то будут резаться низкие частоты, а высокие пропускаться. Поэтому, этот выходной конденсатор подбирается и устанавливается исходя из ваших предпочтений относительно звукового диапазона.

Напряжение питания для схемы нужно выбирать в пределах от 3v — до 12v. Хотелось бы еще пояснить — данный усилитель мощности представлен вам только в демонстрационных целях, показать принцип работы такого устройства. Звучание этого аппарата конечно будет на низком уровне и не идет ни в какое сравнение с высококачественными устройствами.

При усилении громкости воспроизведения, в динамике будут возникать искажения в виде хрипов. Усилитель на одном транзисторе — начинающим радиолюбителям Усилитель на одном транзисторе — здесь представлена конструкция простого УНЧ на одном транзисторе. Похожие записи: Распиновка витой пары Реверсивное управление логическими элементами Симулятор электронных схем на русском Радиоуправляемый квадрокоптер Hubsan FPV X4 Холодильник в машину из водяного кулера и вентилятора.


ВРемонт.su — ремонт фото видео аппаратуры, бытовой техники, обзор и анализ рынка сферы услуг

Усилитель мощности низкой частоты — наверное все радиолюбители начинали с него. Собирая простые схемы усилителей, в какой то миг нам хочется чего — то большего и с каждым разом мы чем — то не довольны и стремимся к качеству и большой мощности. Практика, которая дается не легко, процесс продолжается годами и бывает моменты, когда радиомастер с большим стажем собирает простейшие схемы, как бы вспоминая молодость. Мы чуть отошли от нашей темы, но это не так уж и важно, поскольку речь сегодня пойдет именно о простейшем усилителе мощности низкой частоты.

В радиоэлектронике наиболее важны усилители напряжения и, несмотря на то, что биполярный транзистор работает как устройство, усиливающее.

Расчет усилителя с общим эмиттером

Усилители низкой частоты УНЧ используют для преобразования слабых сигналов преимущественно звукового диапазона в более мощные сигналы, приемлемые для непосредственного восприятия через электродинамические или иные излучатели звука. Заметим, что высокочастотные усилители до частот Простейший УНЧ, выполненный по схеме с общим эмиттером, показан на рис. В качестве нагрузки использован телефонный капсюль. Допустимое напряжение питания для этого усилителя Величину резистора смещения R1 десятки кОм желательно определить экспериментально, поскольку его оптимальная величина зависит от напряжения питания усилителя, сопротивления телефонного капсюля, коэффициента передачи конкретного экземпляра транзистора. Для выбора начального значения резистора R1 следует учесть, что его величина примерно в сто и более раз должна превышать сопротивление, включенное в цепь нагрузки. Для подбора резистора смещения рекомендуется последовательно включить постоянный резистор сопротивлением Величина емкости переходного конденсатора С1 рис. Для освоения техники усиления низких частот рекомендуется поэкспериментировать с подбором номиналов элементов и режимов работы усилителей рис.

Простейшие усилители низкой частоты на транзисторах

Высокое входное сопротивление, малый температурный дрейф в термостабильной точке , низкий уровень шумов позволяют использовать ПТ в схемах усилителей постоянного тока. Наличие термостабильной точки у полевых транзисторов выгодно отличает их от электронных ламп и биполярных транзисторов, используемых в УПТ. Простейшие схемы УПТ. В этом параграфе будут рассмотрены простейшие схемы УПТ, а также более сложные балансные каскады на полевых транзисторах. Таких результатов можно достигнуть, конечно, при очень тщательной установке, термостабильной точки.

Использование транзистора в усилителе напряжения: а простейшая схема, б схема со смешением. Сигналами в электронных схемах обычно являются постоянные или переменные напряжения.

Простой усилитель в классе А

Все началось с того, что буквально недавно был приобретен нерабочий компьютер, точнее только системный блок. Блок был очень старым, ничего толкового в нем не нашел и решил разломать все и достать позолоченные выводы и компоненты. Уже ненужную материнскую плату решил выбросить, но тут на глаза попали два транзистора, на которые раньше не обратил внимания. Оказалось , что стояли там два довольно редких транзистора серии TIP Это транзистор по схеме Дарлингтона.

ВРемонт.su — ремонт фото видео аппаратуры, бытовой техники, обзор и анализ рынка сферы услуг

В этой статье мы рассмотрим и даже посчитаем небольшой каскад, а также соберем его в реале и испытаем на практике. Если вы читали прошлую статью, то наверняка помните, что транзистор в режиме усиления работает только в активном режиме. Этот активный режим находится между режимами отсечки и насыщения:. Следовательно, выходной усиленный сигнал должен находиться в области активного режима, иначе он будет сильно искажаться. Далее вспоминаем нехитрую формулу. Ну и что все это значит? Задав крохотную силу тока через базу, мы в бета раз можем увеличить силу тока в цепи коллектора. Что будет, если на базу мы подадим переменный сигнал напряжения?

Простейший усилитель на одном транзисторе показан на рис. При усилении сигнала переменного тока, такого как на выходе микрофона, этот.

На сайте радиочипи представлены принципиальные схемы сабвуферов, собранные своими руками

Усилитель тока на одном транзисторе

By atamann , July 19, in Начинающим. У меня довольно простой вопрос. Как рассчитать все номиналы деталей простого усилителя на одном транзисторе. Я не раз делал устройства, где использовалось усиление на транзисторе с общим эмитером, но никогда сам не рассчитывал нечего

Простой усилитель в классе А

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Как работает ТРАНЗИСТОР Реально — Самое понятное объяснение! Ч1

EveryCircuit is an easy to use, highly interactive circuit simulator and schematic capture tool. Real-time circuit simulation, interactivity, and dynamic visualization make it a must have application for professionals and academia. EveryCircuit user community has collaboratively created the largest searchable library of circuit designs. EveryCircuit app runs online in Chrome browser and on mobile phones and tablets, enabling you to capture design ideas and learn electronics on the go. Усилитель на одном транзисторе v2. Его коллектор через токоограничивающий резистор 1k присоединен к положительному выводу 20V, а эмиттер к GND.

Без ошибок собранный он начинает работать сразу же после подачи на него питающих напряжений.

УНЧ на одном транзисторе

Привет, Самоделкины! Электролитический конденсатор емкостью мкФ и напряжением более 16 вольт 3. К базе КТ припаиваем центральный вывод переменного резистора и отрицательный вывод конденсатора. К эмиттеру подключаем минус питания и отрицательный провод входного сигнала. Для тестов остается припаять 3 пары проводов Вход Выход и Питание на фото слева направо. Транзистор устанавливаем на радиатор.

Усилитель на одном транзисторе v2

Рассмотрим усилитель постоянного тока УПТ , схема которого показана на рис. Свойства транзистора описываются его входными и выходными вольтамперными характеристиками ВАХ. На рис. Задавая серию значений тока базы, например, мА — номер значения , по выходным ВАХ с заданным током базы рис.


Введение в усилитель постоянного тока — Utmel

Усилитель, который может усиливать сигналы постоянного тока, называется усилителем постоянного тока. Усилитель постоянного тока усиливает сигнал постоянного тока или переменный сигнал, который очень медленно изменяется во времени.

Каталог

 

Ⅰ Подробное введение

Усилитель, который может усиливать сигналы постоянного тока, называется усилителем постоянного тока. Усилитель постоянного тока усиливает сигнал постоянного тока или переменный сигнал, который очень медленно изменяется во времени. Ступени должны быть соединены компонентами, способными пропускать постоянный ток, такими как одинаковые провода или резисторы.Поэтому его также называют усилителем прямой связи. Существует много типов усилителей постоянного тока. Одноламповый усилитель с прямой связью является самым простым. Дифференциальный усилитель, составленный из пары транзисторов или полевых транзисторов, представляет собой усилитель постоянного тока с малым дрейфом нуля и часто используется во входном и промежуточном каскадах интегрального операционного усилителя. Усилители постоянного тока прерывательного типа также широко используются в измерительных приборах.

