יהיו לו ממדים שונים ומורכבות עיצוב מעגלים. המאמר יגע בשלושה סוגים של מגברים - טרנזיסטורים, מיקרו-מעגלים וצינורות. וכדאי להתחיל עם האחרון.
לעתים קרובות ניתן למצוא אותם בציוד ישן - טלוויזיות, מכשירי רדיו. למרות התיישנותה, טכניקה זו עדיין פופולרית בקרב חובבי מוזיקה. יש דעה שסאונד צינור הוא הרבה יותר נקי ויפה מסאונד "דיגיטלי". בהחלט ייתכן, בכל מקרה, שלא ניתן להשיג את אותו האפקט כמו מנורות על ידי שימוש במעגלי טרנזיסטור. ראוי לציין כי ניתן ליישם את מעגל מגבר השמע (הפשוט ביותר, באמצעות צינורות) באמצעות טריודה בלבד.
במקרה זה, יש צורך לשלוח אות לרשת צינור הרדיו. מתח הטיה מופעל על הקתודה - הוא מותאם על ידי בחירת ההתנגדות במעגל. מתח אספקה (מעל 150 וולט) מסופק לאנודה דרך קבל והפיתול הראשוני של השנאי. בהתאם לכך, הפיתול המשני מחובר לרמקול. אבל זהו מעגל פשוט, ובפועל נעשה שימוש לעתים קרובות בעיצובים דו או שלושה שלבים, שבהם יש מגבר מקדים וסופי (באמצעות צינורות חזקים).
איזה חסרון יכולה להיות לטכנולוגיית המנורה? הוזכר לעיל שמתח האנודה צריך להיות מעל 150 וולט. בנוסף לכך, יש צורך במתח חילופין של 6.3 וולט כדי להפעיל את החוטים של המנורות. לפעמים נדרש 12.6 וולט, מכיוון שיש מנורות עם מתח נימה זה. מכאן המסקנה – יש צורך עצום בשימוש בשנאים מאסיביים.
אבל יש יתרונות שמבדילים בין טכנולוגיית הצינור לבין טכנולוגיית הטרנזיסטור: קלות התקנה, עמידות וכמעט בלתי אפשרי לפגוע במעגל כולו. אלא אם אתה צריך לשבור את גליל המנורה כדי לשבור אותו. לא ניתן לומר את אותו הדבר על טרנזיסטורים - קצה מלחם מחומם יתר על המידה או סטטי יכול בקלות להרוס את מבנה הצומת. אותה בעיה קיימת עם מיקרו-מעגלים.
למעלה תרשים מעגל של מגבר שמע המשתמש בטרנזיסטורים. כפי שאתה יכול לראות, זה די מורכב - מספר רב של רכיבים משמשים המאפשרים לכל המערכת לעבוד. אבל אם מפרקים אותם לרכיבים קטנים, מסתבר שלא הכל כל כך מסובך. וכל המעגל עובד כמעט כמו זה שתואר לעיל על טריודה ואקום. בעיקרו של דבר, טרנזיסטור מוליכים למחצה הוא לא יותר מטריודה.
העיצוב הפשוט ביותר הוא מעגל על מוליך למחצה בודד, שבסיסו מסופק עם שלושה מתחים בו זמנית: מאספקת החשמל חיובית דרך התנגדות חיובית ומחוט משותף שלילי, כמו גם ממקור האות. האות המוגבר מוסר מהאספן. למעלה היא דוגמה למעגל מגבר שמע (הפשוט ביותר באמצעות טרנזיסטורים). הוא אינו משמש בצורתו הטהורה.
מגבר המבוסס על מיקרו-מעגלים יהיה הרבה יותר מודרני ואיכותי. למרבה המזל, היום יש הרבה מאוד מהם. מעגל מגבר השמע הפשוט ביותר במיקרו-מעגל מכיל מספר קטן ביותר של אלמנטים. ומי שיודע להתמודד עם מלחם פחות או יותר נסבל יכול לעשות ULF טוב בעצמו. ככלל, מיקרו-מעגלים מכילים כמה קבלים והתנגדויות.
