OSAT JA MATERIAALIT
- Neljä 6 voltin paristoja
- Dual operatiivinen vahvistin, malli TL082 suositella (Radio Shack catalog # 276-1715)
- Yksi NPN tehotransistori on TO-220—paketin(Radio Shack catalog # 276-2020 tai vastaava)
- Yksi PNP-tehotransistori on TO-220—paketin(Radio Shack catalog # 276-2027 tai vastaava)
- Yksi 1N914 kytkentä diodi (Radio Shack catalog # 276-1620)
- Yksi kondensaattori, 47 µF elektrolyyttinen, 35 WVDC (Radio Shack catalog # 272-1015 tai vastaava)
- Kaksi kondensaattorit, 0.,22 µF, ei-polarisoitu (Radio Shack catalog # 272-1070)
- Yksi 10 kΩ: n potentiometri, lineaarinen kartio (Radio Shack catalog # 271-1715)
muista käyttää op-amp, joka on korkea surmasi korko. Vältä lm741 tai LM1458 tästä syystä.
mitä lähempänä transistorit ovat, sen parempi. Jos mahdollista, yritä saada TIP41 ja TIP42 transistorit, jotka ovat tiiviisti sovitettu NPN ja PNP teho transistorit kanssa hajoamista arvioinnista 65 wattia jokainen. Jos et saa TIP41 NPN transistoria, TIP3055 (saatavilla Radio Shack) on hyvä korvike. Älä käytä erittäin suuria (ts., TO-3 tapauksessa) tehotransistorit, koska op-amp voi olla vaikeuksia ajaa tarpeeksi virtaa niiden emäkset hyvää toimintaa.,>Havainnollistaa, miten rakentaa ”push-pull” B-luokan vahvistin käyttää täydentäviä kaksisuuntainen transistorit
KAAVIOKUVA
KUVITUS
OHJEET
Tämä projekti on audio vahvistin sopii vahvistamalla signaali pieni radio, kasettisoitin, CD-soitin tai jokin muu lähde audio-signaaleja., Stereo-toimintaa varten on rakennettava kaksi identtistä vahvistinta, toinen vasempaan kanavaan ja toinen oikeaan kanavaan. Saada tulo signaali tämä vahvistin vahvistaa, vain liitä se lähtö radio tai muita audio-laitteen, kuten tämä:
Tämä vahvistin piiri toimii hyvin myös monistamalla ”line-tason” audio-signaaleja laadukas, modulaarinen stereo komponentteja., Se tarjoaa yllättävän paljon ääntä virtaa, kun pelataan läpi suuri puhuja, ja ehkä ajaa ilman heatsinks transistorit (vaikka sinun pitäisi kokeilla sitä hieman ennen kuin se päättää luopua lämpöä lavuaarit, kuten power hajoamista vaihtelee tyypin mukaan puhuja käyttää).
minkä tahansa vahvistinpiirin tavoitteena on toistaa tulo-aaltomaisema mahdollisimman tarkasti. Täydellinen jäljentäminen on tietenkin mahdotonta, ja mahdolliset erot ulostulon ja tulon aaltomaisemien välillä tunnetaan vääristyminä., Äänenvahvistimessa särö voi aiheuttaa epämiellyttävien sävyjen päälle todellisen äänen. On olemassa monia erilaisia kokoonpanoja audio vahvistin piiri, jokaisella on omat edut ja haitat. Tätä tiettyä piiriä kutsutaan ”B-luokan” push-pull-piiriksi.