Усилители постоянного тока часто используются в измерительных приборах.При высокоточном измерении потенциала, биоэлектрических и физико-электрических измерениях электрические сигналы часто бывают очень слабыми, медленно изменяются и содержат компоненты постоянного тока, которые легко обнаружить, записать и обработать после усиления. Кроме того, во многих случаях внутреннее сопротивление тестируемого источника сигнала велико, что требует от усилителя высокого коэффициента усиления и высокого входного сопротивления. Усилитель постоянного тока с такой характеристикой также подходит для использования в качестве операционного усилителя.

В качестве усилителей постоянного тока можно использовать как транзисторные, так и ламповые усилители с прямой связью. Этот тип усилителя также зависит от источника питания постоянного тока. Когда входной сигнал отсутствует, выходной потенциал идеального усилителя постоянного тока должен быть равен нулю или эталонному потенциалу, называемому нулевой точкой постоянного тока усилителя. Но на самом деле из-за колебания напряжения питания и изменения факторов внешней среды, таких как температура, а также старения электронных компонентов и устройств, этот опорный потенциал будет изменяться при изменении характеристических параметров усилителя.Таким образом, выходной сигнал усилителя неизбежно будет содержать нефиксированную ошибку, называемую дрейфом нуля. В случае прямой связи многокаскадных усилителей дрейф нулевой точки предыдущего каскада будет постепенно усиливаться последующими каскадами, и результат будет спутан с усиленным полезным сигналом и повлияет на работу усилителя. Важной задачей при разработке усилителя постоянного тока является максимальное преодоление дрейфа нуля.

Существует множество типов усилителей постоянного тока.Одноламповый усилитель с прямой связью является самым простым. Недостатком этого усилителя является большой дрейф нуля.

Двухканальный усилитель постоянного тока с прерывателем состоит из трех частей: канала прерывателя, высокочастотного канала и основного усилителя. Постоянная составляющая (включая медленно меняющуюся составляющую) и высокочастотная составляющая в измеренном сигнале добавляются основным усилителем после обработки каналом прерывания и высокочастотным каналом соответственно. Сигнал через канал прерывания «разбивается» на прямоугольную волну перед усилением, а затем восстанавливается до постоянного тока с помощью демодулятора после усиления переменного тока.Усилитель переменного тока и фильтр нижних частот не вызывают дрейфа нулевой точки. Пока прерыватель включается и выключается без введения остаточного напряжения и тока утечки, весь усилитель практически не будет создавать дрейф нулевой точки. Высокочастотный канал заставляет компоненты с более высокой частотой сигнала напрямую выводиться через основной усилитель, что может компенсировать и расширить полосу частот. Качество прерывателя оказывает большое влияние на характеристики усилителя постоянного тока.Ранние механические вибропрерыватели имели идеальные характеристики переключения, но их рабочая частота составляла всего несколько сотен Гц, а срок их службы был коротким. Современные прерыватели, в основном состоящие из полевых транзисторов, имеют хорошие характеристики и получили широкое распространение.

Как и операционный усилитель, усилитель постоянного тока с прерывателем когда-то играл важную роль в аналоговом компьютере, а позже он в основном использовался в высокоточной тестовой системе. Интегрированный операционный усилитель может быть непосредственно использован для линейного усиления постоянного тока и широко используется.

Ⅱ Несимметричный усилитель постоянного тока

Схема несимметричного усилителя постоянного тока

Несимметричные усилители постоянного тока должны решать проблему межкаскадной конфигурации уровня постоянного тока. Использование резистора Re2 для понижения потенциала эмиттера BG2 в соответствии с требованиями конфигурации уровня постоянного тока (т. е. Ube2=Uc1-Ue2). Используйте D1 и D2 для настройки уровня, делая напряжение смещения BG2 и BG3 Ube2=0,3 В и Ube3=0,45 В соответственно. D3 играет защитную роль, чтобы избежать чрезмерного обратного давления на основание BG1.Если основное выходное напряжение переднего каскада отличается от входного напряжения заднего каскада, вместо кремниевого диода можно использовать стабильное напряжение кремниевой стабилитрона. В схеме на Рисунке C ниже используются более крупные Rc1 и Rc2 для увеличения напряжения коллектора для достижения конфигурации переднего и заднего уровней постоянного тока. Схема на рисунке D ниже использует полярность PNP (BG1 и BG3) и NPN (BG2) для конфигурации уровня. Выходной ток BG1 является входным током BG2, а выходной ток BG2 является выходным током BG2 и BG3.Входной ток обеспечивает лучшую межкаскадную связь. Самым большим недостатком вышеуказанных четырех схем является большой дрейф нуля.

Ⅲ Дифференциальный усилитель постоянного тока

Дифференциальный усилитель постоянного тока состоит из пары транзисторов BG1 и BG2 с одинаковыми характеристиками, а компоненты схемы также симметричны. Входными сигналами являются Ui1 и Ui2; несимметричные выходные сигналы Uc1 и Uc2 соответственно; двусторонний выход представляет собой разницу между UC1 и UC2, то есть UO=Uc1-Uc2.Дифференциальная схема имеет следующие характеристики:

1.Подавление дрейфа нуля

Дифференциальная схема имеет такие же характеристики лампы и симметричные компоненты схемы, поэтому при повышении температуры токи коллектора двух ламп получат одинаковое приращение , то есть △IC1=△IC2, а двусторонний выход равен UO=△IC1RC-△IC2RC=0, поэтому на выходе отсутствует дрейф нуля.

2. Подавление усиления при синфазном входе

Обычно пару входных сигналов с одинаковой амплитудой и фазой называют синфазными сигналами.Это видно из следующей принципиальной схемы А. Когда Ui1=Ui2, при симметричных условиях двусторонний выход Uo=KUil-KUi2=0.

3. Усиливающая способность на входе в дифференциальном режиме

Обычно пару входных сигналов с одинаковой амплитудой и противоположной фазой называют сигналами в дифференциальном режиме. Когда вход дифференциального режима Ui1=-Ui2, двухсторонний трехножевой трубчатый коллектор выходит Uc1=-KUi1, Uc2=-KUi2; следовательно, увеличение дифференциального режима Kud: Kud=(Uc1-Uc2)/(Ui1-Ui2)=(-Ui1K-Ui1K)/2Ui1=-K=(-)(hfeRc)/(Rs+hie)

двустороннее входное напряжение и двустороннее выходное напряжение дифференциальной схемы удваиваются по сравнению с одноламповой схемой усилителя с общим эмиттером, дифференциальное усиление Kud такое же, как и у одноламповой схемы с общим эмиттером.

Чтобы улучшить способность подавлять дрейф нуля, чем меньше коэффициент усиления синфазного сигнала, тем лучше, и чем больше коэффициент усиления дифференциального режима, тем лучше. Поэтому коэффициент ослабления синфазного сигнала CMRR*=Kud/Kuc используется как важный показатель для оценки характеристик схемы дифференциального усилителя.

4. Стабилизация статической рабочей точки

Сопротивление эмиттера Re оказывает сильное отрицательное влияние на синфазный сигнал и уровень температурного дрейфа.Например, когда температура повышается, IC1 и IC2 увеличиваются одновременно, и возникает следующий процесс отрицательной обратной связи:

В результате фактические изменения IC1 и IC2 относительно уменьшаются. Здесь Re играет роль постоянного тока, тем самым стабилизируя статическую рабочую точку. Очевидно, что чем больше Re, тем больше эффект постоянного тока и тем сильнее способность подавлять дрейф нуля. Вспомогательное электричество используется для компенсации выпуклости Re. Эмиттер может поддерживать нормальное значение потенциала земли.Стоит отметить, что Re не оказывает отрицательного эффекта обратной связи на сигнал дифференциального режима, поэтому он не уменьшит коэффициент усиления сигнала дифференциального режима.

