Výkon nízkofrekvenčního (ULF více) - elektronické zařízení určené ke zvýšení nízkofrekvenční vibrace k tomuto spotřebitelské potřeby. Mohou být provedeny na různých elektronických prvcích, jako jsou tranzistory různých typů světelných zdrojů nebo operačních zesilovačů. Všechny UHF mají řadu parametrů, které charakterizují účinnost jejich práce. V tomto článku se dozvíte o použití takového zařízení, jeho parametrech, metodách konstrukce pomocí různých elektronických součástí. Dále se zváží obvody nízkofrekvenčních zesilovačů.

Použití ULF

Většina ULF použit v zařízení pro přehrávání, protože umění je často nutné zvýšit frekvenci signálu na to, co může vnímat lidské tělo (od 20 Hz do 20 kHz).


Jiné oblasti použití UFR:

měřicí zařízení;

defektoskopie;

analogové výpočty.

Obecně lze říci, basové zesilovače, jako existují různé prvky elektronických obvodů, jako jsou rádia, akustických zařízení, televizory a radiopřijímače.

Parametry

Nejdůležitějším parametrem pro zesilovač je zisk. Vypočítává se jako poměr výstupního signálu k vstupu. V závislosti na použité velikosti rozlišujte:

proudový zisk = výstupní proud /vstupní proud;

výstupní napětí = výstupní napětí /vstupní napětí;

výkonový faktor = výstupní výkon /vstupní výkon.

U některých zařízení, jako jsou například operační zesilovače hodnota tohoto poměru je velmi velký, ale pracují s velkými (i velmi malé), čísla v výpočtech nepohodlné, protože zisk je často vyjádřena v logaritmických jednotek. Za tímto účelem, následující vzorec:

k získání energie v logaritmických jednotek = 10 * logaritmus požadovaný zisk kapacity;

proudové zesílení v logaritmických jednotek = 20 * logaritmus požadovaný proud zisk;

, napěťový zisk v logaritmických jednotek = 20 * logaritmus požadované zesílení napětí.

Tímto způsobem jsou koeficienty měřeny v decibelech. Zkratka - dB. Dalším důležitým parametrem zesilovače je faktor zkreslení signálu. Je důležité si uvědomit, že zesílení signálu nastává v důsledku jeho transformací a změn. Ne skutečnost, že se tyto transformace vždy objeví správně. Z tohoto důvodu se výstupní signál může lišit od vstupu, například ve formuláři. Ideální zesilovače neexistují, takže zkreslení vždy probíhá. Nicméně, v některých případech nemají překročit meze, zatímco jiní - out. Pokud harmonické signály na výstupu zesilovače se shodují s harmonickými vstupních signálů jelineární zkreslení a jsou redukovány pouze na změny amplitudy a fáze. Pokud na výstupu jsou nové harmonické, pak nelineární zkreslení, protože vedou ke změně tvaru signálu.
Jednoduše řečeno, jestliže lineární zkreslení a vstup zesilovače je "a", pak výstup bude signál "A", a pokud nelineární, pak výstup bude signál "B". Konečným důležitým parametrem charakterizujícím práci zesilovače je výstupní výkon. Varianty síly:

Nominální.

Hluk pasu.

Maximální hodnota je krátkodobá.

Maximální trvanlivost.

Všechny čtyři typy jsou standardizovány různými GOST a standardy.

Zesilovače na lampách

Historicky byly první zesilovače vytvořeny na elektronických trubicích, které patří do třídy elektrických vakuových zařízení. V závislosti na vnitřku utěsněné žárovky se rozlišují žárovky elektrod:

diody;

triody;

tetrody;

pentodů.

Maximální počet elektrod je osm. Tam jsou také elektrovacuum zařízení jako klystrons.