כל שאר האלמנטים הדרושים לפעולה נמצאים בגביש עצמו. אבל הדבר החשוב ביותר הוא תזונה. עיצובים מסוימים דורשים שימוש בספקי כוח דו-קוטביים. לעתים קרובות הבעיה מתעוררת דווקא שם. מיקרו-מעגלים הדורשים כוח כזה, למשל, די קשים לשימוש לייצור מגבר לרכב.
מכיוון שכבר התחלנו לדבר על מגברים על מיקרו-מעגלים, כדאי להזכיר שניתן להשתמש בהם עם בלוקים של טון. מיקרו-מעגלים מיוצרים במיוחד עבור מכשירים כאלה. הם מכילים את כל הרכיבים הדרושים כל מה שנותר הוא להתקין נכון את המכשיר כולו.
ותהיה לך הזדמנות להתאים את גוון המוזיקה. יחד עם אקולייזר LED, זה יהיה לא רק נוח, אלא גם אמצעי יפה להמחשת צליל. והדבר המעניין ביותר עבור חובבי אודיו לרכב הוא, כמובן, היכולת לחבר סאב וופר. אבל כדאי להקדיש לזה סעיף נפרד, כי הנושא מעניין ואינפורמטיבי.
לאחר ששקלנו את כל סוגי המגברים האפשריים, אנו יכולים להסיק: האיכותיים והפשוטים ביותר מיוצרים רק על בסיס אלמנט מודרני. הרבה מעגלים מיקרו מיוצרים במיוחד עבור מגברים בתדר נמוך. דוגמה לכך היא TDA מסוג ULF עם ייעודים דיגיטליים שונים.
הם משמשים כמעט בכל מקום, שכן יש גם שבבים בעלי הספק נמוך וגם בעוצמה גבוהה. לדוגמה, עבור רמקולים ניידים למחשב, עדיף להשתמש במיקרו-מעגלים בהספק של לא יותר מ-2-3 וואט. אבל עבור ציוד רכב או אקוסטיקה של קולנוע ביתי, רצוי להשתמש במיקרו-מעגלים בהספק של מעל 30 W. אבל שימו לב לעובדה שהם צריכים הגנה קולית. המעגלים חייבים להכיל נתיך שיגן מפני קצרים במעגל.
יתרון נוסף הוא שאין צורך באספקת חשמל מאסיבית, כך שתוכלו להשתמש בקלות באחד מוכן, למשל, ממחשב נייד, מחשב אישי, MFP ישן (בחדשים, ככלל, יש את ספק הכוח בפנים). קלות ההתקנה היא מה שחשוב לחובבי רדיו מתחילים. הדבר היחיד שמכשירים כאלה דורשים הוא קירור באיכות גבוהה. אם אנחנו מדברים על ציוד חזק, אז תצטרך להתקין אחד מאולץ - אחד או יותר מצננים על הרדיאטור.
אני מציג את הדור השלישי של מגבר סטודיו מסוג EA. בהשוואה לדור הראשון ולמבחן הביניים השני, המעגל עבר שינויים בחלק הקלט ובמעגל אספקת החשמל שלו. גם דירוגי בסיס ושלב הפלט של האלמנטים שונו.
מאפיינים:
תָכְנִית
בתרשים, חלק הקלט הוא C1, C2, R1, R2. הבא הוא המגבר הדיפרנציאלי במגבר OP1. כוח המגבר מסופק דרך נגדים R7 ו-R10, מוגבלים על ידי דיודות זנר VD1 ו-VD2 ומועברים על ידי קבלים C5 ו-C6 עבור LF, C7 ו-C8 עבור HF. השרשרת R3, C3, R4, C4 יוצרת לולאת משוב שלילי. לאחר מכן, מפל הזרם השקט והייצוב התרמי ב-VT1, נקודת הפעולה נקבעת על ידי נגדים R5 ו-R6. אחריו, מפל VN (מגבר מתח) על VT2 ו-VT3, שהפולטים שלו מחוברים למשותף דרך R11 ו-R12, ואליו מסופקים מתחים דרך R14 ו-R15 מנגדי המוצא R17 ו-R18, ביחד כשהעומס עובד כשאנט זרם יחסית למשותף. שלב הפלט מורכב על VT4 ו-VT5, שזרם הבסיס שלהם מוגבל על ידי נגדים R13 ו-R16. ביציאה של המגבר יש מעגל sobel סטנדרטי R19, C13. לאספקת חשמל ישנם קבלי shunt C10 ו-C11 עבור HF, C12 ו-C14 עבור טווח בינוני.