Ⅳ Малошумящий сверхширокополосный усилитель постоянного тока

Малошумящие широкополосные усилители постоянного тока широко используются в усилителях промежуточной частоты и видео. Этот тип схемы в основном используется для усиления видеосигналов, импульсных сигналов или радиочастотных сигналов. Полоса пропускания усиливаемого сигнала может составлять от постоянного тока до нескольких мегагерц и даже десятков мегагерц.Герц широко используется в обработке сигналов. Особенно в последние годы быстрое развитие технологии сверхширокополосной связи (СШП) в области скрытой связи и обнаружения целей еще больше увеличило требования к полосе пропускания сигналов СШП. Следовательно, схема предварительной обработки сигнала, необходимая для входного каскада приемника, должна представлять собой малошумящий сверхширокополосный усилитель.

Производительность сверхширокополосных усилителей постоянного тока напрямую влияет на точность обнаружения и обработки сигналов.Низкий уровень шума, малый дрейф нуля и сверхширокополосная конструкция всегда были в центре внимания этого типа усилителя, что имеет важное инженерное значение и практическую ценность. Бевилаква и др. и VaSIC и соавт. разработали усилитель, который позволяет добиться сверхширокополосного усиления и низких шумовых характеристик, но они не решили проблемы дрейфа нуля и высокого коэффициента шума.

Ⅴ В чем разница между усилителем постоянного тока и усилителем переменного тока?

Усиление постоянного тока и усиление переменного тока являются относительными, но разница между усилителем постоянного тока и усилителем переменного тока очевидна.Вход и выход не используют конденсаторы для блокировки усилителя постоянного тока, а входные и выходные конденсаторы называются усилителями переменного тока. Преимуществом является небольшое искажение, а недостатком является то, что статическая рабочая точка каждой ступени схемы связана с передней и задней цепями, а выходная амплитуда должна быть равна нулю, когда входной сигнал равен нулю. Постоянной составляющей нет, поэтому настройка схемы затруднена. Преимущество усилителя переменного тока заключается в том, что имеется конденсатор для блокировки постоянного тока, статическая рабочая точка каждого каскада схемы не имеет ничего общего с передним и задним каскадами, а схему легко настроить.Недостатком является то, что полоса частот входных и выходных блокировочных конденсаторов по постоянному току ограничена, что всегда будет вызывать определенную деформацию сигнала. Чем больше каскадов, тем больше искажение.

Разница между усилителями переменного и постоянного тока

Если вы недавно пытались получить более глубокое представление об усилителях мощности, вы, вероятно, сталкивались с терминами «усилитель переменного тока» и «усилитель постоянного тока». Какой была ваша первая мысль? Был ли это переменный ток и постоянный ток? Что ж, термины AC и DC в усилителях не совсем относятся к току.Эти термины относятся к методу соединения между различными стадиями усиления.

Наша статья призвана помочь вам понять принципы работы каждого из этих двух типов усилителей и объяснить различия между усилителями переменного и постоянного тока.


Что означают переменный и постоянный ток в усилителях переменного/постоянного тока?

AC в усилителях переменного тока говорит нам о том, что различные каскады усиления связаны с конденсатором или трансформатором. Поэтому эти конденсаторы/трансформаторы известны как конденсаторы/трансформаторы связи.Назначение разделительных конденсаторов и трансформаторов состоит в том, чтобы убрать любое постоянное напряжение и обеспечить свободный путь для переменного напряжения.

Усилители мощности со связью по переменному току, особенно полупроводниковые усилители, не так распространены, как это было 40 лет назад. С другой стороны, большинство ламповых усилителей связаны по переменному току. Некоторые компании до сих пор используют связь по переменному току для полупроводниковых усилителей (например, McIntosh).

McIntosh MA8900 — интегрированный усилитель со связью по переменному току

Усилители постоянного тока

также известны как усилители с прямой связью.Схема усилителя с прямой связью выглядит намного чище, поскольку для связи между двумя каскадами усиления не используются конденсаторы и трансформаторы.

Муфта постоянного тока

очень распространена в наши дни. Большинство современных полупроводниковых усилителей мощности и интегральных усилителей имеют связь по постоянному току.

PS Audio Stellar S300 — усилитель мощности со связью по постоянному току

Прежде чем мы обсудим различия и преимущества каждого типа усилителя, давайте посмотрим, как выглядят схемы усилителей со связью по переменному и постоянному току и как они работают.

Усилители со связью по переменному току (с конденсаторной или трансформаторной связью)
Цепь усилителя с конденсаторной (RC-связью)

Когда два каскада усиления соединены друг с другом через комбинацию конденсаторов и резисторов, цепь усилителя считается емкостной, емкостной или RC-связью.

На рисунке ниже вы можете увидеть схему двухкаскадного транзисторного усилителя с RC-связью (транзисторный усилитель означает, что транзисторы Q1 и Q2 используются для усиления сигнала).

Принципиальная схема двухкаскадного усилителя с конденсаторной связью (RC-coupled)

Как видите, выход первого каскада (Q1) соединен со входом второго каскада (Q2) с помощью разделительного конденсатора C2. Выходной каскад второго транзистора (Q2) соединен с нагрузочным резистором (RL – динамик) разделительным конденсатором С3.

Резисторы R1, R2, RE предназначены для обеспечения смещения делителя напряжения для Q1 и Q2 и стабилизации схемы.

RC и RE — резисторы, которые должны снизить напряжение VCC на 50% (RC — коллекторный резистор, RE — эмиттерный резистор).

Конденсатор C2 соединяет выходной каскад Q1 с входным каскадом Q2. Из-за конденсатора C2 и резистора RC этот усилитель считается RC-связью.

Конденсатор C1 соединяет вход с выводом базы транзистора Q1 (вход первой ступени). Конденсатор C3 соединяет выход транзистора Q2 (выход второй ступени) с нагрузочным резистором RL (ваши динамики).

Слабый сигнал (предполагаемый усиленный) подается на базу транзистора Q1, который усиливает сигнал и переключает фазу сигнала (фазовый сдвиг 180°). Затем сигнал подается через разделительный конденсатор C2 на базу транзистора Q2 (вход второго каскада). C2 устраняет постоянный ток и пропускает сигнал переменного тока. Q2 выполняет дальнейшее усиление и снова переключает фазу сигнала (еще один фазовый сдвиг на 180°), что означает, что входной сигнал и выходной сигнал находятся в фазе (фазовый сдвиг на 360°).Усиленный сигнал проходит через конденсатор С2, который также устраняет постоянную составляющую и усиленный сигнал поступает на нагрузочный резистор RL (динамики).

Цепь усилителя с трансформаторной связью

Когда два каскада усилителя соединены с трансформатором, мы называем эту схему с трансформаторной связью. Одной из наиболее важных характеристик трансформаторов является то, что они отлично подходят для согласования импедансов. Таким образом, если два каскада имеют разные импедансы, добавление трансформатора с правильным количеством первичных и вторичных обмоток позволит вам согласовать импедансы двух каскадов (выход первого каскада на вход второго каскада).

На изображении ниже вы можете увидеть схему схемы двухкаскадного усилителя с трансформаторной связью.

Схема двухкаскадного усилителя с трансформаторной связью

Как видите, выход первой ступени (Q1) соединен со входом второй ступени (Q2) с помощью трансформатора связи T1. Выходной каскад второго каскада (Q2) соединен с нагрузочным резистором RL (динамик) с помощью трансформатора связи Т2.

Резисторы R1, R2, RE предназначены для обеспечения смещения делителя напряжения для Q1 и Q2 и стабилизации схемы.

Конденсатор C1, расположенный на входе, предназначен для устранения постоянного напряжения и обеспечения прохождения сигнала переменного тока.

