Įveskime terminą „kokybės rodiklis“:

(20)

M reikšmę galima suprasti iš Fig. 12, kuriame parodyta tipinė p kanalo FET perdavimo charakteristika.

Kreivės nuolydis U z.i =0 lygus S max. Jei liestinė taške U z.i =0 tęsiama tol, kol susikerta su abscisių ašimi, tada šioje ašyje ji nukirs atkarpą U ots /M. Tai lengva parodyti remiantis (20):

(21)

Vadinasi, M yra lauko tranzistoriaus srauto charakteristikos netiesiškumo matas. B rodo, kad gaminant lauko tranzistorius difuzijos metodu, M = 2.

Raskime srovės I c0 reikšmę naudodami išraišką (21):

Pakeitę jo reikšmę į (19), gauname:

Jei į formulę (1) įdėsime R i >>R n, tai grandinės su bendru šaltiniu įtampos padidėjimas

(23)

Pakeitę stiprinimo reikšmę (23) į išraišką (22), gauname:

(24)

Iš (24) santykio galime padaryti tokią išvadą: esant tam tikrai maitinimo įtampai, kaskadinis stiprinimas yra atvirkščiai proporcingas lauko tranzistoriaus ribinei įtampai. Taigi lauko tranzistoriams, pagamintiems difuzijos metodu, M = 2 ir esant U ots1 = 1,5 V (KP103E), U ots2 = 7 V (KP103M), maitinimo įtampa 12,6 V ir U c = 7 V, stiprinimo koeficientai iš kaskadų yra lygūs atitinkamai 7,5 ir 1,6. Kaskados su PT1 stiprinimas dar labiau padidėja, jei, padidinus apkrovos varžą R n, U c sumažėja iki 1,6 V. Pažymėtina, kad šiuo atveju esant pastoviai maitinimo įtampai E p tranzistorius su žemu translaidumas gali užtikrinti didesnį įtampos padidėjimą nei tranzistorius su didesniu laidumu (dėl didesnio atsparumo apkrovai).

Esant mažai apkrovos varžai Rн, norint gauti didesnį stiprinimą (dėl S padidėjimo), patartina naudoti lauko tranzistorius su aukšta ribine įtampa.

Tranzistoriams, kurių ribinė įtampa yra žema, nutekėjimo srovės pokytis nuo temperatūros yra daug mažesnis nei tranzistorių su aukšta atjungimo įtampa, todėl reikalavimai darbo taško stabilizavimui yra mažesni. Esant vartų poslinkiams, kurie nustato nulinės srovės temperatūros koeficientą, tranzistoriai su mažesne ribine įtampa turi didesnę nutekėjimo srovę nei tranzistorių su didesne ribine įtampa. Be to, kadangi antrojo tranzistoriaus vartų poslinkio įtampa (esant nuliniam temperatūros koeficientui) yra didesnė, tranzistorius veiks tokiu režimu, kuriame daugiau įtakos turi jo charakteristikų netiesiškumas.

Esant tam tikrai maitinimo įtampai, žemos ribinės įtampos FET užtikrina didesnį dinaminį diapazoną. Pavyzdžiui, iš dviejų tranzistorių, kurių išjungimo įtampa yra 0,8 ir 5 V, kai maitinimo įtampa yra 15 V, o didžiausia apkrovos varža, apskaičiuota pagal santykį (18), pirmojo išėjime galima gauti dvigubą išėjimo signalo amplitudę. (apibrėžiamas kaip skirtumas tarp E p ir U ots), lygus 14,2 V, o antroje - tik 10 V. Stiprinimo skirtumas bus dar akivaizdesnis, jei E p bus sumažintas. Taigi, jei maitinimo įtampa sumažinama iki 5 V, tada dviguba pirmojo tranzistoriaus išėjimo įtampos amplitudė bus 4,2 V, tačiau antrojo tranzistoriaus šiems tikslams naudoti beveik neįmanoma.

NELINEARINIS IŠKROJIMAS STIPRINTUVUOSE

Netiesinių iškraipymų, atsirandančių nuolatinės srovės stiprintuvuose, dydį lemia daugelis grandinės parametrų: poslinkis, darbinė įtampa, apkrovos varža, įėjimo signalo lygis, lauko tranzistorių charakteristikos.

Kai sinusinė įtampa U 1 sinωt taikoma stiprintuvo su bendru šaltiniu įėjimui, galima parašyti momentinę visos įtampos vertę vartų šaltinio grandinėje.

U z.i = E cm + U 1 sinωt

kur E cm yra išorinė poslinkio įtampa, taikoma vartams.

Atsižvelgiant į kvadratinę nutekėjimo srovės priklausomybę nuo vartų įtampos (1), momentinė i c vertė bus lygi:

(24a)

Atidarę skliaustus (24a) lygtyje, gauname išsamią nutekėjimo srovės išraišką:

Iš (24b) išraiškos aišku, kad išėjimo signale kartu su pastovia komponente ir pirmąja harmonika yra antra įvesties signalo dažnio harmonika.

Netiesinis iškraipymas nustatomas pagal visų harmonikų efektinės vertės ir pagrindinės harmonikos efektinės vertės santykį išėjimo signale. Naudodami šį apibrėžimą, iš (24b) išraiškos randame harmoninį koeficientą, išreiškiantį (E cm -U ots) iki I c0:

(24v)

Išraiška (24c) duoda tik apytikslį rezultatą, nes tikrosios PT srauto charakteristikos skiriasi nuo aprašytųjų (1) išraiškoje.

Norint pasiekti minimalų netiesinį iškraipymą, būtina:

Išlaikykite pakankamai didelę U c.i reikšmę, kad būtų įvykdyta sąlyga esant maksimaliam išėjimo signalo kritimui

U s.i ≥(1,5...3)U s.i.

Nedirbkite, kai vartų nutekėjimo įtampa yra artima gedimui;
- pasirinkite pakankamai didelį atsparumą apkrovai.

Fig. 16, c parodyta grandinė, kurioje lauko tranzistorius veikia su dideliu R n, o tai užtikrina mažą iškraipymą ir didelį stiprinimą. Antrasis lauko tranzistorius T2 čia naudojamas kaip apkrovos varža. Ši grandinė suteikia apie 40 dB įtampos padidėjimą, kai E tiekimas = 9 V.

Mažiausiai iškraipančio FET tipo pasirinkimas priklauso nuo įvesties signalo lygio, maitinimo įtampos ir reikalingo pralaidumo. Esant dideliam išėjimo signalo lygiui ir dideliam pralaidumui, pageidautina PT su dideliu Uref. Esant žemam įvesties signalo lygiui arba žemai maitinimo įtampai, pirmenybė teikiama PT su žemu Us.

ĮGYTI STABILIZACIJĄ

ULF padidėjimą PT, kaip ir kitus aktyvius elementus, veikia įvairūs destabilizuojantys veiksniai, kurių įtakoje jis keičia savo vertę. Vienas iš šių veiksnių yra aplinkos temperatūros pokyčiai. Siekiant kovoti su šiais reiškiniais, iš esmės naudojami tie patys metodai, kaip ir grandinėse, pagrįstose bipoliniais tranzistoriais: jie naudoja neigiamą Atsiliepimas tiek srovė, tiek įtampa, apimantys vieną ar daugiau pakopų, į grandinę įveda nuo temperatūros priklausančius elementus.

