Banyak orang yang akrab dengan situasi ketika perangkat memutar suara, tetapi tidak melakukannya sekeras yang kita inginkan. Apa yang harus dilakukan? Anda dapat membeli peralatan penghasil suara lainnya, atau Anda dapat membeli penguat daya frekuensi audio (selanjutnya disebut UMZCH). Selain itu, amplifier dapat dirakit dengan tangan.
Untuk melakukan ini, Anda hanya memerlukan pengetahuan dasar elektronik, seperti kemampuan untuk membedakan antara emitor, basis dan kolektor pada transistor bipolar, saluran, sumber, gerbang di lapangan, serta aspek dasar lainnya.
Berikut ini akan menjelaskan parameter terpenting dari penguat daya audio yang harus ditingkatkan untuk mencapai penguatan yang lebih besar, serta rangkaian paling sederhana dari perangkat ini, yang dipasang pada berbagai komponen dasar seperti tabung vakum, transistor, penguat operasional dan sirkuit terpadu.
Selain itu, artikel ini akan mempertimbangkan skema UMZCH berkualitas tinggi. Komposisi, parameter, serta fitur desainnya akan terpengaruh. Skema Sukhov UMZCH juga akan dipertimbangkan.
Parameter UMZCH
Parameter terpenting dari amplifierdaya - faktor amplifikasi. Ini mewakili rasio sinyal output ke sinyal input dan dibagi menjadi tiga parameter terpisah:
- Keuntungan saat ini. KI=Iout / Iin.
- Penguatan tegangan. KU=Uout / Uin.
- Penguatan daya. KP=Pout / Pin.
Dalam kasus UMZCH, lebih masuk akal untuk mempertimbangkan penguatan daya, karena parameter inilah yang memerlukan penguatan, meskipun bodoh untuk menyangkal bahwa nilai daya - baik input maupun output - bergantung pada arus dan nilai tegangan.
Tentu saja, amplifier memiliki parameter lain seperti faktor distorsi dari sinyal yang diperkuat, tetapi parameter tersebut tidak begitu penting dibandingkan dengan penguatan.
Jangan lupa bahwa tidak ada perangkat yang sempurna. Tidak ada UMZCH dengan keuntungan besar, tanpa kerugian lain. Anda selalu harus mengorbankan beberapa parameter demi orang lain.
UMZCH pada perangkat vakum listrik
Perangkat listrik adalah perangkat yang dalam desainnya berisi labu di mana terdapat vakum atau gas tertentu, serta setidaknya dua elektroda - katoda dan anoda.
Di dalam labu bisa ada tiga, lima, dan bahkan delapan elektroda tambahan. Lampu dengan dua elektroda disebut dioda (jangan dikelirukan dengan dioda semikonduktor), dengan tiga - trioda, dengan lima - pentoda.
Penguat daya tabung vakumsangat dihormati di kalangan pecinta musik biasa dan musisi profesional, karena tabung memberikan amplifikasi "paling bersih".
Hal ini sebagian disebabkan oleh fakta bahwa elektron yang disuntikkan dari katoda tidak menemui hambatan dalam perjalanannya ke anoda dan mencapai target dalam keadaan tidak berubah - elektron tidak termodulasi baik dalam kepadatan maupun kecepatan.
Penguat tabung adalah yang paling mahal dari semua yang ada di pasaran. Ini disebabkan oleh fakta bahwa perangkat electrovacuum tidak lagi digunakan secara luas pada abad terakhir, masing-masing, produksinya dalam jumlah besar menjadi tidak menguntungkan. Ini adalah produk sepotong. Tetapi UMZCH semacam itu pasti bernilai uang mereka: dibandingkan dengan analog populer, bahkan pada sirkuit terintegrasi, perbedaannya jelas terdengar. Dan tidak mendukung chip.
Tentu saja, tidak perlu merakit sendiri amplifier tabung, Anda dapat membelinya di toko khusus. Biaya amplifier pada perangkat vakum mulai dari 50.000. Anda dapat menemukan opsi bekas yang relatif murah (bahkan hingga 10.000), tetapi kualitasnya mungkin buruk. Berapa harga ampli tabung yang bagus? Mulai dari 100,000. Berapa harga amplifier yang sangat bagus? Dari beberapa ratus ribu rubel.