Suurin audio ”power” vahvistimet käyttää B-luokan kokoonpano, jossa yksi transistori antaa virtaa kuorman aikana puolet aaltomuodon kierto (se työntää) ja toinen transistori tarjoaa virtaa ladata toinen puoli sykli (se vetää)., Tässä järjestelmässä kumpikaan transistori ei jää ”päälle ”koko syklin ajaksi, jolloin jokainen saa aikaa” levätä ” ja jäähtyä aaltomuodon aikana. Tämä tekee tehotehokkaan vahvistinpiirin, mutta johtaa erilliseen epälineaarisuuden tyyppiin, joka tunnetaan nimellä ” crossover distortion.,äänen sävy constant volume:
push-pull vahvistin piiri, kaksi transistorit vuorotellen vahvistamalla vaihtoehtoinen puoli-syklin aaltomuodon, kuten tämä:
Jos ”hand-off” välillä transistorit ei ole juuri synkronoitu, vaikka, vahvistimen lähtö waveform voi näyttää jotain tällaista sijaan puhdas siniaalto:
Tässä, vääristymä johtuu siitä, että siellä on viive transistori kytkeytyy pois päältä, ja toinen transistori kytkeytyy päälle., Tämäntyyppistä säröä, jossa aaltomuoto ”litistää” crossover-pisteessä positiivisten ja negatiivisten puolijaksojen välillä, kutsutaan crossover-vääristymäksi., Yksi yleinen tapa lieventää crossover vääristymä on harhaa transistorit niin, että heidän turn-on/turn-off pistettä todella päällekkäin, niin että molemmat transistorit ovat valtion johtuminen lyhyen hetken aikana crossover-aika:
Tämä muoto vahvistus on teknisesti tunnetaan nimellä AB-luokan sijaan luokkaan B, koska jokainen transistori on ”päällä” yli 50% ajan aikana täydellinen aaltomuoto aikana., Haittapuoli tähän, kuitenkin, on lisääntynyt virrankulutus vahvistin piiri, koska aikana hetkiä, aikaa, jossa molemmat transistorit ovat suorittaa, on nykyinen käydään läpi transistorit, jotka eivät ole menossa läpi kuormaa, mutta on vain olla ”oikosulussa” yksi virtalähde rautateitse muita (alkaen -V +V).
tämä ei ole vain energian tuhlausta, vaan se haihduttaa transistoreihin lisää lämpöenergiaa. Transistorien lämpötilan noustessa niiden ominaisuudet muuttuvat (VBE eteenpäin jännitteen pudotus, β, liitosvastukset jne.,), mikä tekee oikean biasing vaikeaa.
tässä kokeessa transistorit toimivat puhtaassa B-luokan tilassa. Toisin sanoen he eivät koskaan johda samaan aikaan. Tämä säästää energiaa ja vähentää lämmöntuottoa, mutta lainaa itseään crossover vääristymä. Ratkaisu otetaan tämä piiri on käyttää op-amp negatiivinen palaute nopeasti ajaa transistorit kautta ”kuollut” alue tuottaa crossover vääristymä ja vähentää ”madaltuminen” aaltomuodon aikana crossover.
kaaviossa esitetty ensimmäinen (vasemmanpuoleisin) op-amp on pelkkä puskuri., Puskuri auttaa vähentämään lastaus input kondensaattori/vastus-verkko, joka on sijoitettu piiri suodattaa pois kaikki DC-bias jännite ulos tulo-signaalin, estää DC-jännite tulossa monistettiin piiri ja lähetetään kaiutin, jossa se saattaa aiheuttaa vaurioita.
– Ilman puskurin op-amp, kondensaattori/vastus suodatus-piiri vähentää matalan taajuuden (”basso”) vastaus vahvistin ja korostaa korkean taajuuden (”treble”).
toinen op-amp toimii kääntävä vahvistin, jonka vahvistus on ohjata 10 kΩ potentiometrillä., Tämä ei tee muuta kuin antaa äänenvoimakkuuden säätö vahvistin. Yleensä, kääntelemällä op-amp piirejä on heidän palautetta vastus(s), joka on kytketty suoraan op-amp ulostulo terminaalin kääntelemällä input terminaali, kuten tämä:
Jos käyttäisimme tuloksena lähtösignaali ajaa pohja liittimet push-pull transistori pari, vaikka haluaisimme kokea merkittäviä crossover vääristymä, koska ei olisi ”kuollut” alue transistorit’ toiminta kuin base jännite meni + 0.7 volttia – 0.,7 volttia:
Jos sinulla on jo rakennettu vahvistin piiri lopullisessa muodossaan, voit yksinkertaistaa sen tässä muodossa ja kuunnella ero äänen laadun. Jos et ole vielä aloittanut piirin rakentamista, edellä esitetty kaavamainen kaavio olisi hyvä lähtökohta. Se vahvistaa äänisignaalia, mutta se kuulostaa kamalalta!
syy crossover vääristymä on se, että kun op-amp ulostulo signaali on välillä + 0.7 volttia ja 0.,7 volttia, kumpikaan transistori tulee suorittaa, ja lähtö jännite puhuja on 0 volttia koko 1.4 volttia span base jännite vauhdissa. Siten tulosignaalialueella on ”vyöhyke”, jossa kaiuttimen lähtöjännitteen muutosta ei tapahdu. Tässä on, jos monimutkainen biasing tekniikoita yleensä käyttöön piiri Vähentää tätä 1,4-voltin ”aukko” transistori tulosignaalin vastaus. Yleensä, jotain tällaista tapahtuu:
kaksi sarjaan kytketty diodit laskevat noin 1.,4 volttia, vastaa yhdistetyn Vbe eteenpäin jännite putoaa kaksi transistorit, jolloin skenaario, jossa jokainen transistori on vain partaalla kääntämällä päälle, kun tulosignaali on nolla volttia, poistaa 1.4 voltin ”kuollut” signaali-alue, joka oli olemassa ennen.