Triodový zesilovač

Začněte, měli byste zvážit schéma zařazení. Popis obvodu zesilovače nízkých frekvencí v triodě je uveden níže. Na hořícím závitu, který ohřívá katodu, je aplikováno napětí. Napětí je také přiváděno do anody. Z katody se pod vlivem teploty vytahují elektrony, které směřují k anodě, která má kladný potenciál (v potenciálu elektronu je záporný). Část elektronů je zachycena třetí elektrodou, do níž je přidána mřížkanapětí pouze proměnné. S pomocí mřížky je anodový proud regulován (proud v okruhu jako celek). Pokud odešlete velký čistý negativní potenciál, všechny elektrony z katody jej usadit, a přes lampy proud poteče, protože proud - orientovaný pohyb elektronů, a mřížka překrývá pohyb.
Zisk lampy upravuje odpor připojený mezi napájecím zdrojem a anodou. Určuje požadovanou polohu pracovního bodu pro charakteristiku napětí a proudu, na které závisí parametry zesílení. Proč je pozice pracovní stanice tak důležitá? Protože záleží na tom, kolik bude proud a napětí (a tedy i výkon) zesíleno v obvodu zesilovače nízké frekvence. Výstupní signál na triodovém zesilovači je odstraněn z oblasti mezi anodou a rezistorem, který je před ním umístěn.

zesilovače klystron

Princip nízkofrekvenčního zesilovače klystron založené na modulaci rychlosti jako první, pak je hustota. Klaristron je uspořádán následujícím způsobem: v baňce je katoda vyhřívaná zapalováním a kolektor (analog anody). Mezi nimi jsou vstupní a výstupní rezonátory. Elektrony emitované z katody jsou zrychleny napětím přivedeným k katodě a směřujícím do kolektoru. Některé elektrony se budou pohybovat rychleji, jiné budou pomalejší - to vypadá jako modulace rychlostí. Kvůli rozdílu rychlosti elektronů jsou elektrony seskupeny do svazků - tak je zobrazena modulace hustoty. Signál modulovaný hustotou vstupuje do výstupního rezonátoru, kdegeneruje signál stejné frekvence, ale větší výkon než vstupní rezonátor. Ukazuje se, že kinetická energie elektronů je přeměněna na energii mikrovlnných oscilací zdroje elektromagnetického pole rezonátoru. Tak je signál zesílen v klystronu.

představuje vakuové zesilovače

Srovnáme-li kvalitu stejné signální světlo zvýšenou zařízením a Ulf tranzistory, rozdíl bude viditelná pouhým okem, a to druhé.

Každý profesionální hudebník tvrdí, že elektronkové zesilovače mnohem lépe své pokročilé protějšky. Vakuové zařízení již dávno opustil spotřebitele, byly nahrazeny tranzistory a obvody, ale to je nepodstatné oblasti reprodukce zvuku. Díky teplotní stabilitě a podtlaku uvnitř zařízení se signál zesílí. Jedinou nevýhodou lampa ULF - vysoká cena, což je logické, drahé na výrobu předmětů, které nejsou masivní poptávka.

Zesilovač v bipolárním tranzistoru

Často zesilující kaskády jsou sestavovány pomocí tranzistorů. Jednoduché nízkofrekvenční zesilovač mohou být shromažďovány pouze tři hlavní prvky: kondenzátor, odpor a n-p-n tranzistor. K sestavení takového zesilovače bude nutné uzemnit emitor tranzistoru, připojit k jeho základně sériový kondenzátor a paralelně - rezistor. Zátka by měla být umístěna před kolektorem. Kolektor v tomto obvodu je vhodné připojit omezovací odpor. Přijatelné napájecí napětí tohoto obvoduNízkofrekvenční zesilovač se pohybuje od 3 do 12 voltů. Jmenovitá hodnota odporu by měla být vybrána experimentálně s přihlédnutím k tomu, že jeho hodnota by měla být nejméně 100násobná. Nominální kondenzátor se může pohybovat od 1 do 100 μF. Jeho kapacita ovlivňuje frekvenci, s jakou může zesilovač fungovat. Čím větší je kapacita, tím nižší je frekvenční stupeň, který může být zesílen tranzistorem.
Vstup nízkofrekvenčního zesilovače na bipolárním tranzistoru je přiveden na kondenzátor. Pozitivní výkonový pól by měl být připojen ke spojovacímu bodu odporového odporu a paralelně připojen k základně a kondenzátoru. Aby se zlepšila kvalita tohoto signálu, je možné připojit kondenzátor a odpor paralelně k emitoru, které hrají negativní zpětnou vazbu.