Ada banyak rangkaian UMZCH pada lampu, bagian ini akan mempertimbangkan contoh dasar.
Penguat paling sederhana dapat dipasang pada triode. Itu milik kelas sirkuit UMZCH siklus tunggal. Dalam triode, elektroda ketiga adalah grid kontrol yang mengatur arus anoda. Tegangan bolak-balik terhubung dengannya, dan menggunakan besaran dan polaritas sinyal sumber, Anda dapatmengurangi atau menambah arus anoda.
Jika Anda menghubungkan potensial tinggi negatif ke jaringan, maka elektron akan menetap di sana dan arus dalam rangkaian akan menjadi nol. Jika potensial positif diterapkan ke grid, maka elektron dari katoda ke anoda akan lewat tanpa hambatan.
Dengan mengatur arus anoda, Anda dapat mengubah titik operasi triode pada karakteristik tegangan arus. Hal ini memungkinkan Anda untuk menyesuaikan jumlah penguatan arus dan tegangan (pada akhirnya - daya) perangkat vakum listrik ini.
Untuk merakit penguat trioda sederhana, Anda perlu menghubungkan sumber daya variabel ke jaringan kontrol, menerapkan potensial nol ke katoda, positif ke anoda. Resistansi ballast biasanya dihubungkan ke anoda. Beban harus dihilangkan antara ballast dan anoda.
Untuk meningkatkan kualitas sinyal yang diperkuat, Anda dapat menghubungkan kapasitor filter secara seri atau paralel (tergantung pada kasus tertentu) ke beban, menghubungkan kapasitor dan resistor yang terhubung secara paralel ke katoda, dan sambungkan pembagi tegangan sederhana dari dua resistor ke jaringan kontrol.
Secara teoritis, power amplifier dapat dipasang pada klystron sesuai dengan rangkaian UMZCH pada lampu. Klystron adalah perangkat electrovacuum, serupa dalam desain dioda, tetapi memiliki dua terminal tambahan yang berfungsi untuk memasukkan dan mengeluarkan sinyal. Amplifikasi pada perangkat ini terjadi karena modulasi aliran elektron yang dipancarkan oleh katoda menuju kolektor (analog dengan anoda), pertama dalam kecepatan dan kemudian dalam kepadatan.
UMZCH pada transistor bipolar
Transistor bipolar - sintesis dua dioda. Ini adalah elemen p-n-p atau n-p-n dengan komponen berikut:
- emitor;
- dasar;
- kolektor.
Kecepatan dan keandalan transistor umumnya lebih tinggi daripada perangkat vakum. Bukan rahasia lagi bahwa pada awalnya komputer elektronik bekerja tepat pada lampu, tetapi segera setelah transistor muncul, yang terakhir dengan cepat menggantikan pesaing kuno mereka dan berhasil digunakan hingga hari ini.
Selanjutnya, contoh penggunaan transistor n-p-n dalam rangkaian power amplifier akan dipertimbangkan. Penting untuk dicatat bahwa elektron (n) sedikit lebih cepat daripada lubang (p), masing-masing, kinerja transistor n-p-n dan p-n-p berbeda tidak mendukung yang terakhir.
Nuansa penting lainnya adalah transistor bipolar memiliki beberapa rangkaian switching:
- Pemancar umum (paling populer).
- Dengan dasar yang sama.
- Dengan manifold umum.
Semua sirkuit memiliki parameter penguatan yang berbeda. Rangkaian UMZCH berikut memiliki koneksi emitor bersama.
Untuk merakit penguat sederhana berdasarkan transistor n-p-n, Anda perlu menghubungkan tegangan bolak-balik ke basisnya, potensi positif ke kolektor, dan potensi negatif ke emitor. Dan di depan pangkalan, dan di depan kolektor, dan di depan emitor, resistansi pembatas harus dipasang. Beban dipindahkan antara ballast kolektor dan kolektor itu sendiri.
Seperti dalam kasus elektrovakumpenguat triode, untuk meningkatkan kualitas amplifikasi di rangkaian ini, Anda dapat:
- pasang pembagi tegangan dan kapasitor filter di depan alas;
- pasang kapasitor dan resistor yang terhubung paralel ke emitor;
- nyalakan kapasitor filter ke beban untuk menghilangkan noise dan interferensi.
