Einfache Niederfrequenztransistoren mit eigenen Händen. Ein einfacher Klasse-A-Transistorverstärker. Diagramme und Anweisungen zum Bau eines Verstärkers zu Hause

Die Redaktion der Seite "Two Schemes" präsentiert einen einfachen aber hochwertigen Bassverstärker für MOSFET-Transistoren... Seine Schaltung sollte Funkamateuren und Audiophilen wohl bekannt sein, da sie bereits 20 Jahre alt ist.Die Schaltung ist eine Weiterentwicklung des berühmten Anthony Holton, daher wird sie manchmal auch ULF Holton genannt. Das Tonverstärkungssystem hat eine geringe harmonische Verzerrung von nicht mehr als 0,1 % bei einer Leistung pro Last von etwa 100 Watt.

Dieser Verstärker ist eine Alternative zu den beliebten Verstärkern der TDA-Serie und ähnlichen Pop-Verstärkern, denn zu einem etwas höheren Preis bekommt man einen Verstärker mit deutlich besseren Eigenschaften.

Der große Vorteil des Systems ist einfacher Aufbau und eine Ausgangsstufe bestehend aus 2 preiswerten MOSFETs. Der Verstärker kann mit Lautsprechern mit einer Impedanz von sowohl 4 als auch 8 Ohm arbeiten. Die einzige Anpassung, die während des Startvorgangs vorgenommen werden muss, besteht darin, den Ruhestromwert der Ausgangstransistoren einzustellen.

Schematische Darstellung von UMZCH Holton


Holton MOSFET Verstärker - Schaltung

Die Schaltung ist ein klassischer zweistufiger Verstärker, sie besteht aus einem Differenzeingangsverstärker und einem symmetrischen Leistungsverstärker, in dem ein Paar Leistungstransistoren arbeitet. Das Systemdiagramm ist oben dargestellt.

Leiterplatte


ULF-Leiterplatte - fertige Ansicht

Hier ist ein Archiv mit PDF-Dateien Leiterplatte -.

Das Prinzip des Verstärkers

Die Transistoren T4 (BC546) und T5 (BC546) arbeiten in einer Differenzverstärkerkonfiguration und sind so ausgelegt, dass sie von einer Stromquelle gespeist werden, die auf der Basis der Transistoren T7 (BC546), T10 (BC546) und den Widerständen R18 (22 kΩ), R20 . aufgebaut ist (680 Ohm) und R12 (22 Zimmer). Eingangssignal wird zwei Filtern zugeführt: Tiefpass, bestehend aus den Elementen R6 (470 Ohm) und C6 (1 nF) - er begrenzt die hochfrequenten Anteile des Signals und Bandpassfilter bestehend aus C5 (1 μF), R6 und R10 (47 kΩ) und begrenzen die Signalkomponenten bei infra-niedrigen Frequenzen.

Der Differenzverstärker wird mit den Widerständen R2 (4,7 kΩ) und R3 (4,7 kΩ) belastet. Die Transistoren T1 (MJE350) und T2 (MJE350) sind eine weitere Verstärkerstufe, und ihre Last sind die Transistoren T8 (MJE340), T9 (MJE340) und T6 (BD139).

Die Kondensatoren C3 (33pF) und C4 (33pF) wirken der Verstärkererregung entgegen. Kondensator C8 (10 nF) parallel zu R13 (10 kΩ / 1 V) verbessert das ULF-Einschwingverhalten, das für schnell ansteigende Eingangssignale wichtig ist.

Der Transistor T6 ermöglicht zusammen mit den Elementen R9 (4,7 Ohm), R15 (680 Ohm), R16 (82 Ohm) und PR1 (5 Ohm) die richtige Polarität der Verstärkerendstufen im Ruhezustand einzustellen. Mit einem Potentiometer muss der Ruhestrom der Ausgangstransistoren innerhalb von 90-110 mA eingestellt werden, was einem Spannungsabfall an R8 (0,22 Ohm / 5 W) und R17 (0,22 Ohm / 5 W) innerhalb von 20-25 entspricht mV. Die Gesamtruhestromaufnahme des Verstärkers sollte im Bereich von 130 mA liegen.