Конденсатор

CE предназначен для дополнительной стабилизации цепи и обеспечения низкоомного пути к сигналу. Он подключен к резистору RE (в обоих каскадах) и действует как эмиттерный обходной конденсатор — он пропускает эмиттерный ток на землю, поэтому падение напряжения на RE меньше. Из-за этого увеличивается коэффициент усиления по напряжению.

При подаче входного сигнала (VIN) на базу транзистора Q1 через конденсатор С1 сигнал усиливается и поступает на первичную обмотку Т1.При правильном числе витков обмотки можно максимально увеличить энергию, перетекающую от первичной обмотки к вторичной обмотке Т1.

Затем сигнал поступает со вторичной обмотки Т1 на базу транзистора Q2 (вход второго каскада). Q2 обеспечивает дополнительное усиление и направляет его на первичную обмотку T2. Энергия течет от первичной обмотки к вторичной, а затем подается на RL (сопротивление нагрузки — динамик). Опять же, если тщательно рассчитать количество витков обмотки, максимальная энергия будет передана RL.

Усилители постоянного тока (с прямой связью)

Если между двумя каскадами усиления нет трансформаторов или конденсаторов, усилитель имеет прямую связь или связь по постоянному току. Принципиальная схема усилителя с прямой связью является самой простой и чистой. Усилители со связью по постоянному току обычно используются для усиления низкочастотных сигналов. Вы можете увидеть это на изображении ниже.

Принципиальная схема двухкаскадного усилителя с прямой связью

Итак, как видите, выход первого каскада (транзистор Q1) напрямую соединен со входом второго каскада (транзистор Q2).Нет трансформаторов связи и конденсаторов.

Смещение делителя напряжения применяется к первому каскаду (R1, R2, RE). Это необходимо для стабилизации схемы и удержания точки Q в центре линии нагрузки.

Выход первой ступени напрямую передается на вход второй ступени. Подается напряжение VCC (напряжение постоянного тока), а выходной сигнал снимается со второго каскада через нагрузочный резистор RL (динамик).

Когда на базу Q1 подается слабый входной сигнал (это низкочастотный сигнал), Q1 усиливает сигнал, и его выход доступен через коллекторный резистор (RC).Выход первого каскада напрямую подается на вход второго каскада, который выполняет дальнейшее усиление и посылает выходной сигнал на нагрузочный резистор RL.

Преимущества и недостатки усилителей переменного тока
RC-соединение Усилители

с RC-связью не слишком дороги и не слишком сложны в сборке, что делает их довольно популярными. Усилители с RC-связью обеспечивают постоянное усиление (постоянное усиление) во всем слышимом диапазоне частот (20 Гц – 20 кГц), и частотная характеристика в этом диапазоне очень хорошая.

Говоря о недостатках, важно отметить плохое согласование импедансов (низкоимпедансный вход и высокоимпедансный выход). Кроме того, их коэффициент усиления мощности относительно низок, а передача мощности низка из-за плохого согласования импеданса.

Из-за своей частотной характеристики и отличной точности воспроизведения звука они часто используются в аудиоиндустрии. Резистивно-емкостная связь также используется в усилителях напряжения.

Трансформаторная связь

Усилители с трансформаторной связью имеют более высокий коэффициент усиления, чем усилители с RC-связью (в 10-20 раз выше).Важнейшим их преимуществом является согласование импедансов (достигается за счет использования трансформаторов с нужным числом витков на первичной и вторичной обмотках). Таким образом, вы можете согласовать низкий выходной импеданс одного каскада с высоким входным импедансом другого каскада.

Усилители с трансформаторной связью также очень эффективны — они не создают значительных потерь мощности.

Когда дело доходит до недостатков, вам нужно знать, что усилители с трансформаторной связью не имеют постоянного усиления, как усилители с RC-связью.Их коэффициент усиления значительно зависит от частоты и особенно низок для очень низких и очень высоких частот. В заключение, их частотная характеристика далека от отличной.

Трансформаторы

также издают заметный гудящий шум. Они довольно объемные и тяжелые. А еще они довольно дорогие.

Из-за своих преимуществ они используются в системах, где необходимо согласовать импеданс различных каскадов и обеспечить максимальную мощность выходного устройства (например, динамиков).

Преимущества усилителей с прямой связью Усилители со связью по постоянному току

являются самыми дешевыми в производстве, так как нет необходимости в дорогостоящих трансформаторах и конденсаторах. Из-за отсутствия дополнительных компонентов они также являются самыми простыми, компактными и легкими. Их согласование импедансов приличное (не так хорошо, как у усилителей с трансформаторной связью, но лучше, чем у усилителей с RC-связью). Их частотная характеристика очень хороша, особенно когда речь идет об очень низких частотах.

Рекомендуемое чтение:

 

Наиболее существенные недостатки — слабое усиление высоких частот и высокая чувствительность к перепадам температуры. Их выход также меняется во времени.

ОБЗОР

Подводя итог, вот простая таблица, объясняющая преимущества и недостатки усилителей с RC-, трансформаторной и прямой связью.

КАТЕГОРИЯ RC-соединение Трансформаторное соединение Прямое соединение
Цена В середине Самый дорогой Самый дешевый
Размер и вес Посередине Самый большой и тяжелый Самый маленький
Согласование импеданса Плохо Отлично Довольно хорошо
Частотная характеристика Отлично подходит для слышимого диапазона Не очень хорошо Лучший
Применение Усиление напряжения Усиление мощности Лучше всего подходит для усиления низких частот

AudioReputation была основана в 2017 году с единственной целью — предоставить Вам, нашим читателям, всю необходимую информацию о бытовой аудиотехнике и помочь Вам получить лучшее оборудование за Ваши деньги.

Мы специализируемся на аудиооборудовании в целом, но нашей основной областью интересов с самого начала было (и остается) потребительское аудиооборудование. Наши обзоры, сравнения и учебные пособия предназначены для того, чтобы предложить вам руководство по запутанному и увлекательному миру наушников, динамиков, звуковых панелей, систем домашнего кинотеатра, аудиоинтерфейсов и другого связанного аудиооборудования.

Наша специальная команда AudioReputation работает круглосуточно, чтобы предоставить вам обзоры новейшего аудиооборудования и предложить объективную и беспристрастную информацию.Точность и объективность — наши главные приоритеты, и мы придерживаемся этих принципов с самого начала. Бренды не платят нам за рекламу своей продукции — наша работа и этот веб-сайт поддерживаются читателями, и мы очень этим гордимся.

Мы любим общаться с нашими читателями и обсуждать звуковое оборудование. Мы призываем вас проявлять любопытство и спрашивать все, что вы хотите знать о колонках, наушниках или любом другом оборудовании, и мы сделаем все возможное, чтобы дать вам быстрый ответ.

Принципиальная схема (а) усилителя переменного тока и (б) транзисторного усилителя постоянного тока.