Lauko tranzistoryje su p-n sandūra, veikiant temperatūrai, atvirkštinio poslinkio vartų srovė kinta eksponentiškai, keičiasi nutekėjimo srovė ir translaidumas.

Vartų srovės I g keitimo įtaka stiprinimui gali būti susilpninta sumažinus rezistoriaus R g varžą vartų grandinėje. Drenažo srovės pokyčių įtakai sumažinti, kaip ir dvipolių tranzistorių atveju, galima naudoti neigiamą nuolatinės srovės grįžtamąjį ryšį (13a pav.).

Pažvelkime atidžiau į kai kuriuos būdus, kaip sumažinti nuolydžio S pokyčių įtaką padidėjimui.

Silpno signalo stiprinimo režimu nekompensuoto lauko tranzistoriaus pakopos stiprinimas krenta kylant temperatūrai. Pavyzdžiui, grandinės stiprinimas pav. 13, a, lygus 13,5, esant 20 ° C, sumažėja iki 12, kai +60 ° C. Šis sumažėjimas pirmiausia atsiranda dėl lauko tranzistoriaus nuolydžio temperatūros pokyčio. Poslinkio parametrai, tokie kaip išleidimo srovė I s, vartų šaltinio įtampa U g.i ir šaltinio nutekėjimo įtampa U c.i, šiek tiek keičiasi dėl esamo nuolatinės srovės grįžtamojo ryšio.

Ryžiai. 13. Stiprintuvo grandinės su stiprinimo stabilizavimu.

a - nekompensuota kaskada; b - kompensuoto stiprinimo pakopa; c - kompensuota stiprinimo pakopa su OOS; g -pereinamoji charakteristika.

Į neigiamo grįžtamojo ryšio grandinę tarp vartų ir šaltinio įtraukus kelis paprastus diodus (13 pav., b), galima stabilizuoti stiprintuvo stiprinimą neįvedant papildomų pakopų. Kylant temperatūrai, kiekvieno diodo tiesioginė įtampa mažėja, o tai savo ruožtu lemia įtampos U c.i sumažėjimą.

Eksperimentiškai įrodyta, kad atsiradęs įtampos pokytis perkelia darbo tašką taip, kad nuolydis S yra santykinai stabilus tam tikrose temperatūros kitimo ribose (13 pav., d). Pavyzdžiui, stiprintuvo stiprinimas pagal grandinę Fig. 13, b, lygus 11, praktiškai išlaiko savo vertę 20–60 ° C temperatūros pokyčių diapazone (K ir keičiasi tik 1%).

Neigiamo grįžtamojo ryšio tarp vartų ir šaltinio įvedimas (13 pav., c) sumažina stiprinimą, bet užtikrina geresnį stabilumą. Stiprintuvo stiprinimas pagal schemą pav. 13, c, lygus 9, praktiškai nesikeičia, kai temperatūra kinta nuo 20 iki 60°.

Kruopščiai parinkus veikimo tašką ir diodų skaičių, stiprinimą galima stabilizuoti 1% tikslumu iki 100°C diapazone.

PT ĮVESTIES TALPOS ĮTAKOS STIPRINTUVŲ DAŽNINĖMS SAVYBĖMS MAŽINIMAS

Šaltinio sekėjui, parodytam Fig. 11, a, pagal savo ekvivalentinę grandinę (11 pav., b), įvesties grandinės laiko konstantą galima pakankamai tiksliai nustatyti praktiniams skaičiavimams taip:

τ in = R g [C g + C z.s + C z.i (1 - K i)], (25)

čia R g ir C g yra signalo šaltinio parametrai.

Iš (25) išraiškos aišku, kad įvesties grandinės laiko konstanta tiesiogiai priklauso nuo C z.s ir C z.i talpų, o talpa Cz.i dėl aplinkos apsaugos įtakos sumažėja (1-K ir ) laikai.

Tačiau norint gauti artimą vienetui įtampos padidėjimą (siekiant pašalinti talpos C z.i įtaką) įprastoje šaltinio sekimo grandinėje kyla sunkumų, susijusių su žema lauko efekto tranzistoriaus gedimo įtampa. Taigi, kad ant lauko tranzistoriaus KP102E su maksimali srovė nutekėjimas I c0 = 0,5 mA, kurio didžiausias nuolydis 0,7 mA/V, norint gauti 0,98 įtampos padidėjimą, būtina naudoti varžą R n = 65 kOhm. Esant I c0 = 0,5 mA, įtampos kritimas per varžą R n bus apie 32,5 V, o maitinimo įtampa turėtų būti bent jau didesnė už šią įtampą U ots dydžiu, ty E p = 35 V.

Siekiant išvengti būtinybės naudoti didelę maitinimo įtampą, kad būtų pasiektas artimas vienetui stiprinimas, praktikoje dažnai naudojamos kombinuotos sekėjų grandinės, pagrįstos lauko ir bipoliniais tranzistoriais.

Fig. 14, a rodo kombinuotą grandinę tiek pagal jame naudojamų tranzistorių tipą, tiek pagal jų prijungimo grandinę, vadinamą šaltinio sekikliu su sekimo nuoroda. Lauko tranzistoriaus T1 nutekėjimas yra prijungtas prie bipolinio tranzistoriaus T2 pagrindo, iš kurio kolektoriaus signalas tiekiamas į lauko tranzistoriaus šaltinio gnybtą priešfazėje su įvesties signalu. Pasirinkus rezistorius R5 ir R6, signalo įtampa šaltinyje gali būti lygi įėjimo įtampai, taip pašalinant C talpos įtaką.

Vartų poslinkio grandinėje sumontuotas rezistorius R1 yra prijungtas prie tranzistoriaus T1 šaltinio per didelės talpos kondensatorių C2. Efektyvioji varža poslinkio grandinėje nustatoma pagal rezistoriaus R 1 varžą ir grįžtamojo ryšio koeficientą, kad

(35)

kur U ir yra signalo amplitudė tranzistoriaus T1 šaltinyje.

Ryžiai. 14. Stiprintuvo grandinės su sumažinta įėjimo talpa.

a - šaltinio sekėjas su sekimo nuoroda; b - su sumažinta talpa C z.s; c - šaltinio sekėjas su dinamine apkrova.

Esant didelėms bipolinio tranzistoriaus T2 β vertėms, grandinės stiprinimą galima apytiksliai įvertinti pagal šią išraišką:

(36)

Jeigu stiprintuvas skirtas veikti žemais dažniais, tai rezistorių R6 galima apeiti su kondensatoriumi C3 (pavaizduota punktyrine linija 14a pav.); šiuo atveju viršutinė dažnio riba nustatoma pagal išraišką

(37)

Aukščiau aptarėme metodą, kaip sumažinti vartų šaltinio talpos C įtaką stiprintuvo dažnio atsakui, gaunant stiprinimą, artimą vienetui šaltinio seklyje. Talpos C z.s įtaka išliko nepakitusi.

Tolesnis stiprintuvų dažnių charakteristikų tobulinimas gali būti pasiektas susilpninant statinio užtvaro nutekėjimo talpą grandinės įvesties grandinėje.

Norėdami sumažinti talpos įtaką tarp užtvaro ir kanalizacijos, galite naudoti panašų į aukščiau aprašytą metodą, kad sumažintumėte talpos C g.i įtaką, t.y. sumažintumėte signalo įtampą kondensatoriuje. Diagramoje, parodytoje pav. 14, b, talpos C z.s įtaka sumažėja tiek, kad kaskados įėjimo talpą beveik visiškai lemia dalių išdėstymas grandinėje ir instaliacijos talpa.