Jika dua tahap penguat tersebut dihubungkan secara seri, maka keuntungannya dapat dikalikan satu sama lain. Ini, tentu saja, secara signifikan memperumit desain perangkat, tetapi akan memungkinkan untuk mencapai amplifikasi yang lebih besar. Benar, tidak akan berhasil untuk menghubungkan kaskade ini tanpa batas: semakin banyak amplifier tunggal yang dihubungkan secara seri, semakin besar kemungkinan mereka akan menjadi saturasi.
Jika transistor beroperasi dalam mode saturasi, maka tidak ada pembicaraan tentang sifat penguatan apa pun. Anda dapat memverifikasi ini dengan melihat karakteristik tegangan saat ini: titik operasi transistor berada di bagian horizontal jika beroperasi dalam mode saturasi.
UMZCH FET
Selanjutnya, rangkaian UMZCH pada transistor tipe MOS (semikonduktor-oksida logam - struktur standar transistor efek medan) akan ditampilkan.
Struktur transistor efek medan memiliki sedikit kesamaan dengan transistor bipolar. Selain itu, prinsip operasinya tidak seperti prinsip operasi analog bipolar.
Transistor efek medan dikendalikan oleh medan listrik (bipolar - oleh arus). Mereka tidak menarik arus dan tahan terhadap radiasi gamma, juga disebutradiasi radioaktif. Fakta yang terakhir sepertinya tidak akan berguna bagi musisi yang ingin membangun penguat daya audio, tetapi dalam industri fitur transistor efek medan ini sangat dihargai.
Kelemahan utama mereka adalah mereka tidak berinteraksi dengan baik dengan listrik statis. Muatan asal seperti ini dapat menonaktifkan transistor jenis ini. Sentuhan jari yang ceroboh pada kontak elemen dapat merusak transistor.
Fitur ini harus diperhatikan saat merakit power amplifier pada komponen elektronik ini.
Bagaimana cara merakit sirkuit UMZCH pada transistor efek medan dengan tangan Anda sendiri? Cukup ikuti instruksi selanjutnya.
Rangkaian UMZCH sederhana pada transistor efek medan dapat dirakit menggunakan transistor efek medan p-n-junction dengan saluran tipe-n. Desainnya mirip dengan yang dijelaskan saat memasang amplifier pada transistor bipolar, hanya gerbang yang menggantikan basis, kolektor - saluran, emitor - sumber.
UMZCH pada penguat operasional
Penguat operasional (selanjutnya OU) adalah komponen elektronik yang memiliki dua input - pembalik (mengubah sinyal dalam fase sebesar 180 derajat) dan non-pembalik (tidak mengubah fase sinyal) - serta satu output dan sepasang kontak untuk catu daya. Ini memiliki tegangan offset nol rendah dan arus input. Unit ini memiliki gain yang sangat tinggi.
OU dapat beroperasi dalam dua mode:
- dalam mode ampli;
- dalam modegenerator.
Agar op-amp bekerja dalam mode penguatan, perlu untuk menghubungkan rangkaian umpan balik negatif ke sana. Ini adalah resistor, yang terhubung dengan satu output ke output op-amp, dan yang lainnya - ke input pembalik.
Jika Anda menghubungkan rangkaian yang sama ke input non-pembalik, Anda akan mendapatkan rangkaian umpan balik positif dan op-amp akan mulai bekerja sebagai generator sinyal.
Ada beberapa jenis amplifier yang dipasang pada op-amp:
- Pembalikan - memperkuat sinyal dan mengubah fasenya sebesar 180 derajat. Untuk mendapatkan penguat pembalik pada op-amp, Anda perlu membumikan input non-pembalik dari op-amp, dan menerapkan sinyal ke input pembalik yang perlu diperkuat. Dalam hal ini, kita tidak boleh melupakan rangkaian umpan balik negatif.
- Non-inverting - menguatkan sinyal tanpa mengubah fasenya. Untuk merakit penguat non-pembalik, Anda perlu menghubungkan rangkaian umpan balik negatif ke op-amp, membumikan input pembalik dan menerapkan sinyal ke pin non-pembalik op-amp.
- Diferensial - memperkuat sinyal diferensial (sinyal yang berbeda fase tetapi sama dalam amplitudo dan frekuensi). Untuk mendapatkan penguat diferensial, Anda perlu menghubungkan resistor pembatas ke input op-amp, jangan lupa tentang rangkaian umpan balik negatif dan terapkan dua sinyal ke kontak input: sinyal polaritas positif harus diterapkan ke non-pembalik masukan, sinyal negatif ke sinyal pembalik.