איך זה עובד
האות ממחבר הכניסה עובר דרך קבל הבידוד C1 ועובר למחלק R2-R1 ומהם לכניסה הלא-הפוכה של המגבר OP1. קבל C2 עוקף את הקלט ומדכא הפרעות RF.
בגרף למעלה ניתן לראות את צורת הגל בכניסת המגבר (כחול), כמו גם בבסיסי VT2 (אדום) ו-VT3 (ירוק).
הבדל זה בבסיסי הטרנזיסטורים, לאחר הגברה על ידם, מאפשר לך להיפטר מאפקט הצעד ותלוי בזרם השקט, אשר נקבע על ידי הטרנזיסטור VT1. ככל ש-VT1 פתוח יותר, כך זרם השקט נמוך יותר. זה קורה בגלל העובדה ש-VT1, המחבר את הבסיסים של הטרנזיסטורים VT2 ו-VT3, בעת הפתיחה, מושך אותם זה לזה, כלומר, המתח בכל בסיס הופך קרוב יותר לפולט, מה שאומר שהטרנזיסטור נסגר בהדרגה. המתח המבוסס על VT1 נוצר על ידי המחלק R5-R6, אשר מסופק מעמודי החשמל דרך נגדים R8 ו-R10.
בגרף שלמעלה, האות בכניסת ה-Op-amp (ירוק), ב- בסיס טרנזיסטור VT4(כחול), VT5 (אדום) והאות מופעל פלט מגבר(סָגוֹל).
מהטרנזיסטורים VT2 ו-VT3, האות מסופק לבסיסים VT4 ו-VT5 דרך נגדים מגבילים R13 ו-R16. במעגלי הפולט VT2 ו-VT3, ביחס לסך הכל, ישנם 2 נגדים R11 ו-R12, בעזרתם נקבע משוב זרם שלילי דרך R14 ו-R15, כאשר ה-shunt הוא R17 ו-R18. המשוב הזה הוא שנותן למגבר את מעמד ה-EA. ככל שהספק המוצא גבוה יותר, זרם השקט נמוך יותר. המשמעות היא שבהספקים ואותות נמוכים המגבר פועל בדרגה A, ועם הגדלתו הוא נכנס לדרגה AB.
המשוב נוצר על ידי השרשרת R3 ו-C3 וכן R4 ו-C4, כאשר R3 מגדיר את משוב המתח הכולל, ו-C3 חותך את הטווח העליון כדי למנוע עירור עצמי של המגבר, החלק התחתון של המחלק פועל רק עם חלק משתנה של האות עקב קבל C4. זה קובע משוב גדול יותר ביחס לזרם ישר, וערכים גדולים יותר שלו בזמן סרק של המגבר.
המגבר עומד היטב בקצרים קצרי טווח בעומס עקב משוב זרם. במהלך קצר חשמלי, למרות שהטרנזיסטורים של שלב המוצא פועלים במצב לא נורמלי, מעגל המשוב הנוכחי מפחית את הספק המוצא מספיק כדי שהטרנזיסטורים לא יישרפו מיידית שהם עלולים להיכשל עקב התחממות יתר. המעגל גם אדיש לחלוטין להפעלה ללא עומס, בניגוד למגברים מסוימים. לפיכך, המעגל הגביר את האמינות.
שוב על המאפיינים
הגרף שלהלן מציג את טווח התדרים עבור דירוגים אלה הוא 30Hz-25kHz על שטח שטוח, או 20Hz-40kHz עם סטייה של לא יותר מ-1 dB.
קצב ה-Slew חושב על ידי הכפלת קצב ה-Slew של מגבר ההפעלה בהגבר של מגבר המתח ושלב המוצא. ובניגוד לכמה מחברים, זה אמיתי (המחבר הגדיל את הנתון הזה ל-228V/µs), עבור רוב המגברים הטוריים הנתון הזה אינו עולה על 15-20V/µs לפי היצרנים.
כל הנתונים הושגו באמצעות מידול וחישוב מתמטי. בפועל, למגבר צליל נקי ומפורט ונמוכים אלסטיים.