Die Ausgangselemente des Verstärkers sind die MOS-Transistoren T3 (IRFP240) und T11 (IRFP9240). Diese Transistoren werden als Spannungsfolger mit einem großen maximalen Ausgangsstrom eingebaut, daher müssen die ersten 2 Stufen eine ausreichend große Amplitude für das Ausgangssignal schwingen.

Die Widerstände R8 und R17 wurden hauptsächlich verwendet, um den Ruhestrom von Leistungsverstärkertransistoren schnell zu messen, ohne die Schaltung zu stören. Sie können aufgrund der unterschiedlichen Widerstandswerte der offenen Kanäle der Transistoren auch nützlich sein, wenn das System auf ein weiteres Paar Leistungstransistoren erweitert wird.

Widerstände R5 (470 Ohm) und R19 (470 Ohm) begrenzen die Ladegeschwindigkeit der Kapazität der Durchgangstransistoren und begrenzen somit Frequenzbereich Verstärker. Dioden D1-D2 (BZX85-C12V) schützen Leistungstransistoren. Bei ihnen sollte die Spannung beim Start in Bezug auf die Stromversorgungen für die Transistoren 12 V nicht überschreiten.

Die Verstärkerplatine bietet Platz für die Leistungsfilterkondensatoren C2 (4700 µF / 50 V) und C13 (4700 µF / 50 V).


Hausgemachter Transistor ULF auf MOSFET

Die Steuerung wird über einen zusätzlichen RC-Filter aus den Elementen R1 (100 Ohm / 1 V), C1 (220 µF / 50 V) und R23 (100 Ohm / 1 V) und C12 (220 µF / 50 V) versorgt.

Netzteil für UMZCH

Die Verstärkerschaltung liefert echte 100 Watt Leistung (effektiv sinusförmig), bei einer Eingangsspannung im Bereich von 600 mV und einem Lastwiderstand von 4 Ohm.


Holton-Verstärker an Bord mit Details

Der empfohlene Transformator ist ein 200 W Ringkern mit einer Spannung von 2x24 V. Nach Gleichrichtung und Glättung sollte eine zweipolige Stromversorgung der Endstufen im Bereich von +/- 33 Volt erreicht werden. Das hier gezeigte Design ist ein Mono-Verstärkermodul mit sehr gute Parameter, auf MOSFET-Transistoren aufgebaut, die als separate Einheit oder als Teil verwendet werden können.

Nachdem er die Grundlagen der Elektronik beherrscht, ist ein Funkamateur-Anfänger bereit, seine ersten elektronischen Designs zu löten. Audio-Leistungsverstärker sind im Allgemeinen die wiederholbarsten Designs. Es gibt viele Schemata, jedes unterscheidet sich in seinen Parametern und seinem Design. In diesem Artikel werden einige der einfachsten und vollständig funktionierenden Verstärkerschaltungen betrachtet, die von jedem Funkamateur erfolgreich wiederholt werden können. Der Artikel verwendet keine komplexen Begriffe und Berechnungen, alles ist so weit wie möglich vereinfacht, damit keine zusätzlichen Fragen auftauchen.

Beginnen wir mit einer leistungsstärkeren Schaltung.
Die erste Schaltung wird also auf der bekannten Mikroschaltung TDA2003 hergestellt. Dies ist ein Mono-Verstärker mit bis zu 7 Watt Ausgangsleistung an einer 4 Ohm Last. Ich möchte sagen, dass der Standardschaltkreis dieses Mikroschaltkreises eine kleine Anzahl von Komponenten enthält, aber vor ein paar Jahren habe ich einen anderen Schaltkreis auf diesem Mikroschaltkreis entwickelt. Bei dieser Schaltung ist die Anzahl der Bauteile minimiert, aber der Verstärker hat seine Klangparameter... Nachdem ich diese Schaltung entwickelt hatte, begann ich, alle meine Verstärker für Low-Power-Lautsprecher auf dieser Schaltung zu bauen.

Die Schaltung des vorgestellten Verstärkers hat einen weiten Bereich reproduzierbarer Frequenzen, der Versorgungsspannungsbereich reicht von 4,5 bis 18 Volt (typisch 12-14 Volt). Die Mikroschaltung ist auf einem kleinen Kühlkörper installiert, da die maximale Leistung bis zu 10 Watt erreicht.

Der Mikroschaltkreis ist mit einer Last von 2 Ohm belastbar, dh es können 2 Köpfe mit einem Widerstand von 4 Ohm an den Verstärkerausgang angeschlossen werden.
Der Eingangskondensator kann durch jeden anderen Kondensator mit einer Kapazität von 0,01 bis 4,7 µF (vorzugsweise von 0,1 bis 0,47 µF) ersetzt werden, sowohl Film als auch Keramikkondensatoren... Es wird empfohlen, alle anderen Komponenten nicht zu ersetzen.

Lautstärkeregelung von 10 bis 47 kOhm.
Die Ausgangsleistung der Mikroschaltung ermöglicht die Verwendung in Low-Power-Lautsprechern für einen PC. Es ist sehr praktisch, eine Mikroschaltung für Stand-alone-Lautsprecher zu verwenden, um Handy usw.
Der Verstärker funktioniert sofort nach dem Einschalten, es sind keine zusätzlichen Einstellungen erforderlich. Es wird empfohlen, das Minus-Netzteil zusätzlich an den Kühlkörper anzuschließen. Alle Elektrolytkondensatoren haben vorzugsweise 25 Volt.

Die zweite Schaltung ist auf Low-Power-Transistoren aufgebaut und eignet sich eher als Kopfhörerverstärker.

Das ist wahrscheinlich das Meiste Qualitätskreislauf diese Art, der Klang ist klar, man spürt das Ganze Frequenzbereich... MIT gute kopfhörer, es fühlt sich an, als ob Sie einen vollwertigen Subwoofer haben.

Der Verstärker ist auf nur 3 Sperrtransistoren aufgebaut, als billigste Option wurden Transistoren der KT315-Serie verwendet, deren Auswahl jedoch groß genug ist.

Der Verstärker kann mit einer niederohmigen Last von bis zu 4 Ohm betrieben werden, wodurch es möglich ist, die Schaltung zur Verstärkung des Signals eines Players, Radios usw. Als Stromquelle wird eine 9-Volt-Kronenbatterie verwendet.
In der Endstufe kommen auch KT315-Transistoren zum Einsatz. Um die Ausgangsleistung zu erhöhen, können Sie KT815-Transistoren verwenden, müssen dann jedoch die Versorgungsspannung auf 12 Volt erhöhen. In diesem Fall erreicht die Leistung des Verstärkers bis zu 1 Watt. Der Ausgangskondensator kann eine Kapazität von 220 bis 2200 µF haben.
Die Transistoren in dieser Schaltung erwärmen sich nicht, daher ist keine Kühlung erforderlich. Wenn Sie leistungsstärkere Ausgangstransistoren verwenden, benötigen Sie möglicherweise kleine Kühlkörper für jeden Transistor.

Und schließlich das dritte Schema. Eine ebenso einfache, aber bewährte Version der Verstärkerstruktur wird vorgestellt. Der Verstärker kann mit einer reduzierten Spannung von bis zu 5 Volt betrieben werden. In diesem Fall beträgt die Ausgangsleistung der PA nicht mehr als 0,5 W und die maximale Leistung bei einer Stromversorgung von 12 Volt erreicht bis zu 2 Watt.

Die Ausgangsstufe des Verstärkers ist auf einem inländischen Komplementärpaar aufgebaut. Passen Sie den Verstärker an, indem Sie den Widerstand R2 auswählen. Hierfür empfiehlt es sich einen 1kOhm Trimmer zu verwenden. Drehen Sie den Regler langsam, bis der Ruhestrom der Endstufe 2-5 mA beträgt.

Der Verstärker hat keine hohe Eingangsempfindlichkeit, daher empfiehlt es sich, vor dem Eingang einen Vorverstärker zu verwenden.

Eine wichtige Rolle in der Schaltung spielt eine Diode, die hier den Modus der Endstufe stabilisiert.
Die Transistoren der Endstufe können durch jedes komplementäre Paar der entsprechenden Parameter ersetzt werden, zum Beispiel KT816 / 817. Der Verstärker kann eigenständige Lautsprecher mit geringer Leistung mit einer Lastimpedanz von 6-8 Ohm ansteuern.