Pirmoji tranzistoriaus T1 pakopa turi mažą apkrovą nutekėjimo grandinėje ir yra iš šaltinio paimto signalo šaltinio sekėjas. Išėjimo signalas tiekiamas į bendrą kolektoriaus pakopą, kurioje naudojamas bipolinis tranzistorius.

Norint sumažinti talpos C 3.s įtaką, signalas iš išėjimo pakopos (emiterio sekėjo) per kondensatorių C2 tiekiamas į tranzistoriaus T1 nutekėjimą fazėje su įvesties signalu. Norint padidinti kompensavimo efektą, būtina imtis priemonių pirmojo etapo perdavimo koeficientui padidinti. Tai pasiekiama taikant signalą iš emiterio sekiklio į poslinkio rezistorių R3. Dėl to į kanalizaciją patenkanti įtampa tampa didesnė, o neigiamas grįžtamasis ryšys tampa efektyvesnis. Be to, padidinus pirmos pakopos perdavimo koeficientą, dar labiau sumažėja talpos C z.i įtaka.

Jei nenaudojate išvardytų vartų talpos mažinimo metodų, įvesties talpa, kaip taisyklė, yra gana reikšminga (tranzistoriui KP103 ji yra 20–25 pF). Dėl to galima sumažinti įvesties talpą iki 0,4-1 pF.

Šaltinio seklys su dinamine apkrova (Remiantis Yu. I. Gluškovo ir V. N. Semenovo medžiagomis), padengtas sekimo grįžtamuoju ryšiu į kanalizaciją, parodytas Fig. 14, c. Tokios grandinės pagalba galima pašalinti lauko tranzistoriaus statinio stiprinimo μ įtaką šaltinio sekiklio perdavimo koeficientui, taip pat sumažinti talpą C g.s. Tranzistorius T2 veikia kaip stabilios srovės generatorius, nustatantis srovę lauko tranzistoriaus T1 šaltinio grandinėje. Tranzistorius T3 yra dinaminė apkrova lauko tranzistoriaus nutekėjimo grandinėje, bet kintamoji srovė. Šaltinio sekėjo parametrai:

EKONOMINIS VLF

Kūrėjas kartais susiduria su užduotimi sukurti ekonomiškus žemo dažnio stiprintuvus, veikiančius iš žemos įtampos maitinimo šaltinio. Tokiuose stiprintuvuose galima naudoti lauko tranzistorius su žema ribine įtampa U otc ir soties srove I c0; šios grandinės turi neabejotinų pranašumų prieš vamzdžių ir bipolinių tranzistorių grandines.

Veikimo taško pasirinkimas ekonomiškuose lauko tranzistoriniuose stiprintuvuose nustatomas pagal sąlygą gauti minimalų galios išsklaidymą. Norėdami tai padaryti, poslinkio įtampa U c.i parenkama beveik lygi ribinei įtampai, o išleidimo srovė linkusi į nulį. Šis režimas užtikrina minimalų tranzistoriaus įkaitimą, dėl kurio atsiranda mažos vartų nuotėkio srovės ir didelė įėjimo varža. Reikalingas padidėjimas esant mažoms nutekėjimo srovėms pasiekiamas padidinus apkrovos pasipriešinimą.

Ekonomiškuose žemo dažnio stiprintuvuose plačiai naudojama kaskadinė grandinė, parodyta pav. 10, b. Šioje grandinėje šaltinio grandinėje per varžą sukuriama poslinkio įtampa, kuri sukuria neigiamą srovės grįžtamąjį ryšį, kuris stabilizuoja režimą nuo temperatūros svyravimų ir parametrų svyravimų įtakos.

Galime pasiūlyti tokią ekonomiškų ULF kaskadų, pagamintų pagal Fig. 10, b.

1. Remdamiesi sąlyga gauti mažiausią galios sklaidą, pasirenkame lauko tranzistorių su žema ribine įtampa U ots ir soties srove I c0.
2. Pasirinkite lauko tranzistoriaus veikimo tašką pagal srovę I c (vienetai - dešimtys mikroamperų).
3. Atsižvelgiant į tai, kad esant poslinkio įtampai, artimai ribinei įtampai, išleidimo srovę galima apytiksliai nustatyti pagal išraišką

Rc ≈ U ots /R ir (38)

šaltinio grandinės varža

Ri ≈ U ots /I ir (39)

4. Remdamiesi reikiamu padidėjimu, randame R n. Nuo pelno

(40)

tada, neatsižvelgdami į diferencinės nutekėjimo šaltinio varžos R i manevravimo efektą ir vietoj S pakeisdami jo vertę, gautą diferencijuojant (40) nutekėjimo srovės išraišką, gauname:

(41)

Iš paskutinės išraiškos randame reikiamą atsparumą apkrovai:

(42)

Čia baigiasi stiprintuvo skaičiavimas, o reguliavimo proceso metu nurodomos tik rezistorių R n ir R i reikšmės.

Fig. 15 paveiksle parodyta praktinė ekonomiško žemo dažnio stiprintuvo, veikiančio iš talpinio jutiklio (pavyzdžiui, iš pjezokeraminio hidrofono), schema.

Dėl mažos išėjimo stiprintuvo, susidedančio iš dviejų tranzistorių T2 ir T3, poslinkio srovės, viso pirminio stiprintuvo galios išsklaidymas yra 13 μW. Pirminis stiprintuvas sunaudoja 10 µA srovę, kai maitinimo įtampa yra 1,35 V.

Ryžiai. 15. Schema ekonomiškas stiprintuvas.

Pirminio stiprintuvo įėjimo varža nustatoma pagal rezistoriaus R1 varžą. Galima nepaisyti tikrosios lauko tranzistoriaus įėjimo varžos, nes ji yra eilės tvarka didesnė nei rezistoriaus R1 varža.

Mažo signalo režimu pirminio stiprintuvo įvesties pakopa yra lygiavertė bendrojo šaltinio grandinei, o poslinkio grandinės yra suprojektuotos kaip šaltinio sekimo grandinė.

Šioje grandinėje naudojamas lauko tranzistorius turi turėti mažą atjungimo įtampą Uots ir mažą nutekėjimo srovę I c0, kai vartų įtampa U z.i = 0.

Lauko tranzistoriaus kanalo T1 laidumas priklauso nuo nutekėjimo srovės, o kadangi pastaroji yra nereikšminga, laidumas taip pat yra mažas. Todėl bendrojo šaltinio grandinės išėjimo varžą lemia rezistoriaus R2 varža. Pagal stiprintuvo išėjimo varžą yra 4 kOhm, įtampos padidėjimas yra 5 (14 dB).

ULF KASKADOS SU DINAMINĖ APkrova

Lauko tranzistoriai leidžia lengvai įdiegti žemo dažnio stiprintuvų grandines su dinaminėmis apkrovomis. Palyginti su reostatinio stiprinimo pakopa, kurioje apkrovos varža yra pastovi, stiprintuvas su dinamine apkrova turi didesnį įtampos padidėjimą.

Dinaminės apkrovos stiprintuvo schema parodyta fig. 16, a.