- Measuring - versi modifikasi dari penguat diferensial. Penguat instrumentasi melakukan fungsi yang sama dengan penguat diferensial, hanyamemiliki kemampuan untuk mengatur penguatan menggunakan potensiometer yang menghubungkan input dari dua op-amp. Desain penguat semacam itu jauh lebih rumit dan mencakup bukan hanya satu, tetapi tiga op-amp.
Seberapa sulit bekerja dengan amplifier operasional? Untuk rangkaian op-amp, terkadang sulit untuk menemukan komponen yang sesuai seperti resistor dan kapasitor, karena pencocokan elemen yang cermat diperlukan tidak hanya dalam nilai nominal, tetapi juga dalam bahan.
UMZCH pada sirkuit terpadu
Sirkuit terintegrasi adalah perangkat yang dirancang khusus untuk melakukan tugas tertentu. Dalam kasus UMZCH, satu sirkuit mikro kecil menggantikan kaskade besar transistor, penguat operasional, atau perangkat vakum.
Saat ini, chip TDA dengan nomor seri yang berbeda, seperti TDA7057Q atau TDA2030, sangat populer. Ada sejumlah besar sirkuit UMZCH di sirkuit mikro.
Dalam komposisinya, mereka memiliki sejumlah besar resistor, kapasitor, dan penguat operasional, dilengkapi dalam wadah yang sangat kecil, yang ukurannya tidak melebihi 1 atau 2 koin rubel.
Merancang UMZCH
Sebelum membeli suku cadang yang diperlukan dan mengetsa konduktor pada papan textolite, perlu untuk mengklarifikasi nilai resistor dan kapasitor, serta memilih model transistor, amplifier operasional, atau sirkuit terintegrasi yang diinginkan.
Ini dapat dilakukan di komputer menggunakan perangkat lunak khusus seperti NI Multisim. PADAProgram ini telah mengumpulkan database besar komponen elektronik. Dengan bantuannya, Anda dapat mensimulasikan pengoperasian perangkat elektronik apa pun, bahkan dengan mempertimbangkan kesalahan, memeriksa pengoperasian sirkuit.
Dengan bantuan perangkat lunak seperti itu, akan sangat mudah untuk menguji sirkuit UMZCH yang kuat.
200W transistor rangkaian penguat stereo
Skema yang dibahas di bagian ini jauh lebih rumit daripada yang dijelaskan di atas. Tetapi sifat penguatannya lebih baik daripada desain berdasarkan bipolar, transistor efek medan, serta penguat operasional dan sirkuit terpadu, yang telah dikutip dalam artikel.
Produk ini mencakup item berikut:
- Resistor.
- Kapasitor (baik polar maupun non-polar).
- Dioda.
- Dioda Zener.
- Sekring.
- Transistor bipolar tipe N-p-n.
- Transistor bipolar P-n-p.
- IGFET saluran-P.
- FET gerbang berinsulasi dengan n-channel.
Parameter penguat daya ini:
- Poutput terukur=200W (per saluran).
- Uoutput stage power=50V (sedikit variasi diperbolehkan).
- Ioutput stage rest=200 mA.
- Isisa satu transistor keluaran=50 mA.
- Usensitivitas=0.75 V.
Semua bagian utama perangkat ini (transformator, sistempendingin dalam bentuk radiator dan papan itu sendiri) terletak pada sasis anodized yang terbuat dari lembaran duralumin, dengan ketebalan 5 mm. Panel depan perangkat dan kenop kontrol volume terbuat dari bahan yang sama.
Sebuah transformator dengan dua belitan 35 V dapat dibeli jadi. Diinginkan untuk memilih inti berbentuk toroidal (kinerjanya telah diverifikasi di sirkuit ini), dan daya harus 300 W.
Catu daya untuk rangkaian juga harus dirakit secara independen sesuai dengan rangkaian daya UMZCH. Untuk membangunnya, Anda memerlukan sekering, transformator, jembatan dioda, serta empat kapasitor kutub.
Rangkaian catu daya UMZCH diberikan di bagian yang sama.