Liste der Radioelemente

Bezeichnung Eine Art Konfession Menge NotizErgebnisMein Notebook
Verstärker auf dem TDA2003-Chip
Audio-Verstärker

TDA2003

1 In den Notizblock
C1 47 uF x 25V1 In den Notizblock
C2 Kondensator100 nF1 Film In den Notizblock
C3 Elektrolytkondensator1 μF x 25 V1 In den Notizblock
C5 Elektrolytkondensator470 uF x 16V1 In den Notizblock
R1 Widerstand

100 Ohm

1 In den Notizblock
R2 Variabler Widerstand50 kΩ1 10 kΩ bis 50 kΩ In den Notizblock
Ls1 Dynamischer Kopf2-4 Ohm1 In den Notizblock
Verstärker an Transistoren Schaltungsnummer 2
VT1-VT3 Bipolartransistor

KT315A

3 In den Notizblock
C1 Elektrolytkondensator1 uF x 16V1 In den Notizblock
C2, C3 Elektrolytkondensator1000 uF x 16V2 In den Notizblock
R1, R2 Widerstand

100 kΩ

2 In den Notizblock
R3 Widerstand

47 kOhm

1 In den Notizblock
R4 Widerstand

1 kΩ

1 In den Notizblock
R5 Variabler Widerstand50 kΩ1 In den Notizblock
R6 Widerstand

3 kΩ

1 In den Notizblock
Dynamischer Kopf2-4 Ohm1 In den Notizblock
Verstärker an Transistoren Schaltungsnummer 3
VT2 Bipolartransistor

KT315A

1 In den Notizblock
VT3 Bipolartransistor

KT361A

1 In den Notizblock
VT4 Bipolartransistor

KT815A

1 In den Notizblock
VT5 Bipolartransistor

KT816A

1 In den Notizblock
VD1 Diode

D18

1 Oder eine niedrige Leistung In den Notizblock
C1, C2, C5 Elektrolytkondensator10 μF x 16 V3

Da war der Wunsch, mehr zu sammeln leistungsstarker Verstärker"Eine Klasse. Eine ausreichende Menge relevanter Literatur gelesen und die meisten ausgewählt haben letzte Version... Es war ein 30W-Verstärker, der in seinen Parametern mit High-End-Verstärkern übereinstimmte.

Ich hatte nicht vor, das vorhandene Routing der Original-Leiterplatten zu ändern, jedoch wurde aufgrund des Fehlens der Original-Leistungstransistoren eine zuverlässigere Endstufe mit 2SA1943- und 2SC5200-Transistoren gewählt. Die Verwendung dieser Transistoren ermöglichte letztendlich eine große Ausgangsleistung Verstärker. Schematische Darstellung meine Version des Verstärkers weiter.

Dies ist ein Bild von Platinen, die nach diesem Schema mit Toshiba 2SA1943- und 2SC5200-Transistoren bestückt sind.

Wenn Sie genau hinschauen, können Sie weitersehen Leiterplatte zusammen mit allen Komponenten sind Bias-Widerstände, sie sind 1-Watt-Kohlenstoff-Typ. Es stellte sich heraus, dass sie thermisch stabiler sind. Beim Betrieb eines jeden Hochleistungsverstärkers entsteht eine enorme Wärmemenge, daher ist die Einhaltung der Nennwertkonstanz des elektronischen Bauteils beim Erhitzen eine wichtige Voraussetzung für den qualitativ hochwertigen Betrieb des Geräts.

In der montierten Version arbeitet der Verstärker mit einem Strom von ca. 1,6 A und einer Spannung von 35 V. Dadurch werden 60 Watt Dauerleistung von den Transistoren in der Endstufe abgebaut. Ich muss zugeben, dass dies nur ein Drittel der Leistung ist, die sie bewältigen können. Stellen Sie sich vor, wie viel Wärme an Heizkörpern entsteht, wenn sie auf 40 Grad erhitzt werden.

Der Korpus des Verstärkers wird von Hand aus Aluminium gefertigt. Deckplatte und Bodenplatte 3 mm stark. Der Kühler besteht aus zwei Teilen. Maße sind 420 x 180 x 35 mm groß. Befestigungselemente - Schrauben, hauptsächlich mit Senkkopf aus Edelstahl und M5- oder M3-Gewinde. Die Anzahl der Kondensatoren wurde auf sechs erhöht, mit einer Gesamtkapazität von 220.000 μF. Zur Stromversorgung wurde ein 500 W Ringkerntransformator verwendet.