הגדרות
מגבר מורכב כהלכה אינו זקוק לכוונון. אבל עדיין. זרם השקט נבחר על ידי היחס בין הנגדים R5 ו-R6, והוא מגיע עד 200mA (בכל זאת Class A) ללא אות כניסה (עוד כאמור לעיל - זרם OOS עובד). למגבר ההפעלה צריך להיות +-15V יציב. הרווח תלוי במחלק הקלט ובערך של נגד המשוב.
דרישות עיצוב
כל טרנזיסטורי המגבר חייבים להיות מותקנים על רדיאטור אחד בשטח של לפחות 1600 סמ"ר. ספק כוח מגבר: מינימום +-30V, מקסימום +-60V. נומינלי +-35V.
טרנזיסטורים חייבים להיות מורכבים על רדיאטור באמצעות מצע תרמי מבודד ומשחה תרמית. היזהר בעת חיבור הלוח דרך החורים הסטנדרטיים - אדם אחד כבר קצר ושרף את המסלולים כך.
לוח מעגלים מודפסים
ללוח המעגלים המודפסים מידות של 50x100 מ"מ. הלוח הוא דו צדדי. מומלץ מאוד להשתמש במעגלים מודפסים של המפעל בשל ההתקנה ההדוקה, שאינה מאפשרת הלחמה איכותית של פינים לשכבה העליונה, וכן נוכחות של ויאס במעגלי האספקה.
תמונה של המכשיר
התמונה למעלה מציגה את גרסת המגבר 1.1. להלן גרסה 1.2 של מגבר
לוחות ירוקים הוזמנו דרך השירות שניתן על ידי האתר, את הכפתור עבורו תוכלו למצוא למטה.
כמו כן, אחת הגרסאות של המגבר נארזה במארז כפתרון מוכן.
המאמר מלווה בטיוטה ב. על ידי הפעלת הסימולציה, ניתן ללמוד את התהליכים המתרחשים במעגל ביתר פירוט, וגם לראות כיצד המעגל יתנהג בדירוגים אחרים.
יִעוּד | סוּג | פלג דתי | כַּמוּת | הערה | לִקְנוֹת | הפנקס שלי |
---|---|---|---|---|---|---|
OP1 | מגבר תפעולי | TL081 | 1 | לפנקס רשימות | ||
VT1 | טרנזיסטור דו קוטבי | BD139 | 1 | לפנקס רשימות | ||
VT2 | טרנזיסטור דו קוטבי | MJE15032 | 1 | לפנקס רשימות | ||
VT3 | טרנזיסטור דו קוטבי | MJE15033 | 1 | לפנקס רשימות | ||
VT4 | טרנזיסטור דו קוטבי | 2SA1943 | 1 | לפנקס רשימות | ||
VT5 | טרנזיסטור דו קוטבי | 2SC5200 | 1 | לפנקס רשימות | ||
R1, R2 | נַגָד | 22 קילו אוהם | 2 | 0.25W | לפנקס רשימות | |
R3, R8, R9 | נַגָד | 20 קילו אוהם | 3 | 0.25W | לפנקס רשימות | |
R4 | נַגָד | 1 קואוהם | 1 | 0.25W | לפנקס רשימות | |
R5 | נַגָד | 6.8 קילו אוהם | 1 | 0.25W | לפנקס רשימות | |
R13, R16 | נַגָד | 51 אוהם | 2 | 0.25W | לפנקס רשימות | |
R6 | נַגָד | 10 קילו אוהם | 1 | 0.25W | לפנקס רשימות | |
R7, R10 | נַגָד | 1.2 קילו אוהם | 2 | 1W | לפנקס רשימות | |
R11, R12 | נַגָד | 68 אוהם | 2 | 2W | לפנקס רשימות | |
R14, R15 | נַגָד | 630 אוהם | 2 | 2W | לפנקס רשימות | |
R17, R18 | נַגָד | 0.22 אוהם | 2 | 2W | לפנקס רשימות | |
R19 | נַגָד |
היה רצון להרכיב מגבר Class "A" חזק יותר. לאחר שקראתי כמות מספקת של ספרות רלוונטית, בחרתי בגרסה העדכנית ביותר ממה שהוצע. זה היה מגבר של 30W התואם בפרמטרים שלו למגברים ברמה גבוהה.