Контекст 1

… Усилители переменного тока, которые обычно состоят из амплитудного модулятора, усилителя мощности и повышающего трансформатора, широко используются для создания электростатических сил [4], [5], как показано на рис. 1(а). Как правило, несущие частоты ограничены характеристиками мощности и обычно составляют менее 2 кГц, поскольку применение высокой несущей частоты снижает импеданс между электродами и подвешенным объектом, Рукопись получена 15 января 2002 г. , увеличивает подаваемый ток…

Context 2

… и низкая несущая частота неизбежно имеют плохую надежность, ограниченную полосу пропускания и высокие искажения выходных напряжений, что несколько ограничивает их применение в высокоэффективных системах электростатической левитации. Альтернативой усилителю переменного тока является усилитель постоянного тока [6], [7]. Усилители постоянного тока на основе высоковольтных мощных транзисторов, как показано на рис. 1(б) [6], были введены в последние годы как простейшее решение для применения технологии электростатической левитации.Однако электростатическая сила часто слабее, чем у усилителей переменного тока для некоторых приложений левитации, поскольку максимальное выходное напряжение транзисторного усилителя несколько ограничено доступными …

Контекст 3

… зависит частота сигнала может быть выражена как (21), где постоянное напряжение обычно подается на все подвешенные электроды и равно половине максимального напряжения, чтобы получить линейную модель электростатической левитации.Если задать cm , m и V, то силы подвеса, меняющиеся с частотой и различные, показаны на рис. 10. Из рис. силы из-за влияния паразитных емкостей в контуре нагрузки постоянного тока …

Контекст 4

… могут быть выражены как (21) где постоянное напряжение обычно подается на все подвешенные электроды и равно до половины максимального напряжения, чтобы получить линейную модель электростатической левитации.Если задать cm , m и V, то на рис. 10 показаны изменяющиеся с частотой и различные силы подвеса. Из рис. 10 видно, что расчетная кривая с использованием (21) и M несколько выше, чем измеренная силы из-за влияния паразитных емкостей в контуре нагрузки постоянного тока …

Контекст 5

… из приведенных выше аналитических и экспериментальных результатов можно сделать вывод, что динамические характеристики усилителя постоянного тока ограничены как частотными искажениями, особенно изменением выходного напряжения в высокочастотном и широком динамическом диапазоне, а также полосой пропускания с обратной связью, когда входной сигнал изменяется с малой амплитудой.Из рис. 10 видно, что меньший номинал резистора может ослабить частотные искажения за счет дополнительного потребления мощности усилителем постоянного тока. Следовательно, учитывая тот факт, что улучшение динамических характеристик и снижение энергопотребления являются противоречивыми конструктивными критериями, необходимо соблюдать осторожность при принятии решения в …

Схема аудиоусилителя со связью по постоянному току и инструкция

Описание

Конструкции аудиоусилителей со связью по постоянному току с нагрузкой в ​​наши дни встречаются нечасто, хотя они и обладают определенными преимуществами.Одним из преимуществ является отсутствие необходимости усложнения второго (симметричного) источника питания; другой — хорошая частотная и фазовая характеристика. Кроме того, для стабилизации напряжения не требуются специальные электролитические конденсаторы, а «стук» при включении значительно снижается. Чтобы попытаться спасти этот класс схем от забвения, автор разработал усилитель для наушников, работающий по схемам, показанным на рисунке 1.

Принципиальная схема:

Состоит из делителя напряжения, повторителя напряжения и динамика в наушниках, другая сторона которого подключена к соединению двух электролитических конденсаторов, обеспечивающих виртуальную землю.Потенциал в этой точке составляет, конечно, половину напряжения питания. Все, что нам нужно сделать сейчас, это соответствующим образом соединить звуковой сигнал, который нужно усилить. На рис. 2 показана практическая реализация этой идеи в виде усилителя для стереофонических наушников. Сам усилитель состоит из IC1 и P1, R3 и R4 (давая коэффициент усиления 11).

Принципиальная схема:

Эта часть схемы не требует дополнительных пояснений, как и упомянутый выше делитель напряжения, образованный резисторами R1a и R1b.Сигнал подается через потенциометры. C2 и R2 имеют специальное назначение: C2 соединяет нижний конец потенциометров (земля для входного сигнала) с виртуальной землей. Однако этот конденсатор создает цепь обратной связи, которая при некоторых обстоятельствах может привести к колебаниям усилителя. R2 гасит эту тенденцию к колебаниям.

Для этих компонентов можно рассчитать подходящие значения, но лучше определить их экспериментально. C2 должен быть достаточно большим, чтобы блуждающие электрические поля не вызывали недопустимый гул на выходе.R2 должно быть достаточно большим, чтобы напряжение на виртуальной земле усилителя достаточно быстро стабилизировалось после включения. Полярность электролита не имеет значения, так как в сети не возникает значительного напряжения. Можно попробовать схему с закороченной цепью C2/R2 и понаблюдать за поведением схемы при включении с помощью осциллографа. В зависимости от степени асимметрии в цепи стабилизация напряжения в точке виртуальной земли может занять значительное время.

Sine Systems, Inc. | Схема усилителя постоянного тока своими руками

Самодельный усилитель постоянного тока для усиления телеметрии Образец

В этой статье описывается проект «Сделай сам». Sine Systems предлагает модель усилителя постоянного тока DCA-2, выполняющую ту же функцию.

RFC-1 дает полномасштабные показания телеметрии всего при 1,0 вольт постоянного тока. Это достаточная чувствительность для подавляющего большинства источников телеметрии, распространенных в радиовещании. В некоторых случаях доступное напряжение телеметрии слишком низкое, и необходим усилитель постоянного тока.Для обеспечения точных показаний телеметрии усилитель постоянного тока должен иметь очень стабильные характеристики усиления и незначительное смещение постоянного тока.

Приведенная ниже схема имеет коэффициент усиления по постоянному току, равный 10, с требуемым уровнем точности. Интегральная схема представляет собой инструментальный усилитель LT1101. Он имеет дифференциальный вход с очень высоким импедансом. Может питаться от блока питания напряжением от +10 до +25 вольт. Рекомендуется регулируемая подача.

Схема усилителя постоянного тока

1мФ 50В
Кол-во Описание Цифровой ключ Деталь №
1 ИС операционного усилителя LT1101CN8
1 8-контактный разъем DIP АЕ9808
4 0.Конденсатор монолитный керамический P4923
1 Резистор 1,5 кОм 1.5KQBK
1 Резистор 27 кОм 27KQBK
1 Регулируемый блок питания 12 В постоянного тока CDPM1001

Самодельный изолирующий усилитель для телеметрии Образец

В некоторых случаях может потребоваться высокая степень изоляции, но усиление по постоянному току не требуется.Этого можно добиться, установив усиление усилителя на 100 и добавив на вход аттенюатор 100:1. Схема ниже имеет входное сопротивление примерно 5 МОм без усиления по постоянному току (единица).

Схема изолирующего усилителя

1мФ 50В
Кол-во Описание Цифровой ключ Деталь №
1 ИС операционного усилителя LT1101CN8
1 8-контактный разъем DIP АЕ9808
4 0.Конденсатор монолитный керамический P4923
1 Резистор 1,5 кОм 1.5KQBK
1 Резистор 47 кОм 47KQBK
1 Резистор 2,4 МОм 2.4MQBK
1 Регулируемый блок питания 12 В постоянного тока CDPM1001

AN017 — Детекторы постоянного тока

AN017 — Детекторы постоянного тока
Продукция Elliott Sound АН-017
Род Эллиотт (ESP) Вершина
Основной индекс Приложение.Примечания Индекс
Введение

Чаще всего цепи обнаружения постоянного тока используются для защиты громкоговорителей от неисправного усилителя. Общий принцип мало чем отличается от детектора пересечения нуля (см. AN-005), и действительно, можно использовать (почти) идентичную схему. Разница в том, что детектор пересечения нуля предназначен для обнаружения состояния нулевого напряжения в «реальном времени», тогда как детектор постоянного тока должен иметь фильтр верхних частот, чтобы схема не срабатывала на низкочастотных сигналах с высокой амплитудой.

Фильтр — это то, что вызывает наибольшую трудность, потому что обычно это довольно высокий импеданс, чтобы поддерживать требуемую емкость на низком уровне. Поскольку вход может колебаться как в положительном, так и в отрицательном направлении при различных условиях неисправности, конденсатор не может быть обычным (поляризованным) электролитическим, поскольку он может подвергаться довольно высокому обратному напряжению, которое может повредить крышку.

В проекте 33 входной резистор равен 100 кОм, а конденсатор — 10 мкФ, что дает низкую частоту на уровне -3 дБ, равную 0.159 Гц. Хотя это может показаться слишком низким, на самом деле это нормально для большинства усилителей мощностью 60 Вт (8 Ом) и более. Более высокая частота будет означать, что низкочастотные сигналы могут легко вызвать вибрацию реле защиты, что приведет к серьезным искажениям.