Kaip lauko tranzistoriaus T1 nutekėjimo apkrovos dinaminė varža naudojamas aktyvus elementas – lauko tranzistorius T2, kurio vidinė varža priklauso nuo signalo amplitudės tranzistoriaus T1 nutekėjime. Tranzistorius T1 jungiamas pagal bendrą šaltinio grandinę, o T2 – pagal bendrą nutekėjimo grandinę. Dėl nuolatinės srovės abu tranzistoriai yra sujungti nuosekliai.

Ryžiai. 16. Dinaminių apkrovų stiprintuvų scheminės schemos.

a - ant dviejų PT; b - ant PT ir bipolinio tranzistoriaus; c – su minimaliu detalių skaičiumi.

Įvesties signalas Uin tiekiamas į lauko tranzistoriaus T1 vartus ir pašalinamas iš tranzistoriaus T2 šaltinio.

Stiprinimo kaskada (16 pav., a) gali pasitarnauti kaip standartinė konstruojant daugiapakopius stiprintuvus. Naudojant KP103Zh tipo lauko efekto tranzistorius, kaskados parametrai yra šie:

Pažymėtina, kad naudojant FET su žema ribine įtampa, galima gauti didesnį įtampos padidėjimą nei naudojant FET su aukšta ribine įtampa. Tai paaiškinama tuo, kad PT su žema atjungimo įtampa turi didesnę vidinę (dinaminę) varžą nei PT su aukšta ribine įtampa.

Įprastas bipolinis tranzistorius taip pat gali būti naudojamas kaip dinaminė varža. Šiuo atveju įtampos padidėjimas yra net šiek tiek didesnis nei naudojant lauko tranzistorių esant dinaminei apkrovai (dėl didesnio R i). Tačiau šiuo atveju padidėja dalių, reikalingų stiprinimo pakopai su dinamine apkrova sukurti, skaičius. Tokios kaskados schema parodyta fig. 16, b, o jo parametrai yra artimi ankstesnio stiprintuvo parametrams, parodytiems Fig. 16, a.

Stiprintuvai su dinamine apkrova turėtų būti naudojami norint gauti didelį stiprinimą mažo triukšmo ULF su žema maitinimo įtampa.

Fig. 16, c parodyta stiprinimo pakopa su dinamine apkrova, kurioje dalių skaičius sumažinamas iki minimumo, o ši grandinė suteikia iki 40 dB stiprinimą esant žemam triukšmo lygiui. Šios grandinės įtampos padidėjimas gali būti išreikštas formule

(43)

kur S max1 yra tranzistoriaus T1 translaidumas; R i1, R i2 yra atitinkamai tranzistorių T1 ir T2 dinaminės varžos.

ULF ON lustai

K2UE841 tipo mikroschema yra viena iš pirmųjų linijinių mikroschemų, kurias įvaldė mūsų pramonė. Tai dviejų pakopų stiprintuvas su giliu neigiamu grįžtamuoju ryšiu (sekėjas), surinktas naudojant lauko tranzistorius. Šio tipo mikroschemos plačiai naudojamos kaip jautrių plačiajuosčio ryšio stiprintuvų įvesties pakopos, kaip nuotolinės pakopos perduodant signalus per kabelį, aktyviųjų filtrų grandinėse ir kitose grandinėse, kurioms reikalinga didelė įėjimo ir maža išėjimo varža bei stabilus perdavimo koeficientas.

Tokio stiprintuvo grandinės schema parodyta fig. 17, a; mikroschemos įjungimo būdai parodyti pav. 17, b, c, d.

Rezistorius R3 yra įtrauktas į grandinę, kad apsaugotų išėjimo tranzistorių nuo perkrovų, jei išėjime įvyktų trumpasis jungimas. Šiek tiek sumažinus grįžtamąjį ryšį (17 pav., R oс rodomas punktyrine linija), galite gauti perdavimo koeficientą, lygų vienetui arba šiek tiek daugiau.

Retransliatorių įėjimo varža gali būti žymiai padidinta (10-100 kartų), jei grįžtamasis ryšys į vartų grandinę pateikiamas per kondensatorių C (parodyta punktyrine linija 17 pav., c). Šiuo atveju kartotuvo įėjimo varža yra maždaug lygi:

R in = R h / (1-K u),

kur K ir yra kartotuvo perdavimo koeficientas.

Pagrindiniai retransliatoriaus elektriniai parametrai yra tokie:

Pramonė įvaldė K226 serijos hibridinių plėvelių mikroschemų gamybą, tai yra žemo triukšmo žemo dažnio stiprintuvai su lauko tranzistoriumi prie įėjimo. Jų pagrindinis tikslas yra stiprinti silpnus kintamosios srovės signalus iš jutiklių, turinčių didelę vidinę varžą.

Ryžiai. 17. Lustas K24E841.

a - schema; b - grandinė su vienu maitinimo šaltiniu, kurio įtampa yra 12,6 V; c - grandinė su dviem maitinimo šaltiniais, kurių įtampa +-6,3 V; d - grandinė su vienu maitinimo šaltiniu, kurio įtampa yra -6,3 V.

Mikroschemos yra pagamintos ant stiklo keramikos pagrindo, naudojant hibridinės plėvelės technologiją, naudojant lauko efekto ir dvipolius tranzistorius.

Žemo dažnio stiprintuvų mikroschemos skirstomos į grupes pagal stiprinimo ir triukšmo lygį (1 lentelė). Išvaizda ir bendri matmenys parodyti fig. 18.

Stiprintuvų scheminės grandinės parodytos fig. 19, a, b ir 20, a, b ir jų sujungimo schemos parodytos fig. 21, a, d. Įjungiant mikroschemas pagal diagramas pav. 21, a ir b, stiprintuvų įėjimo varža yra lygi išorinio rezistoriaus varžai R i. Norint padidinti įėjimo varžą (iki 30 MOhm ar daugiau), būtina naudoti schemas, pateiktas pav. 21,6, g.

1 lentelė

Ryžiai. 18. K2US261-K2US265 mikroschemų išvaizda ir bendri matmenys.

Pagrindiniai K2US261 ir K2US262 mikroschemų elektriniai parametrai:

Ryžiai. 19. Stiprintuvų scheminės schemos.

a - K2US261; b - K2US262.

Ryžiai. 20. Stiprintuvų scheminės schemos.

a - K2US263; b - K2US264 (visi diodai yra KD910B tipo).

Pagrindiniai K2US263 ir K2US264 mikroschemų elektriniai parametrai:

Ryžiai. 21. Stiprintuvo pajungimo grandinės.

Mikroschemų naudojimo rekomendacijos. Priklausomybę nuo dažnio ir ribinį dažnį esant 0,7 V lygiui žemo dažnio srityje su pakankamai didele įvesties grandinės laiko konstanta lemia išorinis neigiamo grįžtamojo ryšio filtro kondensatorius C2 ir grįžtamojo ryšio grandinės rezistoriaus varža R o.c. pagal santykius:

Didžiausia įtampa mikroschemų K2US261, K2US262 įvestyje neturi viršyti 1 V teigiamo poliškumo ir 3 V neigiamo; prie K2US263, K.2US264 mikroschemų įvesties - ne daugiau kaip 2 V teigiamam poliškumui ir ne daugiau 1 V neigiamam poliškumui.