לא התכוונתי לערוך שינויים כלשהם בניתוב הקיים של המעגלים המודפסים המקוריים, אולם בשל היעדר טרנזיסטורי כוח מקוריים, נבחר שלב פלט אמין יותר באמצעות טרנזיסטורים 2SA1943 ו-2SC5200. השימוש בטרנזיסטורים אלו איפשר בסופו של דבר לספק כוח מוצא גדול יותר למגבר. התרשים הסכמטי של הגרסה שלי של המגבר נמצא למטה.
זוהי תמונה של לוחות שהורכבו לפי מעגל זה עם טרנזיסטורים Toshiba 2SA1943 ו-2SC5200.
אם אתה מסתכל היטב, אתה יכול לראות על המעגל המודפס יחד עם כל הרכיבים יש נגדי הטיה, הם סוג פחמן 1 W. התברר שהם יציבים יותר בחום. כאשר כל מגבר בעל הספק גבוה פועל, נוצרת כמות עצומה של חום, ולכן שמירה על דירוג קבוע של הרכיב האלקטרוני בעת החימום הוא תנאי חשוב לפעולתו האיכותית של המכשיר.
הגרסה המורכבת של המגבר פועלת בזרם של כ-1.6 A ומתח של 35 V. כתוצאה מכך, 60 W של הספק רציף מתפזר על הטרנזיסטורים בשלב המוצא. עלי לציין שזה רק שליש מהכוח שהם יכולים להתמודד. נסו לדמיין כמה חום נוצר על הרדיאטורים כשהם מחוממים ל-40 מעלות.
מארז המגבר עשוי בעבודת יד מאלומיניום. פלטה עליונה וצלחת הרכבה בעובי 3 מ"מ. הרדיאטור מורכב משני חלקים, הממדים הכוללים שלו הם 420 x 180 x 35 מ"מ. מחברים - ברגים, לרוב עם ראש נירוסטה שקוע תחתון והברגה M5 או M3. מספר הקבלים הוגדל לשישה, הקיבולת הכוללת שלהם היא 220,000 µF. שנאי 500 ואט שימש לאספקת חשמל.
מכשיר המגבר, בעל פסי נחושת בעיצוב המתאים, נראה בבירור. מתווסף טורואיד קטן לזרימה מבוקרת תחת שליטה של מעגל הגנה DC. יש גם מסנן גבוה במעגל אספקת החשמל. עם כל הפשטות שלו, יש לומר פשטות מתעתעת, טופולוגיית הלוח של המגבר הזה מפיקה צליל כאילו בלי שום מאמץ, מה שמרמז בתורו על אפשרות ההגברה האינסופית שלו.
גלגול של 3 dB ב-208 קילו-הרץ
גל סינוס 10 הרץ ו-100 הרץ
גל סינוס 1 קילו-הרץ ו-10 קילו-הרץ
אותות 100 קילו-הרץ ו-1 מגה-הרץ
גל ריבועי 10 הרץ ו-100 הרץ
גל ריבועי 1 קילו-הרץ ו-10 קילו-הרץ
הספק כולל של 60 W, ניתוק סימטריה של 1 קילו-הרץ
כך מתברר שעיצוב פשוט ואיכותי של UMZCH לא בהכרח נעשה באמצעות מעגלים משולבים - רק 8 טרנזיסטורים מאפשרים להשיג צליל הגון עם מעגל שניתן להרכיב בחצי יום.
אני בטוח שרבים מכם אינם מרוצים מצפצופים ועיוותים מרמקולי מחשב סיניים לא רציניים. ניסיתי לחבר כמה גרסאות של אקוסטיקה כזו למחשב, אבל אף אחת מהן לא סיפקה אותי גם מבחינת איכות הסאונד, או הפונקציונליות, והכי חשוב, העיצוב הגרוע שלהן. אז הייתי צריך לנסות לעשות משהו מועיל בעצמי. יתר על כן, מיקרו-מעגלים מודרניים מאפשרים לך להלחים ULFs שהם ממש טובים במאפיינים שלהם, פשוטו כמשמעו בערב. כל הפריטים האלקטרוניים נמצאו בבית נקנו רק שבבי מגבר ומתגים עם שקעי אוזניות.