Поскольку импеданс настолько высок, доступный ток мал, и это, как правило, исключает использование оптопары. Хотя это не невозможно (на самом деле это далеко не так), все импедансы должны быть уменьшены, чтобы оптопара получала достаточный ток, чтобы быть полезным.Это означает, что необходима довольно большая емкость, но не обязательно высокое напряжение (обычно достаточно 6,3 В).

Существует (или существовала) микросхема (µPC1237HA), разработанная специально для обнаружения постоянного тока, и (по крайней мере, теоретически) для нее требовалось несколько внешних деталей. Тем не менее, схема приложения создала опасный прецедент, неправильно подключив реле динамика, и та же самая ошибка повторялась до тошноты в большинстве схем защиты постоянного тока, которые были опубликованы на протяжении многих лет.

Хотя кажется хорошей идеей использовать ИС, предназначенную для этой цели, существуют более простые способы добиться тех же результатов, используя легкодоступные дешевые транзисторы и диоды (плюс несколько пассивных компонентов). Преимущество последнего подхода заключается в том, что подходящие запасные части будут доступны всегда, поэтому неисправность не сделает печатную плату бесполезной.

Проводка реле требует пояснений. Бесполезно ожидать, что реле, рассчитанное на 30 В постоянного тока (типичное максимальное значение), разорвет дугу, создаваемую усилителем, использующим питание ± 45 В или более.Даже реле на 30 В по умолчанию будет вызывать дугу с напряжением 30 В, и ток дуги будет передаваться на динамик. Решение состоит в том, чтобы подключить реле так, чтобы в выключенном состоянии клемма громкоговорителя была заземлена. Даже если (когда) реле рисует дугу, ток шунтируется на землю, и громкоговоритель защищен. Реле может быть уничтожено, но реле намного дешевле драйверов громкоговорителей, поэтому оно становится жертвенным компонентом — оно умирает, чтобы спасти ваши динамики. Это разумный компромисс в моих книгах.

В этом примечании к приложению обсуждаются различные варианты, которые можно использовать для обнаружения постоянного тока, если он появляется в местах, где его быть не должно (например, на выходе усилителя мощности). Все показанные тестовые сигналы используют входной резистор 100 кОм и показаны для сигнала частотой 1 Гц с амплитудой 10 В от пика до пика. В каждом случае напряжение питания составляет 12 В постоянного тока, а наличие постоянного тока обозначается нулевым выходным напряжением. Фильтр верхних частот намеренно опущен, чтобы можно было увидеть мгновенное действие цепей.

Выходы смоделированы, но из проведенных тестов я знаю, что смоделированные и испытанные на стенде версии практически идентичны. Все эти схемы можно считать оконными компараторами. При условии, что сигнал находится в пределах определенного «окна» напряжения, выходное напряжение низкое и повышается до 12 В (или около того), когда напряжение выше или ниже установленных значений.

Обратите внимание, что входное напряжение (1 Гц, пиковое значение 5 В) смещено на 6 В, поэтому точки обнаружения сразу видны. Каждая схема показана с переменным напряжением в качестве входа, но это для целей анализа.В том, что со смехом называют «реальной жизнью» ( ), генератор заменяется выходом усилителя мощности.


Цепи обнаружения постоянного тока

Из различных технологий я буду рассматривать только , а не , µPC1237, а также несколько других, как уже отмечалось. ИС устарела, и ее внутренности не раскрываются таким образом, чтобы ее можно было правильно проанализировать, не имея ее под рукой. Есть несколько других методов, которые я не рассмотрел, либо потому, что они не будут работать, либо требуют изолированного источника питания, чтобы функционировать должным образом.Это включает в себя различные схемы, которые используют мостовой выпрямитель на входе, который, безусловно, будет работать, но он будет работать только правильно , если доступно плавающее питание 12 В. Это делает схему помехой для питания. Я также исключил любую систему, которая требует двойного источника питания, потому что это только усложняет сборку схемы, поскольку нельзя использовать простой источник питания +12 В.

Другие сильно различаются, и один из них был предложен читателем. Это хорошая схема, и ее довольно легко заставить работать с двумя входами усилителя.Также стоит обратить внимание на Project 175, который предназначен для использования с усилителями мощности BTL (мостовая нагрузка). Все схемы показаны только для одного канала, и включают ли , а не фильтр верхних частот. Это было сделано для того, чтобы вход и выход можно было просматривать со стандартизированным входным напряжением и частотой.

Обратите внимание, что входной сигнал переменного тока смещен на 6 В, поэтому можно легко увидеть положительные и отрицательные переходы. Это означает, что опорный уровень (нулевое напряжение) для сигналов переменного тока, показанных ниже, составляет 6 В, а не ноль вольт.Это указано справа от каждого графика ответов.


Проект 33 Детектор

Первый рассмотренный метод — это тот, который используется в Project 33. Он очень эффективен, но немного асимметричен. Это означает, что пороги обнаружения различаются в зависимости от того, является ли неисправность по постоянному току положительной или отрицательной. На самом деле это не имеет абсолютно никакого значения, потому что усилители мощности редко (если вообще когда-либо) развивают ошибку, которая вызывает смещение постоянного тока, отличное от одной или другой шины питания (в основном, я никогда не видел, чтобы это происходило, и я не слышал). случается, кроме случаев, когда предусилитель выходит из строя и отсутствует разделительный конденсатор).

Положительное входное напряжение вызывает повышение напряжения на базе транзистора Q1, открывая его. Отрицательный вход понижает напряжение эмиттера, что также включает транзистор Q1. Q1 работает в режиме с общим эмиттером для положительного напряжения и в режиме с общей базой для отрицательного входа. R2, R3 и D3 обеспечивают примерно одинаковую чувствительность независимо от того, как управляется транзистор (т. е. с положительным или отрицательным входом). Остальные транзисторы увеличивают небольшой ток, поступающий от Q1, во что-то, подходящее для управления реле (подключено вместо R8).


Рис. 1. Детектор постоянного тока P33

Поскольку на входе этой схемы используются диоды, можно легко добавить дополнительные каналы, просто добавив дополнительные диоды (конечно, вместе со схемой фильтра). Эта схема была разработана много лет назад, и для нее требуется только один источник питания. На печатной плате также имеется детектор «потеря переменного тока», который почти мгновенно отключает звук усилителя при отключении питания. Он также включает в себя отключение звука при включении питания, но детектор, показанный выше, не включает их.

Порог для положительного ввода равен 3.46В, а для отрицательных входов это -3,39В. В действительности это изменение несущественно, и оба порога находятся в пределах «безопасного» диапазона для большинства громкоговорителей (менее 2 Вт для громкоговорителя на 8 Ом). Поскольку все цепи детектора постоянного тока отключают усилитель от динамика при достижении порогового значения, это не приведет к повреждению.


Рис. 2. Кривые напряжения

Форма выходного сигнала имеет четкие переходы, и нет признаков чего-либо, что могло бы вызвать «красный флаг». Эта схема использовалась (буквально) сотнями конструкторов, и я никогда не слышал о неудачах.Дополнительные каналы требуют дублирования входного резистора (и конденсатора, не показаны) и входных диодов.


Детектор постоянного тока считывателя

Следующий вариант был предложен читателем. Его пороги обнаружения довольно симметричны, но он очень чувствителен. Чувствительность можно уменьшить, включив резистор R2, но если он не включен, он будет срабатывать при менее чем ±1,8 В. Включение R2 снижает чувствительность. Как показано, пороги обнаружения составляют +1,25 В и -1.77В.

Положительное входное напряжение вызывает повышение напряжения на базе транзистора Q2, открывая его. Отрицательный ввод заставляет основание Q1 падать, включая его. Любой случай приводит к удалению базового тока для Q3, который отключается. Реле можно подключить последовательно с коллектором Q2. Оставшийся транзистор был включен только для смены полярности и на практике не требуется.