Tiga kebenaran sederhana yang perlu diingat saat merakit rangkaian listrik:
- Pastikan untuk mengamati polaritas kapasitor kutub. Jika Anda bingung plus dan minus dalam rangkaian penguat kecil, maka tidak ada hal buruk yang akan terjadi, sirkuit UMZCH tidak akan berfungsi, tetapi justru karena kesalahan yang tidak signifikan, pada pandangan pertama, roket dengan peralatan dan kru di dalamnya jatuh.
- Pastikan untuk mengamati polaritas dioda: katoda dengan anoda juga dilarang untuk dipertukarkan. Untuk dioda zener, aturan ini juga relevan.
- Yang utama adalah Anda hanya perlu menyolder bagian-bagian yang ada titik kontak pada diagram. Sebagian besar rangkaian listrik yang rusak tidak bekerja dengan tepat karena pemasang tidak menyolder bagian-bagiannya atau menyoldernya di tempat yang tidak diperlukan.
Apakah skema ini termasuk dalam salah satu skema UMZCH terbaik? Mungkin. Itu semua tergantung padakeinginan konsumen.
Skema Sukhov
Jika rangkaian penguat daya sebelumnya dapat dirakit secara mandiri, karena mencakup elemen yang relatif sedikit, maka lebih baik untuk tidak merakit rangkaian penguat Sukhov secara manual. Mengapa? Karena banyaknya elemen dan koneksi, ada kemungkinan besar untuk membuat kesalahan, karena itu semua pekerjaan yang signifikan harus diulang.
Sebenarnya, tidak benar untuk memanggil skema yang diberikan di bagian ini skema Sukhov. Ini adalah UMZCH dengan kesetiaan tinggi dari model VVS-2011 (diagram skematis dari UMZCH jenis ini diberikan di bagian ini). Dalam komposisinya, tidak mengandung transistor efek medan, tetapi termasuk:
- Dioda Zener.
- Resistor nonlinier.
- Resistor biasa.
- Kapasitor polar dan non-polar.
- Dioda.
- Transistor bipolar dari kedua jenis.
- OpAmps.
- Throttle.
Kemungkinan penyertaan ini:
- P=150W pada Rbeban=8 ohm.
- Linearitas: 0,0002 hingga 0,0003% pada 20kHz, P=100W dan Rbeban=4 ohm.
- Dukungan untuk konstanta U=0 V.
- Kompensasi resistansi kabel AC yang tersedia.
- Adanya perlindungan saat ini.
- Adanya proteksi sirkuit UMZCH dari Uexit=const.
- Ketersediaan soft start.
Sirkuit ini dirakit pada skala industri dan dipasang di papan kecil. Tata letak konduktor dan lokasi elemen dapat ditemukan di Internet,dimana bahan-bahan ini tersedia secara bebas.
Skema deret Sukhov adalah salah satu skema UMZCH terbaik.
Hasil
A sound power amplifier adalah perangkat yang sangat populer di kalangan musisi profesional dan pecinta musik biasa. UMZCH dilakukan baik atas dasar perangkat vakum dan transistor, dan atas dasar penguat operasional, sirkuit terpadu.
Perangkat tersebut dapat dibeli di toko khusus, atau Anda dapat membuatnya sendiri. Dari segi harga, amplifier tabung adalah yang paling mahal, dan sirkuit terpadu adalah yang termurah.
Sirkuit tabung UMZCH memiliki kualitas penguatan yang lebih tinggi daripada sirkuit UMZCH terintegrasi atau transistor. Karena alasan inilah orang-orang siap membeli perangkat tersebut seharga 50.000, dan 100.000, dan 450.000.
Saat merakit amplifier sendiri, ingatlah aturan berikut:
- Dilarang keras mengacaukan polaritas dioda, dioda zener dan perangkat anoda-katoda lainnya, serta kapasitor kutub. Ini penuh dengan fakta bahwa sirkuit UMZCH yang dirakit sebagai hasilnya tidak akan berfungsi.
- Saat merakit sirkuit, Anda perlu menyolder bagian-bagian di mana ada titik kontak pada gambar. Kedengarannya seperti aturan yang jelas. Ini benar, tetapi banyak penginstal melupakannya.
Jika Anda menggunakan semua rekomendasi yang diberikan di atas, Anda dapat merakit sendiri penguat daya suara yang bagus sesuai dengan rangkaian UMZCH pada transistor atau elemen lainnya.