Atsparumas nuotėkiui R1 įėjimo srovei darbinės temperatūros diapazone nuo -60 iki +70° C neturi viršyti 3 MOhm. Esant žemesnei maksimaliai temperatūrai arba sumažinus išėjimo įtampos reikalavimus, rezistoriaus R1 reikšmę galima padidinti, kad padidėtų pakopos įėjimo varža.

Įvesties atjungimo kondensatoriaus C1 nuotėkio srovė neturi viršyti 0,06 μA.

Norint išlaikyti maksimalią išėjimo įtampą, kondensatoriaus C2 nuotėkio srovė darbinės temperatūros diapazone neturi viršyti 20 μA. Šį reikalavimą tenkina 470 μF talpos K52-1A kondensatorius, kurio nuotėkio srovė esant šioms įtampoms neviršija 10 μA.

PRAKTINĖS ŽEMO DAŽNIO STIPRINTUVŲ, NAUDOJANČIŲ LAUKO TRANZISTORIUS, SCHEMOS

Paprastai lauko tranzistoriai naudojami stiprintuvuose kartu su dvipoliais tranzistoriais, tačiau jie taip pat gali būti naudojami kaip aktyvūs įrenginiai daugiapakopiuose garso stiprintuvuose su varžine-talpine jungtimi. Fig. 22 paveiksle parodytas lauko tranzistorių naudojimo RC stiprintuvo grandinėje pavyzdys. Ši stiprintuvo grandinė buvo naudojama jūros garso signalams įrašyti. Signalas į stiprintuvo įvestį buvo paimtas iš pjezokeraminio hidrofono G, o stiprintuvo apkrova buvo KVD4x1,5 tipo 500 m ilgio kabelis.

Stiprintuvo įvesties pakopa yra pagaminta iš lauko tranzistoriaus tipo KP103Zh su minimaliu triukšmo rodikliu. Tam pačiam tikslui (triukšmo mažinimui) pirmieji du etapai maitinami sumažinta įtampa, gaunama naudojant parametrinį stabilizatorių D1R8. Dėl šių priemonių triukšmo lygis, susijęs su įėjimu 4 Hz–20 kHz dažnių juostoje, buvo 1,5–2 μV.

Norėdami sureguliuoti stiprintuvo dažnio atsaką aukštesnių dažnių srityje, lygiagrečiai su rezistoriais R6 ir R10 galite prijungti atitinkamus korekcinius kondensatorius.

Norint suderinti didelę stiprintuvo išėjimo varžą su mažos varžos apkrova (kabeliu), tranzistorių T4, T5 naudojamas įtampos sekiklis, kuris yra dviejų pakopų stiprintuvas su tiesiogine jungtimi. Siekiant pašalinti poslinkio rezistorių R11, R12 manevravimo efektą, per grandinę R13, C6 įvedamas teigiamas grįžtamasis ryšys apie kintamąją srovę. Apskaičiuota tokio kartotuvo išėjimo varžos vertė yra 10 omų.

Norėdami patikrinti stiprintuvo funkcionalumą ir stiprinimą, naudokite kalibravimo generatorių, surinktą naudojant simetrišką multivibratoriaus grandinę. Kalibravimo generatorius gamina stačiakampius amplitudės stabilizuotus impulsus, kurių dažnis yra 85 Hz, naudodamas D808 tipo D2-D5 zenerio diodus, kurie, įjungus kalibratorių, per hidrofoną tiekiami į stiprintuvo įvestį. Naudojant įtampos daliklį ant rezistorių R16, R17, impulso amplitudė buvo nustatyta į 1 mV.

Nepaisant stiprintuvo grandinės paprastumo, stiprinimas šiek tiek pasikeičia (apie 2%), kai aplinkos temperatūra kinta 0–40 ° C diapazone, o padidinimas kambario temperatūroje 20 ° C buvo lygus 150.

Ryžiai. 22. Hidroakustinio stiprintuvo schema.

Jei lauko tranzistoriaus pirmosios pakopos išėjimo varža gali būti sumažinta tiek, kad vėlesniuose etapuose būtų galima naudoti įprastus bipolinius tranzistorius, tada tolimesniam stiprinimui naudoti lauko tranzistorius nėra ekonomiška. Tokiais atvejais naudojami stiprintuvai, naudojantys lauko efektą ir dvipolius tranzistorius.

Fig. 23 paveiksle pavaizduota žemo dažnio stiprintuvo, naudojančio lauko efektą ir dvipolius tranzistorius, schema, kurios parametrai yra artimi trijų pakopų RC stiprintuvo, kuriame naudojami lauko efektai, tranzistorius (22 pav.). Taigi, padidinus 150, dažnio atsaką esant 0,7 lygiui nuo 20 Hz iki 100 kHz, maksimalaus neiškraipyto išėjimo signalo vertė, kai R n = 3 kOhm, yra 2 V.

Lauko tranzistorius T1 (23 pav.) jungiamas pagal grandinę su bendru šaltiniu, o dvipolis tranzistorius – pagal grandinę su bendru emiteriu. Norint stabilizuoti veikimo charakteristikas, stiprintuvas yra padengtas neigiamu nuolatinės srovės grįžtamuoju ryšiu.

Fig. 24 paveiksle parodyta V. N. Semenovo ir V. G. Fedorino sukurta žemo dažnio stiprintuvo su tiesioginėmis jungtimis grandinė, skirta stiprinti silpnus signalus iš šaltinių, turinčių didelę įėjimo varžą. Stiprintuve nėra jungiamųjų kondensatorių, todėl jo matmenys gali būti maži.

Stiprintuvo parametrai yra tokie:

Grandinė yra UPT su 100% nuolatinės srovės grįžtamuoju ryšiu; Dėl to pasiekiamas minimalus dreifas ir režimų stabilumas. Nuolatinės srovės grįžtamasis ryšys įvedamas per žemųjų dažnių filtrą, todėl apatinis stiprintuvo ribinis dažnis nustatomas pagal šio filtro parametrus.

Stiprinimui stabilizuoti naudojamas neigiamas grįžtamasis ryšys signalo dažniu, kurio gylis yra apie 20 dB. Pelnas priklauso nuo grįžtamojo ryšio gylio.

Ryžiai. 23. Principinis ULF grandinė ant lauko efekto ir bipolinių tranzistorių.

Ryžiai. 24. ULF su tiesioginėmis jungtimis schema.

Naudojant grįžtamąjį ryšį, stiprintuvas nekritiškas maitinimo įtampos pokyčiams ir tranzistorių bei visų dalių, išskyrus R10 ir R11, parametrų svyravimams. Grandinės ypatybės apima tai, kad tranzistoriai T3 ir T4 veikia su U b.e įtampa, lygia U b.e.

Didelė stiprintuvo įėjimo varža pasiekiama naudojant lauko tranzistorius. Žemesniuose dažniuose jį lems rezistoriaus R1 varža, aukštesniuose - grandinės įvesties talpa.