Zesilovač na dvou bipolárních tranzistorech

Pro zvýšení zisku můžete kombinovat dva samostatné ULF do tranzistorů do jednoho. Pak může být zisk těchto zařízení zvýšen. Nicméně, pokud budete nadále zvyšovat počet stupňů zesilovače, pak se zvýší pravděpodobnost samovzrušených zesilovačů.

Zesilovač na poli tranzistor

Nízkofrekvenční zesilovače se shromažďují také na polních tranzistorů (dále jen PA). Obvody takových zařízení se příliš neliší od okruhů, které jsou shromážděny na bipolárních tranzistorech. Jako příklad bude zvážen zesilovač na polním tranzistoru s izolovanou brankou s n-kanálem (typ TIR). Na substrát tohototranzistor je zapojen v sériovém kondenzátoru, paralelně - dělič napětí. K úniku PA je připojen odpor (můžete také použít paralelní spojení mezi kondenzátorem a rezistorem, jak je popsáno výše). Omezovací odpor a zdroj jsou připojeny k odtoku a je nakreslen závěr mezi rezistorem a odtokem. Vstup do nízkofrekvenčních zesilovačů na polních tranzistorech je přiveden k bráně. To se také provádí pomocí kondenzátoru. Jak je zřejmé z vysvětlení, schéma nejsilnějšího zesilovače v poli tranzistoru se neliší od obvodu zesilovače s nízkou frekvencí na bipolárním tranzistoru. Je pravda, že při práci s PT je třeba zvážit následující vlastnosti těchto prvků:

V PT high input R = I /U úniku závěrky. Polní tranzistory jsou řízeny elektrickým polem, které je generováno napětím. Proto jsou PT řízeny napětím, nikoliv proudem.

FT téměř nečerpá proud, což znamená slabé zkreslení výstupního signálu.

​​

V polních tranzistorech nevzniká žádná nábojová injekce, takže úroveň hluku těchto prvků je velmi nízká.

Jsou odolné vůči teplotním změnám.

Hlavní nevýhodou polních tranzistorů je vysoká citlivost na statickou elektřinu. Mnoho lidí se seznámí s situací, kdy zdánlivě nevodivé věci zasahují proud člověka. Jedná se o projev statické elektřiny. Pokud je tento impuls aplikován na jeden z kontaktů pole tranzistoru, je možné tento prvek vypnout. Takže při práci s PT je lepší nechat si ruce kontaktůNehrozíte náhodným poškozením předmětu.

Zařízení na operačním zesilovači

Operační zesilovač (dále jen OP) - zařízení s diferencovanými vstupy, které má velmi vysoký zisk. Zesílení signálu není jedinou funkcí tohoto prvku. Může pracovat jako generátor signálu. Je to však právě jeho vylepšení, které je zajímavé pro práci s nízkými frekvencemi. Pro zesílení signálů z operačního zesilovače je nutné k němu správně připojit zpětnovazebný obvod, který představuje normální odpor. Jak pochopit, kde se má tento řetězec připojit? Chcete-li to provést, musíte se obrátit na vlastnosti přenosu operačního systému. Má dvě horizontální a jednu lineární část. Pokud je provozní bod zařízení umístěn na jedné z vodorovných částí, pak OP pracuje v režimu generátoru (impulsní režim), pokud je v lineární oblasti, pak OA zesiluje signál. Aby bylo možné přenést OD do lineárního režimu, musíte připojit zpětnovazebný odpor s jedním kontaktem k výstupu zařízení a druhý k invertujícímu vstupu. Toto zahrnutí se nazývá negativní zpětná vazba (OOS). Je-li požadováno, aby signál nízkofrekvenčního signálu zesílil a ve fázi se nezměnil, invertorový vstup z EOS by měl být uzemněn a na neinvertující vstup by měl být použit signál zesilovače. Pokud potřebujete zesílit signál a změnit jeho fázi o 180 stupňů, pak neinvertující vstup musí být uzemněn a musí být použit invertní vstupní signál. Současně bychom neměli zapomínat, že je třeba předložit operační zesilovačsíla opačné polarity. K tomu má zvláštní kontaktní body. Je důležité si uvědomit, že práce s těmito zařízeními je někdy těžké najít položky pro nízkofrekvenční zesilovač obvodu. Musí být opatrní, koordinace, a to nejen v nominální hodnotě, ale materiály, z nichž jsou vyrobeny tak, aby bylo dosaženo požadované parametry zisk.

, zesilovač na čipu

ULF mohou být shromažďovány a vakuové prvky a tranzistory a operační zesilovače, tak elektronky - minulost věk a další systémy nejsou bez nevýhod, jehož náprava nevyhnutelně způsobuje komplikace zesilovač, design . Je to nepohodlné. Inženýři již dávno našel pohodlnější možnost vytvořit ULF Industry vyrábí hotové čipy, které působí jako zesilovače. Každý z těchto systémů - sada OC, tranzistory a dalších prvků spojených nějakým způsobem. Příklady některých sériích ULF ve formě integrovaných obvodů:

TDA7057Q.

K174UN7.

TDA1518BQ.

TDA2050.

Všechny výše uvedené série se používají ve videozařízení. Každý z modelů má různé charakteristiky: napájecí napětí, výstupní výkon, faktor zisku. Jsou vyráběny v malých prvků s mnoha závěrech, které jsou umístěny na desce a hoře. Chcete-li pracovat s nízkofrekvenčního zesilovače na čipu je užitečné znát základy algebry logiky a principy logických prvků AND NOT, nebo ne. Na logických prvcích můžete shromáždit téměř všechnyelektronických zařízeních, ale v tomto případě se mnoho obvodů stává objemnými a nevhodnými pro instalaci. Proto se zdá být nejvhodnějším praktickým řešením použití integrovaných obvodů, které splňují funkci ULF.

Zlepšení obvodů

Příklad, jak vylepšit signál zesilovače při práci s bipolárními a polními tranzistory (připojením paralelního připojení kondenzátoru a odporu) byl uveden výše. Takovou strukturální modernizaci lze dosáhnout prakticky libovolným schématem. Samozřejmě, že zavedení nových prvků zvyšuje pokles napětí (ztrátu), ale díky tomu můžete zlepšit vlastnosti různých obvodů. Například kondenzátory jsou vynikající frekvence filtrů. Na odporových, kapacitních nebo indukčních prvcích se doporučuje sbírat bezdotykové filtry, které oddělují frekvence, které by neměly spadnout do obvodu. Kombinací odporových a kapacitních prvků s operačními zesilovači je možné shromáždit efektivnější filtry (integrátory, diferenciátory Sullen-Ki, odmrazovací a pásmové filtry).

Závěrem

Nejdůležitější parametry zesilovačů jsou:

zisk;

součinitel zkreslení signálu; Výstupní výkon

.

Nízkofrekvenční zesilovače jsou nejčastěji používány v zvukových zařízeních. Údaje o zařízení lze shromažďovat prakticky na následujících prvcích:

na elektrických vakuových trubicích;

na tranzistory;

na operačních zesilovačích;

na koncičipy

Vlastnosti nízkofrekvenčních zesilovačů lze zlepšit zavedením odporových, kapacitních nebo indukčních prvků. Každý z výše uvedených diagramů má své výhody a nevýhody: některé svazky se shromažďují draho, které mohou být nasycené, u některých je obtížné sladit použité prvky. Vždy existují zvláštnosti, s nimiž musí člověk, který se zabývá návrhem zesilovačů, počítat. Použitím všech doporučení v tomto článku můžete vytvořit vlastní zesilovač pro domácí použití namísto nákupu tohoto zařízení, což může stát spousta peněz, pokud jde o vysoce kvalitní zařízení.