Рис. 3. Детектор постоянного тока «Митко» [ 3 ]

Это хорошая, простая схема, и добавление входных диодов позволяет разместить более одного канала.В схему включен дополнительный транзистор для обеспечения той же полярности, что и остальные, но на самом деле Q3 может управлять реле напрямую от своей коллекторной цепи.


Рис. 4. Кривые напряжения

Форма волны очень чистая, и высокая чувствительность совершенно очевидна. Я бы без колебаний порекомендовал эту компоновку, но немного сложнее добавить приглушение звука при включении питания и/или детектор «потеря переменного тока», которые используются на печатной плате Project 33. Чувствительность можно уменьшить, просто добавив резистор (R2 «см. текст»).Если R2 сделать, скажем, 56к, пороги повышаются до ±3В, что является вполне разумным напряжением.

Дополнительные каналы можно разместить за счет дублирования входного резистора (и конденсатора, который здесь не показан), а также двух диодов. Чувствительность не меняется, и дополнительные каналы работают одинаково. Минусов в этом подходе в принципе нет.


Детектор постоянного тока на основе операционных усилителей

Это особенно хорошее расположение, которое почти идеально симметрично при условии, что R1 и R2 имеют одинаковые значения.Хотя он кажется более сложным, его по-прежнему очень просто построить, и он основан на обычной схеме оконного компаратора. От диодов можно отказаться, если LM358 заменить двойным компаратором (например, LM393).

Положительный вход заставляет контакты 2 и 5 U1 подняться. Когда напряжение на выводе 2 превышает напряжение на выводе 3, выход (вывод 1) становится низким, а выходное напряжение приближается к нулю. Отрицательное входное напряжение заставляет контакт 5 подавать более низкое напряжение, чем контакт 6, вызывая низкий уровень выходного сигнала (контакт 7).Два диода предотвращают взаимодействие выходов операционных усилителей (они не могут быть опущены, если только операционный усилитель не заменен двойным компаратором.


Рис. 5. Детектор на основе операционных усилителей

Пороги обнаружения легко настраиваются простым изменением значения R4. Для 33k, как показано, пороговые значения составляют +1,68 В и -1,72 В. Строка резисторов (R3, R4 и R5) может быть уменьшена или увеличена по значению, и при условии, что относительные значения одинаковы, пороговые значения не изменяются.Из-за того, как он работает, требуется резистор R2, чтобы входное напряжение составляло ровно половину напряжения питания.


Рис. 6. Кривые напряжения

Хотя эта схема очень чувствительна, как показано, ее легко отрегулировать, просто увеличив значение резистора R4. Например, если R4 должен быть равен 100 кОм, пороговые значения составляют ± 4 В (вы можете ожидать более высокое напряжение, потому что «подтягивающий» резистор (R2) образует делитель напряжения). Однако на самом деле это ±4 В. В отличие от большинства других, его можно сделать более чувствительным, чем , просто уменьшив значение R4.При 10k пороги составляют ±580 мВ.

При использовании для стерео необходимо дублировать только операционные усилители, диоды и входные цепи. Делитель напряжения (R3, R4 и R5) может подавать опорные напряжения на оба канала. Хотя это самое элегантное (и предсказуемое) решение, оно также более дорогое в изготовлении и занимает больше места на печатной плате.


Коммерческий детектор постоянного тока

Следующая схема была использована крупным производителем бытовой Hi-Fi (имя не будет названо, так как схема довольно плохо продумана).Положительный порог составляет 2,81 В, а отрицательный порог плохо определен и имеет низкий выходной уровень. Наилучшая оценка составляет около -4,33 В, так что это очень асимметрично. Можно утверждать, что отрицательный порог обнаружения действительно составляет -3,81 В, но это не очень помогает. Обратите внимание, что в этой схеме полярность выхода обратная — это при некотором положительном напряжении, когда превышены пороговые значения постоянного тока. Другие цепи показывают положительное напряжение, когда нет значительного напряжения постоянного тока.

Когда вход становится положительным, Q1 включается, и это снимает управляющий ток с Q3 (который использует стабилитрон в качестве регулятора уровня в базовой цепи). Отрицательное входное напряжение предназначено для включения транзистора Q2, подключенного по схеме с общей базой. К сожалению, это работает не так хорошо, как ожидалось, потому что конфигурация с общей базой означает, что ток эмиттера является суммой токов базы и коллектора. Поэтому отрицательное обнаружение довольно мрачно.Стоит отметить, что схема на Рисунке 1 также использует соединение с общей базой для отрицательных напряжений, но она была разработана для обеспечения одинаковой чувствительности как в режимах с общим эмиттером , так и в режимах с общей базой. Поскольку в этой схеме не было предпринято никаких мер предосторожности, она вообще не работает.


Рис. 7. Коммерческий детектор

Обнаружение отрицательного сигнала настолько плохое, что потребуется дополнительное усиление, чтобы гарантировать надежное срабатывание реле при пороговых значениях обнаружения.Как показано, он активирует реле без дополнительных деталей, но отрицательное напряжение постоянного тока должно быть не менее -10 В для обеспечения надежной работы реле. Это не та схема, которую я когда-либо мог бы рекомендовать, и она показана только потому, что она существует в коммерческом продукте. Многие люди думают, что крупные производители знают, что они делают, но часто они стремятся только к «достаточно хорошему». Это устройство можно изменить, чтобы оно работало намного лучше, чем просто добавление пары резисторов, но, по моему мнению, нет смысла продолжать его.Это также не подходит для более чем одного канала, что является еще одним ограничением.


Рис. 8. Кривые напряжения

Одним словом, «страшный». Это не та схема, которую я бы использовал или рекомендовал, потому что ее симметрия очень плохая. Да, это (вероятно) защитит колонки от отказавшего усилителя, но это не очень элегантное решение при любом натяжении воображения.


Входные фильтры

Для всех показанных цепей требуется входной конденсатор, как показано ниже.Они были исключены из схем, чтобы можно было контролировать напряжение детектирования, но они абсолютно необходимы в конечной схеме. Колпачок должен быть достаточно большим, чтобы гарантировать, что звуковой сигнал 20 Гц полной мощности 90 099 никогда не вызовет 90 100 срабатывания реле. В большинстве случаев биполярного электролитического конденсатора емкостью 10 мкФ будет достаточно, но если детектор очень чувствителен, может потребоваться большее значение. Необходимо учитывать входное сопротивление/импеданс детектора (не показано на рис. 9), но обычно это не является серьезной проблемой.


Рис. 9. Входной фильтр (типовой)

Фильтр не особо критичен, главное условие — никакой нормальный звуковой сигнал не должен вызывать срабатывание детектора. Критерий, который я использовал для P33, заключался в том, что сигнал 50 В RMS на частоте 16 Гц не должен вызывать «ложное срабатывание» схемы. Тот же уровень на частоте 10 Гц должен вызвать срабатывание защитного реле, гарантирующего, что выход усилителя отключится достаточно быстро, чтобы предотвратить повреждение динамика. Для усилителей с большей выходной мощностью (или детекторов с низким входным сопротивлением) может потребоваться увеличение емкости конденсатора.

Число 16 Гц было использовано, потому что это самая низкая частота, обычно доступная для больших органов, и крайне маловероятно, что такой высокий уровень когда-либо будет присутствовать в каком-либо записанном материале. Показанный фильтр составляет -40 дБ на частоте 16 Гц, что является идеальным. В случае возникновения неисправности постоянного тока время отклика зависит от напряжения неисправности, и при 35 В (положительном или отрицательном) схема среагирует менее чем за 40 миллисекунд. Большинство реле срабатывают менее чем за 10 мс, поэтому в худшем случае громкоговоритель будет находиться под напряжением питания не более 50 мс (уровень энергии менее 8 Дж ¹).Этого времени или энергии недостаточно для любого повреждения низкочастотных динамиков, но для твитеров необходимо повысить частоту среза, чтобы обеспечить более быструю работу.