A.G. Milekhinas

Literatūra:

1. Lauko efekto tranzistoriai. Fizika, technologijos ir taikymas. Per. iš anglų kalbos Redaguota A. Mayorova. M., „Tarybų radijas“, 1971 m.
2. Sevin L. Lauko tranzistoriai. M., „Tarybų radijas“, 1968 m.
3. Malin V.V., Sonin M.S. Lauko tranzistorių parametrai ir savybės. M., „Energija“, 1967 m.
4. Sherwin V. Lauko tranzistorių stiprintuvų iškraipymo priežastys. - "Elektronika"‚ 1966, Nr.25.
5. Downs R. Ekonomiškas pirminis stiprintuvas. „Elektronika“, 1972, Nr.5.
6. Holzman N. Emisijos pašalinimas naudojant operacinį stiprintuvą. „Elektronika“, 1971, Nr.3.
7. Gozlingas V. Lauko tranzistorių taikymas. M., „Energija“. 1970 m.
8. De Koldas. Diodų panaudojimas lauko tranzistoriaus stiprinimo temperatūros stabilizavimui – „Elektronika“, 1971, Nr.12.
9. Galperin M.V., Zlobin Yu.V., Pavleiko V.A. DC tranzistoriniai stiprintuvai. M., „Energija“, 1972 m.
10. Techninis katalogas. „Nauji įrenginiai. Lauko efekto tranzistoriai. hibridiniai integriniai grandynai“. Red. Centrinis tyrimų institutas „Elektronika“, 74.
11. Topčilovas N. A. Hibridinės linijinės mikroschemos su didelės varžos įėjimu - „Elektronikos pramonė“, 1973 m., Nr. 9.

Specifikacijos
Maksimali RMS galia:
esant RH = 4 Ohm, W 60
esant RH = 8 Ohm, W 32
Veikimo dažnių diapazonas. Hz 15...100 000
Harmoninio iškraipymo koeficientas:
esant f = 1 kHz, Pout = 60 W, RH = 4 omai, % 0,15
esant f = 1 kHz, Pout = 32 W, RH = 8 Ohm, % 0,08
Stiprinimas, dB 25...40
Įvesties varža, kOhm 47

Nustatymai

Mažai tikėtina, kad bet kuriam patyrusiam eksperimentuotojui bus sunku pasiekti patenkinamų rezultatų, kai konstruoja stiprintuvą naudojant šią grandinę. Pagrindinės problemos, į kurias reikėtų atsižvelgti, yra neteisingas elementų montavimas ir MOSFET pažeidimai dėl netinkamo grandinės tvarkymo ar sužadinimo. Šis trikčių šalinimo kontrolinis sąrašas siūlomas kaip vadovas eksperimentuotojui:
1. Surinkdami PCB pirmiausia sumontuokite pasyviuosius elementus ir įsitikinkite, kad elektrolitinių kondensatorių poliškumas yra teisingas. Tada įdiekite tranzistorius VT1 ... VT4. Galiausiai sumontuokite MOSFET, išvengdami statinio krūvio, tuo pačiu metu trumpindami laidus į žemę ir naudodami įžemintą lituoklį. Patikrinkite surinktą plokštę, ar tinkamai sumontuoti elementai. Norėdami tai padaryti, bus naudinga naudoti elementų išdėstymą, parodytą Fig. 2 Patikrinkite spausdintinės plokštės patikrinkite, ar ant takelių nėra litavimo šortų ir, jei tokių yra, nuimkite juos. Patikrinkite litavimo jungtis vizualiai ir elektra su multimetru ir, jei reikia, pakartokite.
2. Dabar stiprintuvui galima prijungti maitinimo įtampą ir nustatyti išėjimo pakopos ramybės srovę (50...100 mA). Potenciometras R12 pirmiausia nustatomas į mažiausią ramybės srovę (iki gedimo prieš laikrodžio rodyklę plokštės topologijoje 2 pav.). Teigiamojoje maitinimo šakoje įjungiamas ampermetras, kurio matavimo riba yra 1 A. Sukant rezistoriaus R12 slankiklį, ampermetro rodmuo yra 50...100 mA. Ramybės srovės nustatymas gali būti atliekamas neprijungus apkrovos. Tačiau jei grandinėje yra apkrovos garsiakalbis, jis turi būti apsaugotas nuolatinės srovės perkrovos saugikliu. Kai nustatyta ramybės srovė, priimtina išėjimo poslinkio įtampa turi būti mažesnė nei 100 mV.

Per dideli arba nereguliarūs ramybės srovės pokyčiai reguliuojant R12 rodo generacijos atsiradimą grandinėje arba neteisingą elementų prijungimą. Turėtumėte laikytis anksčiau aprašytų rekomendacijų (nuoseklus rezistorių prijungimas vartų grandinėje, jungiamųjų laidų ilgio sumažinimas, bendras įžeminimas). Be to, galios atjungimo kondensatoriai turi būti sumontuoti arti stiprintuvo išėjimo pakopos ir apkrovos įžeminimo taško. Norint išvengti galingų tranzistorių perkaitimo, ramybės srovės reguliavimas turėtų būti atliekamas su MOS tranzistoriais, sumontuotais ant šilumos kriauklės.
3. Nustačius ramybės srovę, ampermetrą reikia nuimti
iš teigiamo maitinimo grandinės ir į stiprintuvo įvestį gali būti
buvo duotas darbo signalas. Norint gauti visą vardinę galią, įvesties signalo lygis turi būti toks:
UBX = 150 mV (RH = 4 Ohm, Ki = 100);
UBX = 160 mV (RH = 8 Ohm, Ki = 100);
UBX = 770 mV (RH = 4 Ohm, Ki = 20);
UBX = 800 mV (RH = 8 Ohm, Ki = 20).
„Pjovimas“ išėjimo signalo viršūnėse, kai dirbama vardine galia, rodo prastą maitinimo įtampos reguliavimą ir gali būti ištaisytas sumažinus įvesties signalo amplitudę ir sumažinant stiprintuvo vardines charakteristikas.
Stiprintuvo dažnio atsaką galima patikrinti 15 Hz... 100 kHz dažnių diapazone naudojant garso testavimo rinkinį arba generatorių ir osciloskopą. Išėjimo signalo iškraipymas aukštuose dažniuose rodo reaktyvųjį apkrovos pobūdį, o norint atkurti signalo formą, reikės pasirinkti išėjimo induktoriaus L1 induktyvumo reikšmę. Amplitudės-dažnio atsaką esant aukštiems dažniams galima išlyginti naudojant kompensacinį kondensatorių, sujungtą lygiagrečiai su R6. Amplitudinės-dažninės charakteristikos žemo dažnio dalis koreguojama elementais R7, C2.
4. Labiausiai tikėtina, kad grandinėje yra fono (hum).
kai stiprinimas nustatytas per didelis. Aukštos įvesties paėmimas
varža sumažinama naudojant ekranuotą
kabelis įžemintas tiesiai prie signalo šaltinio. Žemo dažnio maitinimo bangos patenka į įvesties stadiją su maitinimo šaltiniu
stiprintuvas, gali būti pašalintas kondensatoriumi SZ. Papildomas
fono slopinimas atliekamas diferencine kaskada
ant pirminio stiprintuvo tranzistorių VT1, VT2. Tačiau jei foninis šaltinis yra maitinimo įtampa, tada pulsacijos amplitudei slopinti galima pasirinkti SZ, R5 reikšmę.
5. Jei išėjimo pakopos tranzistoriai sugenda dėl trumpojo jungimo apkrovoje arba dėl aukšto dažnio generavimo, reikia pakeisti abu MOS tranzistorius, ir mažai tikėtina, kad suges kiti elementai. Diegiant naujų įrenginių grandinę, sąrankos procedūra turi būti kartojama.