מגבר חזק 2x25 וואט, עשוי על מעגל המיקרו TDA7265 - זה ה-ULF הראשי. הורד כאן תיאור מפורט של המיקרו-מעגל.
זהו ULF קטן, בעל הספק נמוך יחסית לאוזניות 2x5 וואט. העליונות שלו ברורות כמובן, לפחות מבחינת הספק המוצא. אבל הכנתי את זה לא רק לאוזניים, אלא יותר בשביל נוחות השימוש. אחרי הכל, על מנת לחבר אוזניות עם תקע ג'ק עבה 6.3 מ"מ, יהיו קשיים רבים עם מתאמים, שלא לדבר על העובדה שלא ניתן לשאוב אותם במלואם באיכות הגונה על ידי מגבר חלש.
לרוב, המראה של דוברי סינית קנויים מותיר הרבה מה לרצות ואתה רק רוצה לשים אותם מתחת לשולחן כדי לא לראות אותם. אבל אז זה יהיה לא נוח להפעיל אותם. מגבר זה, המורכב במו ידיכם ולפי טעמכם, ימוקם במקום גלוי ונוח על השולחן, בהיותו הקישוט המקורי שלו, כך שכל השקעים, הרגולטורים וכפתורי ה-ULF יהיו בהישג יד. ניתן לכבות את התאורה האחורית אם רוצים על ידי כפתור בדופן האחורית של ה-ULF, כדי לא להפריע לשימוש במחשב בחושך, אך לאחר ההפעלה הבאה של המגבר הוא נדלק שוב אוטומטית.
הדיור ל-ULF היה עשוי סיבית, ולאחר מכן הוא נוקה בקפידה ונצבע בצבע שחור רציני.
רציתי להפוך את המחוון לדומה לאינדיקטורים של מגברים ממותגים מפורסמים.
הרגולטור עשוי קלאסי - גדול, עגול, ובשום מקרה לא כפתור. כך שכשאתה מסובב אותו אתה מרגיש שזה משהו, ולא איזה זבל של צעצועים זול. במקודד, ההתאמה נעלמה מעצמה שהייתי צריך כדי להדגיש את המיקום על הידית, ולא ניתן יהיה לסובב אותו בלי סוף עם חוט. לכן, החלטתי לעשות ווסת באמצעות נגד משתנה.
הוחלט לעשות את התומכים ל-ULF תוצרת בית בסגנון העיצוב הקלאסי של ציוד רדיו - מצופה ניקל, אך עם טוויסט קל בסגנון ההייטק. תאורה כחולה משמשת בבסיס הרגליים. כפי שניתן לראות מהתמונות, זה מיושם באמצעות נוריות LED כחולות מוצפות בבסיס הרגליים.
בפאנל הקדמי של ה-ULF יש: מתג ראשי, מתג AC, אות קבוע לאוזניות, ללא קשר אם הרמקולים מופעלים או לא - גם זה חלק מהתוכנית המיועדת. כיום לא תמצאו מגבר עם מעגל כזה, אפילו מגברים יקרים רציניים עשויים על פי העיקרון "תחברו אוזניות ואין אות לרמקולים", אבל בעבר כל המגברים יוצרו בדיוק לפי המעגל הזה. עבורי, ערכת הפצת האותות הזו מאוד רלוונטית.
פרויקט זה הוא מגבר סטריאו תוצרת בית עם יציאת אוזניות נוספת. המגבר בנוי על מעגל משולב TDA2050 יחיד, המיועד לשימוש כמגבר שמע Hi-Fi. הוא יפעל בטווח מתח אספקה מ-+/-4.5 ל-+/-25 V. כ-30 W הספק, יעילות היא כ-65%. עם זאת, ראוי לציין שכדי לשמור על יציבות, רווח המעגל חייב להיות לפחות 24 dB. המגבר נבנה עבור רמקולי מדף ספרים Klipsch RB-51. רמקולים 8 אוהם, רגישות 92 dB. המגבר יכול לעבוד עם רוב מקורות הקו כגון נגן mp3, נגן תקליטורים, מקלט וכו'. שבב TDA2050 הקטן יכול להפיק סאונד טוב מאוד. לפני שנתחיל, אני מציע שתעיין בגיליון הנתונים, במיוחד אם אתה רוצה לבצע כמה שינויים שיתאימו להגדרת הסטריאו שלך.