Verstärker Netzteil

Gut zu erkennen ist das Verstärkergerät, das über Kupfer-Sammelschienen entsprechender Bauart verfügt. Es wurde ein kleiner Toroid für eine variable Einspeisung hinzugefügt, die durch eine DC-Schutzschaltung gesteuert wird. Im Stromversorgungskreis befindet sich auch ein HF-Filter. Bei aller Einfachheit, muss ich sagen, täuschende Einfachheit, die Topologie der Platine dieses Verstärkers und der Klang wird von ihr wie ohne Anstrengung erzeugt, was wiederum die Möglichkeit ihrer unendlichen Verstärkung impliziert.

Oszillogramme des Verstärkers

3 dB Roll-Off bei 208 kHz

Sinuswelle 10 Hz und 100 Hz

Sinuswelle 1 kHz und 10 kHz

100-kHz- und 1-MHz-Signale

Rechteckwelle 10 Hz und 100 Hz

Rechteckwelle 1 kHz und 10 kHz

60 W Gesamtleistungs-Clipping-Symmetrie bei 1 kHz

Somit wird deutlich, dass eine einfache und hochwertige Gestaltung des UMZCH nicht unbedingt mit integrierte Schaltkreise- nur 8 Transistoren ermöglichen einen anständigen Klang mit einer Schaltung, die in einem halben Tag zusammengebaut werden kann.

Einzeltransistor-Verstärker- Hier ist das Design eines einfachen ULF auf einem Transistor. Mit solchen Schemata begannen viele Funkamateure ihre Reise. Sobald wir einen einfachen Verstärker zusammengebaut haben, sind wir stets bestrebt, ein leistungsfähigeres und qualitativ hochwertigeres Gerät herzustellen. Und so geht alles weiter, es besteht immer der Wunsch, eine tadellose Endstufe zu bauen.

Die unten gezeigte einfachste Verstärkerschaltung basiert auf einem Bipolartransistor und sechs elektronischen Komponenten, einschließlich eines Lautsprechers. Dieses Design des Gerätes zur Verstärkung des Schalls mit niedriger Frequenz wurde nur für Anfänger im Funkamateur entwickelt. Sein Hauptzweck besteht darin, das einfache Funktionsprinzip des Verstärkers zu verdeutlichen, daher wird er mit einer minimalen Anzahl elektronischer Elemente zusammengebaut.

Dieser Verstärker hat natürlich eine kleine Leistung, für den Anfang ist sie groß und wird nicht benötigt. Wenn Sie jedoch mehr einstellen leistungsstarker Transistor und die Versorgungsspannung etwas anheben, dann kommen am Ausgang ca. 0,5 Watt. Und das gilt für einen Verstärker mit einem solchen Design bereits als recht ordentliche Leistung. Im Diagramm wird der Übersichtlichkeit halber ein Bipolartransistor mit n-p-n-Leitfähigkeit verwendet, Sie können jedoch jede beliebige Leitfähigkeit verwenden.

Um am Ausgang 0,5 W zu erhalten, verwenden Sie am besten leistungsstarke Bipolartransistoren wie KT819 oder deren ausländische Gegenstücke, zum Beispiel 2N6288, 2N5490. Sie können auch Siliziumtransistoren wie KT805 verwenden, deren ausländisches Gegenstück - BD148, BD149. Der Kondensator im Ausgangspfadkreis kann auf 0,1mF eingestellt werden, wobei sein Nennwert keine große Rolle spielt. Dennoch bildet sie die Empfindlichkeit des Gerätes relativ zur Frequenz des Audiosignals.

Wenn Sie einen Kondensator mit großer Kapazität einsetzen, ist die Ausgabe überwiegend niedrige Frequenzen, und hohe werden abgeschnitten. Umgekehrt, wenn die Kapazität klein ist, werden niedrige Frequenzen abgeschnitten und hohe Frequenzen übersprungen. Daher wird dieser Ausgangskondensator basierend auf Ihren Vorlieben für den Audiobereich ausgewählt und installiert. Die Versorgungsspannung für die Schaltung muss im Bereich von 3V bis 12V gewählt werden.