Maitinimo schema

Geriausi „Radijo mėgėjų“ 2 numerio dizainai

Stiprintuvo grandinė su pakeitimais:

Lauko efekto tranzistorių (FET) stiprintuvai turi didelę įėjimo varžą. Paprastai tokie stiprintuvai naudojami kaip pirmieji stiprintuvų etapai, nuolatinės srovės stiprintuvai matavimui ir kita elektroninė įranga.
Didelės įėjimo varžos stiprintuvų naudojimas pirmosiose kaskadose leidžia suderinti signalo šaltinius su dideliu vidiniu pasipriešinimu su vėlesnėmis galingesnėmis stiprintuvų kaskadomis, turinčiomis mažą įėjimo varžą. Stiprinimo etapai naudojant lauko tranzistorius dažniausiai įgyvendinami naudojant bendrojo šaltinio grandinę.

Kadangi poslinkio įtampa tarp užtvaro ir šaltinio yra lygi nuliui, tranzistoriaus VT ramybės režimas apibūdinamas taško A padėtimi ant drenažo užtvaro charakteristikos, kai U ZI = 0 (15 pav., b).
Tokiu atveju, kai į stiprintuvo įvestį patenka kintamoji harmoninė (t. y. sinusoidinė) įtampa U 3G, kurios amplitudė U m3, šios įtampos teigiami ir neigiami pusciklai bus sustiprinti nevienodai: esant neigiamam pusciklui Įvesties įtampa U 3G, nutekėjimo srovės I" mc kintamojo komponento amplitudė bus didesnė nei esant teigiamam pusciklui (I"" mc), nes nutekėjimo vartų charakteristikos nuolydis AB sekcijoje yra didesnis, palyginti su nuolydžiu kintamosios srovės atkarpoje: dėl to kintamosios srovės komponento forma ir kintamoji įtampa, kurią ji sukuria apkrovai U OUT, skirsis nuo formos įėjimo įtampos, ty iškraipymo. atsiras sustiprintas signalas.
Norint sumažinti signalo iškraipymą jį stiprinant, būtina užtikrinti, kad lauko tranzistorius veiktų esant pastoviam jo nutekėjimo vartų charakteristikos nuolydžiui, ty šios charakteristikos tiesinėje dalyje.
Šiuo tikslu į šaltinio grandinę įtrauktas rezistorius Ri (16 pav., a).

Per rezistorių tekanti nutekėjimo srovė I C0 sukuria jame įtampą
U Ri = I C0 Ri, kuris taikomas tarp šaltinio ir vartų, įskaitant EAF, susidarantį tarp vartų ir šaltinio sričių, priešinga kryptimi. Dėl to sumažėja išleidimo srovė, o darbo režimas šiuo atveju bus apibūdinamas tašku A" (16 pav., b).

Siekiant išvengti stiprinimo sumažėjimo, lygiagrečiai su rezistoriumi Ri yra prijungtas didelės talpos kondensatorius C, kuris pašalina neigiamą grįžtamąjį ryšį apie kintamąją srovę, kurią sudaro kintamoji įtampa per rezistorių Ri. Režimu, kuriam būdingas taškas A", nutekėjimo vartų charakteristikos nuolydis stiprinant kintamąją įtampą išlieka maždaug toks pat stiprinant teigiamą ir neigiamą įėjimo įtampos pusciklą, dėl ko stiprinamasis iškraipomas. signalai bus nereikšmingi
(A"B" ir "A"C skyriai yra maždaug vienodi).
Jei ramybės režimu įtampa tarp vartų ir šaltinio žymima U ZIO, o per PT tekanti nutekėjimo srovė yra I C0, tada rezistoriaus Ri varža (omais) gali būti apskaičiuojama naudojant formulę:
Ri = 1000 U ZIO /I C0,
į kurį pakeičiama nutekėjimo srovė I C0 miliamperais.
15 pav. parodytoje stiprintuvo grandinėje naudojamas FET su valdymo p-n jungtimi ir p tipo kanalu. Jei panašus tranzistorius naudojamas kaip PT, bet su n tipo kanalu, grandinė išlieka ta pati, o keičiasi tik maitinimo šaltinio jungties poliškumas.
Stiprintuvai, pagaminti ant lauko efekto MOS tranzistorių su indukuotu arba įmontuotu kanalu, turi dar didesnę įėjimo varžą. Esant pastoviai srovei, tokių stiprintuvų įėjimo varža gali viršyti 100 MΩ. Kadangi jų vartų ir nutekėjimo įtampa yra vienodo poliškumo, norint užtikrinti reikiamą poslinkio įtampą vartų grandinėje, galite naudoti maitinimo šaltinio G C įtampą, prijungdami ją prie įtampos daliklio, prijungto prie tranzistoriaus įėjimo, kaip parodyta. 17 pav.

Įprasti nutekėjimo stiprintuvai

Nuolatinės srovės stiprintuvo su bendru nutekėjimu grandinė yra panaši į stiprintuvo su bendru kolektoriumi. 18a paveiksle parodyta stiprintuvo su bendru nutekėjimu PT su valdymo p-n jungtimi ir p tipo kanalu schema.

Rezistorius Ri yra įtrauktas į šaltinio grandinę, o nutekėjimas yra tiesiogiai prijungtas prie neigiamo maitinimo šaltinio poliaus. Todėl nutekėjimo srovė, kuri priklauso nuo įėjimo įtampos, sukuria įtampos kritimą tik rezistoriuje Ri. Kaskados veikimą iliustruoja grafikai, pavaizduoti 18b pav. tuo atveju, kai įėjimo įtampa yra sinusinės formos. Pradinėje būsenoje per tranzistorių teka nutekėjimo srovė I C0, kuri sukuria įtampą U I0 (U OUT0) per rezistorių R ir. Per teigiamą įėjimo įtampos pusciklą padidėja atvirkštinis poslinkis tarp vartų ir šaltinio, dėl kurio sumažėja išleidimo srovė ir absoliuti įtampos vertė per rezistorių Ri. Priešingai, esant neigiamam įėjimo įtampos pusciklui, vartų poslinkio įtampa mažėja, ištekėjimo srovė ir absoliuti įtampos vertė per rezistorių Ri padidėja. Dėl to iš rezistoriaus Ri, ty iš PT šaltinio, pašalinta išėjimo įtampa (18b pav.) turi tokią pačią formą kaip ir įėjimo įtampa.
Šiuo atžvilgiu stiprintuvai su bendru nutekėjimu vadinami šaltinio sekėjais (šaltinio įtampa pakartoja įvesties įtampą pagal formą ir vertę).