¹ 8 Дж вырабатывается конденсатором емкостью 10 000 мкФ, заряженным до 40 В. Если это доставить к любому типичному низкочастотному динамику, результатом будет не более чем громкий «хлопок». Повреждений не произойдет, так как энергия отсутствует достаточно долго, чтобы вызвать нагрев звуковой катушки.

Из показанных схем схемы с диодными входами можно адаптировать для стерео, добавив еще одну пару диодов и вторую схему фильтра.Если диоды не используются, для стереофонической работы необходимо продублировать схему. Хотя можно просто добавить второй входной резистор, это будет работать только со схемой на Рисунке 5 (например), если R2 уменьшен до половины указанного значения (50 кОм). Добавление второго входного резистора имеет вторичный эффект снижения чувствительности, поэтому схема не будет такой быстрой. Более тревожным является то, что если один выход усилителя становится положительным, а другой отрицательным, то два гасят друг друга, и схема вообще не будет реагировать.

Хотя это крайне маловероятно (неисправности должны быть одновременными), никакой защиты не предлагается, если усилитель выключается и снова включается при наличии неисправностей. Вероятность такого провала может быть крайне мала, но я бы не рискнул на такой риск. Схема защиты, которая не срабатывает, когда это необходимо, опасна, поэтому схема на рис. 5 потребует дублирования для обеспечения максимальной надежности. Схема на рис. 7 вообще не рекомендуется , и она показана исключительно потому, что она существует, и вы можете с ней когда-нибудь столкнуться.

Существует несколько альтернативных схем защиты динамиков, многие из которых основаны на принципах, аналогичных показанным здесь. Можно ожидать, что некоторые из них сработают, но другие, вероятно, окажутся несколько иррациональными подходами к проблеме. Некоторые из них были тщательно продуманы, в то время как несколько примеров имеют (потенциально серьезные) недостатки. У меня нет ни времени, ни желания даже попытаться включить все схемы, которые я видел, но почти без исключения реле «защиты» подключено неправильно, без заземления нормально замкнутой клеммы.Усилитель всегда должен быть подключен к общей клемме реле, а динамик должен быть подключен к нормально разомкнутому контакту.

Усилители

BTL (мостовая нагрузка) создают особые проблемы, особенно те, которые используют один источник питания. Это означает, что на каждой клемме динамика всегда присутствует постоянный ток . Одно из решений этой дилеммы описано в Проекте 175, в котором используется метод, показанный на рис. 5. В нем используются компараторы LM393, а не операционные усилители, но принцип относительно не изменился.Существует некоторая дополнительная сложность, потому что вы не можете полагаться на то, что выходное напряжение равно ровно половине напряжения питания.


Проводка реле

Существует один (и только ) способ подключения реле, и он показан ниже. Подавляющее большинство схем «защиты» динамиков просто подключают усилитель и динамики к общему («Com») и нормально разомкнутому («NO») контактам, и если напряжение превышает максимальное номинальное значение для реле (обычно 30 В постоянного тока) , когда контакты размыкаются, между контактами будет проходить дуга, которая передает постоянный ток прямо через динамики.Я вижу много, много опубликованных схем, которые совершенно не решают эту проблему, поэтому схема защиты может фактически обеспечить гораздо меньшую защиту, чем вы думаете. Я проверил и проверил этот !


Рис. 10. Схема подключения реле

На рисунке показана правильная проводка. Если (или когда) усилитель выходит из строя, ток дуги шунтируется на землю, а не на динамик. В некоторых случаях параллельно контактам можно использовать конденсатор в надежде, что он сможет подавить дугу, но он должен быть достаточно высоким, и нет абсолютно никакой гарантии, что он сработает.Вы также можете использовать два реле с последовательно соединенными контактами, что дает теоретическое максимальное напряжение 60 В постоянного тока. Это подробно описано в статье Relays, Part II. Неправильная настройка реле может стать очень дорогостоящей ошибкой, особенно с очень мощными усилителями. Проблема усугубляется с усилителями BTL с однополярным питанием, потому что вы не можете закоротить динамик на землю, поэтому подробности см. в Проекте 175.


Каталожные номера
  1. пр.33 (ЭЦН)
  2. пр.175 (ЭЦН)
  3. Схема представлена ​​Mitko из Македонии.
  4. Различные схемы защиты, найденные в Сети, некоторые из которых в лучшем случае сомнительны. Я не даю ссылок на схемы, которые могут не работать, и не даю ссылок на сайты, конкурирующие с ESP.


Основной индекс Приложение. Примечания Алфавитный указатель
Уведомление об авторских правах.  Эта статья, включая, помимо прочего, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и © 2019 г.  Воспроизведение или повторная публикация любыми средствами, будь то электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещены в соответствии с Международные законы об авторском праве.Автор (Род Эллиотт) предоставляет читателю право использовать эту информацию только в личных целях, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки. Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта.

Страница создана и защищена авторскими правами © Rod Elliott, июнь 2019 г.


ИС инструментального усилителя постоянного тока с одним источником питания

Одноместный Инструментальный усилитель постоянного тока питания Схема и микросхема

Общий задачей экспериментаторов является увеличение усиления постоянного напряжения низкого уровня для записи или анализа.Большинство измерительные схемы требуют создания сложного проекта с двойные источники питания и высокоточные компоненты. Просто решение состоит в использовать интегральная схема (ИС), специально разработанная для этой цели, например как ИНА122. Эта конкретная микросхема инструментального усилителя очень проста в использовании. потому что он работает от Один напряжение питания и только один внешний резистор необходим для установки постоянного тока прирост. Вот принципиальная схема, показывающая, как использовать INA122 для создания базовый усилитель постоянного тока.

В этом конкретном примере усиление установлено на 205X. Выигрыш рассчитывается по формуле Усиление = 5+(200К/Р). Максимальный выход сигнал от усилителя не может превышать напряжения питания. метр или устройство который считывает выход с усилителя, должен иметь высокий вход импеданс. Эту же схему можно использовать для усиления дифференциального напряжения на подключение Контакт 2 (V-in) к опорному напряжению вместо земли.Есть еще много примеров использования этого усилителя в техпаспорте (см. ссылку ниже)


Покупка ИНА122 Усилители: Специальные Предложение

Микросхема ИС версия этого полезного усилителя становится все труднее найти любителям. Из-за многочисленных обращения клиентов за помощью в найти эти усилители, мы предлагаем пару (2 шт.) усилителей INA122 отправлено куда угодно в мир.

Пожалуйста Обратите внимание, что это предложение действует только для Интегральные микросхемы. Вам нужно будет предоставить макетную плату, блок питания, резистор, и т.д для завершения вашего усилителя. Многочисленные другие полезные приложения возможно с эта ИС, такая как усиливающие датчики, тензометрические датчики и милливольтовый выход преобразователи… см. данные INA122 простыня.

Два постоянного тока ИС усилителей (каталожный номер DCAMP), Доставка по всему миру включена! ИЗВИНИТЕ: ЭТОГО ТОВАРА НЕТ В НАЛИЧИИ



  ПОЧТА ИНФОРМАЦИЯ ДЛЯ ЗАКАЗА  

Мы продолжайте заказывать просто! Оперативно, вежливо 30-дневная политика возврата.

ИЗВИНИТЕ, ЭТОГО ТОВАРА НЕТ АКЦИЯ

BY ПОЧТА ….пожалуйста Отправить чек или денежный перевод для пары микросхем усилителя постоянного тока:

МТМ Scientific, Inc. Ящик 522, Клинтон, Мичиган 49236 США

Есть никаких задержек с доставкой личных чеков. Мы прилагаем все усилия отправить быстро.


Нажмите здесь, чтобы просмотреть другие Продукция MTM Scientific, Инк.

.

0 comments on “Усилитель постоянного тока схема: Усилители постоянного тока. Схема и АЧХ. кратко…

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.