Ich möchte auch klarstellen - diese Endstufe wird Ihnen nur zu Demonstrationszwecken vorgestellt, um das Funktionsprinzip eines solchen Gerätes zu zeigen. Der Klang dieses Gerätes wird natürlich auf einem niedrigen Niveau sein und nicht mit verglichen werden hochwertige Geräte... Wenn Sie die Wiedergabelautstärke erhöhen, treten Verzerrungen in Form von Keuchen im Lautsprecher auf.

Leser! Denken Sie an den Spitznamen dieses Autors und wiederholen Sie niemals seine Pläne.
Moderatoren! Bevor Sie mich wegen Beleidigungen verbieten, denken Sie daran, dass Sie "einen gewöhnlichen Gopnik in die Nähe des Mikrofons gelassen haben", der nicht einmal in die Nähe von Funkgeräten und darüber hinaus zum Unterrichten von Anfängern darf.

Erstens fließt bei einem solchen Schaltschema ein großer Gleichstrom durch den Transistor und den Lautsprecher, selbst wenn sich der variable Widerstand in der richtigen Position befindet, dh es ist Musik zu hören. Und bei einem großen Strom wird der Lautsprecher beschädigt, dh früher oder später brennt er durch.

Zweitens muss in dieser Schaltung ein Strombegrenzer vorhanden sein, dh ein konstanter Widerstand von mindestens 1 KOhm, der in Reihe mit einer Variablen geschaltet ist. Jedes hausgemachte Produkt wird den variablen Widerstandsregler ganz drehen, er hat keinen Widerstand und ein großer Strom fließt zur Basis des Transistors. Als Ergebnis brennt der Transistor oder Lautsprecher durch.

Ein regelbarer Kondensator am Eingang wird zum Schutz der Schallquelle benötigt (der Autor sollte dies erklären, denn sofort gab es einen Leser, der ihn einfach so entfernte, da er sich für schlauer hielt als der Autor). Ohne sie funktionieren nur die Player, bei denen ein solcher Schutz bereits auf der Ausgabe installiert ist, normal. Und wenn es nicht da ist, kann der Ausgang des Players beschädigt werden, insbesondere, wie ich oben sagte, wenn Sie den variablen Widerstand "auf Null" schrauben. In diesem Fall wird der Ausgang eines teuren Laptops mit Spannung aus der Stromquelle dieses Kleinods versorgt und es kann durchbrennen. Eigenbau, sehr gern Schutzwiderstände und Kondensatoren entfernen, denn "es funktioniert genauso!" Dadurch kann die Schaltung mit einer Schallquelle funktionieren, mit einer anderen jedoch nicht, und sogar ein teures Telefon oder Laptop kann beschädigt werden.

Der variable Widerstand sollte in dieser Schaltung nur ein Trimmer sein, dh er sollte einmal eingestellt und im Gehäuse geschlossen und nicht mit einem praktischen Griff herausgebracht werden. Dies ist kein Lautstärkeregler, sondern ein Distortion-Regler, dh er wählt die Betriebsart des Transistors so, dass die Verzerrung minimal ist und kein Rauch aus dem Lautsprecher kommt. Es sollte daher auf keinen Fall von außen zugänglich sein. Sie können die Lautstärke NICHT durch Ändern des Modus einstellen. Dazu müssen Sie "töten". Wenn Sie die Lautstärke wirklich regulieren möchten, ist es einfacher, einen weiteren variablen Widerstand in Reihe mit dem Kondensator einzuschalten, und jetzt kann er zum Verstärkergehäuse gebracht werden.

Im Allgemeinen müssen Sie für die einfachsten Schaltungen - und um sofort zu arbeiten und nichts zu beschädigen - eine Mikroschaltung vom Typ TDA kaufen (z. B. TDA7052, TDA7056 ... im Internet gibt es viele Beispiele). und der Autor nahm einen zufälligen Transistor, der in seinem Schreibtisch herumlag. Infolgedessen suchen leichtgläubige Amateure nach einem solchen Transistor, obwohl seine Verstärkung nur 15 beträgt und der zulässige Strom bis zu 8 Ampere beträgt (er verbrennt jeden Lautsprecher, ohne es zu bemerken).