Senas, bet auksinis

Stiprintuvo grandinė jau perėjo spiralę kurdama ir dabar matome „vamzdžių renesansą“. Remiantis dialektikos dėsniais, kurie taip atkakliai buvo mumyse, turėtų sekti „tranzistorių renesansas“. Pats faktas yra neišvengiamas, nes lempos, nepaisant viso savo grožio, yra labai nepatogios. Net namuose. Tačiau tranzistoriniai stiprintuvai turi savų trūkumų...
„Tranzistoriaus“ garso priežastis buvo paaiškinta aštuntojo dešimtmečio viduryje - gilus grįžtamasis ryšys. Tai vienu metu sukelia dvi problemas. Pirmasis yra trumpalaikis intermoduliacinis iškraipymas (TIM iškraipymas) pačiame stiprintuve, kurį sukelia signalo vėlavimas grįžtamojo ryšio kilpoje. Yra tik vienas būdas su tuo kovoti - padidinus pradinio stiprintuvo greitį ir stiprinimą (be grįžtamojo ryšio), o tai gali rimtai apsunkinti grandinę. Rezultatą sunku nuspėti: arba bus, arba ne.
Antroji problema yra ta, kad gilus grįžtamasis ryšys labai sumažina stiprintuvo išėjimo varžą. Ir daugeliui garsiakalbių tai yra susiję su tų pačių intermoduliacinių iškraipymų atsiradimu tiesiai dinaminėse galvutėse. Priežastis ta, kad ritei judant magnetinės sistemos plyšyje jos induktyvumas ženkliai pakinta, todėl keičiasi ir galvutės varža. Esant mažai stiprintuvo išėjimo varžai, atsiranda papildomų srovės per ritę pasikeitimų, o tai sukelia nemalonių poteksčių, klaidingai laikomų stiprintuvo iškraipymu. Tai taip pat gali paaiškinti paradoksalų faktą, kad savavališkai pasirinkus garsiakalbius ir stiprintuvus, vienas rinkinys „skamba“, o kitas „neskamba“.

vamzdžio garso paslaptis =
didelės išėjimo varžos stiprintuvas
+ seklūs atsiliepimai .
Tačiau panašių rezultatų galima pasiekti naudojant tranzistorinius stiprintuvus. Visos žemiau pateiktos grandinės turi vieną bendrą bruožą - netradicinį ir dabar pamirštą „asimetrinį“ ir „netaisyklingą“ grandinės dizainą. Tačiau ar ji tokia bloga, kokia ji išgalvota? Pavyzdžiui, žemųjų dažnių refleksas su transformatoriumi yra tikras Hi-End! (1 pav.) O fazių keitiklis su padalinta apkrova (2 pav.) yra pasiskolintas iš vamzdžių grandinės...
1 pav

2 pav

3 pav

Šios schemos dabar nepelnytai užmirštos. Bet veltui. Jų pagrindu, naudojant modernią elementų bazę, galima sukurti paprastus stiprintuvus su labai aukštos kokybės garsas. Bet kokiu atveju tai, ką surinkau ir klausiausi, skambėjo neblogai - švelniai ir „skaniai“. Grįžtamojo ryšio gylis visose grandinėse yra mažas, yra vietinis grįžtamasis ryšys, o išėjimo varža yra didelė. Nėra bendros nuolatinės srovės aplinkos apsaugos.

Tačiau pateiktos diagramos veikia klasėje B, todėl jiems būdingi „perjungimo“ iškraipymai. Norint juos pašalinti, būtina eksploatuoti išėjimo stadiją „grynoje“ klasėje A. Ir atsirado tokia schema. Schemos autorius – J.L.Linsley Hood. Pirmieji paminėjimai vietiniuose šaltiniuose datuojami 70-ųjų antroje pusėje.


4 pav

Pagrindinis klasės stiprintuvų trūkumas A, jų taikymo sritį riboja didelė ramybės srovė. Tačiau yra ir kitas būdas pašalinti perjungimo iškraipymus – germanio tranzistorių naudojimas. Jų pranašumas yra mažas iškraipymas režime B. (Kada nors parašysiu sakmę, skirtą germaniui.) Kitas klausimas, kad šiuos tranzistorius dabar nėra lengva rasti, o pasirinkimas ribotas. Kartodami toliau pateiktus dizainus, turite atsiminti, kad germanio tranzistorių šiluminis stabilumas yra mažas, todėl nereikia taupyti išėjimo pakopos radiatorių.

5 pav

Šioje diagramoje parodyta įdomi germanio tranzistorių ir lauko efekto tranzistorių simbiozė. Garso kokybė, nepaisant daugiau nei kuklių charakteristikų, yra labai gera. Kad atnaujinčiau prieš ketvirtį amžiaus patirtus įspūdžius, skyriau laiko surinkti konstrukciją ant maketo, šiek tiek ją modernizuojant, kad atitiktų šiuolaikines detalių vertybes. Tranzistorius MP37 gali būti pakeistas siliciu KT315, nes sąrankos metu vis tiek turėsite pasirinkti rezistoriaus R1 varžą. Dirbant su 8 omų apkrova, galia padidės iki maždaug 3,5 W, kondensatoriaus C3 talpa turės būti padidinta iki 1000 µF. O norėdami dirbti su 4 omų apkrova, turėsite sumažinti maitinimo įtampą iki 15 voltų, kad neviršytumėte didžiausios išėjimo pakopos tranzistorių galios sklaidos. Kadangi nėra bendro DC OOS, šiluminis stabilumas yra pakankamas tik naudojimui namuose.

• 1,2,3,5 schemos buvo publikuotos žurnale „Radijas“.
• 4 schema pasiskolinta iš kolekcijos
  V.A.Vasiljevas „Užsienio radijo mėgėjų projektai“ M. Radijas ir ryšiai, 1982, p. 14...16
• 6 ir 7 schemos pasiskolintos iš kolekcijos
  J. Bozdekhas „Papildomų magnetofonų prietaisų projektavimas“ (vertė iš čekų k.) M. Energoizdat 1981, p. 148,175
• Išsami informacija apie intermoduliacijos iškraipymo mechanizmą: Ar UMZCH išėjimo varža turėtų būti maža?

UMZCH ant lauko tranzistorių

Lauko tranzistorių naudojimas galios stiprintuve gali žymiai pagerinti garso kokybę ir supaprastinti bendrą grandinę. Lauko efekto tranzistorių perdavimo charakteristika artima tiesinei arba kvadratinei, todėl išėjimo signalo spektre praktiškai nėra lygių harmonikų, be to, aukštesnių harmonikų amplitudė greitai mažėja (kaip ir vamzdiniuose stiprintuvuose). Tai leidžia naudoti negilius neigiamus grįžtamąjį ryšį lauko tranzistorių stiprintuvuose arba visiškai jo atsisakyti. Užkariavę „namų“ Hi-Fi platybes, lauko tranzistoriai pradėjo pulti automobilio garsą. Paskelbtos schemos iš pradžių buvo skirtos namų sistemoms, bet galbūt kas nors surizikuos jose esančias idėjas pritaikyti automobilyje...


1 pav
Ši schema jau laikoma klasikine. Jame išėjimo pakopa, veikianti AB režimu, yra pagaminta iš MOS tranzistorių, o preliminariosios pakopos – iš dvipolių. Stiprintuvas užtikrina gana aukštą našumą, tačiau norint dar labiau pagerinti garso kokybę, bipoliniai tranzistoriai turėtų būti visiškai pašalinti iš grandinės (kita nuotrauka).


2 pav
Išnaudojus visus rezervus garso kokybei gerinti, belieka tik viena – vienpusė išėjimo pakopa „grynoje“ A klasėje. Preliminarių pakopų iš aukštesnės įtampos šaltinio suvartojama srovė tiek šioje, tiek ankstesnėje grandinėje yra minimali. .


3 pav
Išėjimo pakopa su transformatoriumi yra pilnas vamzdžių grandinių analogas. Tai užkandžiui... Integruotas srovės šaltinis CR039 nustato išėjimo pakopos darbo režimą.


4 pav
Tačiau plačiajuosčio išvesties transformatoriaus gamyba yra gana sudėtinga. Bendrovė pasiūlė elegantišką sprendimą – srovės šaltinį nutekėjimo grandinėje