Valitettavasti, vaikka tämä ratkaisu ei ole täydellinen: kuten transistorit kuumentua suorittamasta teho kuormaan, heidän Vbe eteenpäin jännite laskee vähenee 0,7 volttia jotain vähemmän, kuten 0.6 volttia tai 0,5 volttia., Diodit, jotka eivät ole samat lämmitys vaikutus, koska he eivät suorittaa tahansa huomattavia nykyinen, ei kokea saman muutoksen eteenpäin jännitehäviö.
näin diodit tarjoavat edelleen saman 1,4 voltin bias-jännitteen, vaikka transistorit vaativat lämmityksestä vähemmän bias-jännitettä. Tuloksena on, että piiri ajautuu luokan AB toimintaan, jossa molemmat transistorit ovat johtumistilassa osan ajasta., Tämä, tietysti, johtaa enemmän lämmöntuotto kautta transistorit, pahentaa ongelmaa eteenpäin jännitehäviö muuttaa.
yhteinen ratkaisu tähän ongelmaan on lisäys lämpötila-korvaus ”palaute” vastusten aiheuttaja jalat push-pull-transistori piiri:
Tämä ratkaisu ei estä samanaikaista turn-on kaksi transistoria, mutta vain vähentää ongelman vakavuuden ja estää thermal runaway., Sillä on myös valitettava vaikutus lisäämällä vastus kuormitusvirran polku, rajoittamalla Lähtövirta vahvistimen. Ratkaisu olen valinnut tässä kokeessa on yksi, joka aktivoi periaatteella op-amp negatiivinen palaute voittaa luontainen rajoitukset push-pull-transistorin ulostulo piiri. Käytän yhtä diodia antamaan 0,7 voltin biasjännitteen push-pull-parille., Tämä ei riitä poistamaan ”kuollut” signaali-alue, mutta se vähentää sen vähintään 50%:
Koska jännitehäviö yhden diodi tulee aina olemaan vähemmän kuin yhteenlaskettu jännite putoaa kaksi transistorit’ base-lähettimen risteys, transistorit voi koskaan kytkeä päälle samanaikaisesti, mikä estää AB-luokan käyttö., Seuraavaksi, auttaa päästä eroon jäljellä crossover vääristymä, palaute signaalin op-amp on otettu lähtöliitäntään vahvistin (transistorit’ lähettimen liittimiin), kuten tämä:
op-amp toiminto on lähtö mikä tahansa jännite-signaali on pitääkseen sen kahta tuloliitintä samaan jännite (0 volttia ero)., Kytkemällä palautetta johto lähettimen liittimiin push-pull-transistorit, operaatiovahvistin on kyky aistia mitään ”kuollut” alue, jossa kumpikaan transistori johtaa, ja lähtö sopiva jännite signaalin perustaa transistorit nopeasti ajaa heidät johtuminen taas ”pysyä” kanssa input signaalin aaltomuoto.
Tämä edellyttää op-amp korkea surmasi korko (kyky tuottaa nopeasti nouseva tai nopea-falling lähtöjännite), joka on, miksi TL082 op-amp on määritetty tämä piiri., Hitaampi op-amps, kuten LM741 tai LM1458 ei voi pysyä korkea dv/dt (jännite korko-of-muutos yli ajan, joka tunnetaan myös nimellä de/dt) on tarpeen alhaisen vääristymän toimintaa.
Vain pari kondensaattorit lisätään tämä piiri tuoda sitä lopulliseen muotoonsa: 47 µF kondensaattori on kytketty rinnakkain diodi auttaa pitämään 0,7 v: n bias-jännitteen vakiona huolimatta suuret jännitteen vaihtelut op-amp ulostulo, kun 0.22 µF kondensaattori on kytketty välillä pohja ja päästöiltään ja NPN transistori auttaa vähentämään crossover vääristymä alhaisella äänenvoimakkuudella: