ALKATRÉSZEK, ANYAGOK
- Négy 6 voltos elem
- Kettős műveleti erősítő, modell TL082 ajánlott (Radio Shack katalógus # 276-1715)
- Egy NPN teljesítmény tranzisztort a TO-220-as csomag—(Radio Shack katalógus # 276-2020 vagy azzal egyenértékű)
- Egy PNP teljesítmény tranzisztort a TO-220-as csomag—(Radio Shack katalógus # 276-2027 vagy azzal egyenértékű)
- Egy 1N914 kapcsoló dióda (Radio Shack katalógus # 276-1620)
- kondenzátor 47 µF elektrolitikus, 35 WVDC (Radio Shack katalógus # 272-1015 vagy azzal egyenértékű)
- Két kondenzátor, 0.,22 µF, nem polarizált (Radio Shack katalógus # 272-1070)
- egy 10 kΩ potenciométer, lineáris kúpos (Radio Shack katalógus # 271-1715)
ügyeljen arra, hogy olyan op-erősítőt használjon, amelynek magas a vágási sebessége. Kerülje az LM741 vagy LM1458 emiatt.
minél közelebb illeszkedik a két tranzisztor, annál jobb. Ha lehetséges, próbáljon meg olyan TIP41 és TIP42 tranzisztorokat beszerezni, amelyek szorosan illeszkednek az NPN és a PNP teljesítménytranzisztorokhoz, amelyek mindegyike 65 watt disszipációs besorolással rendelkezik. Ha nem kap TIP41 NPN tranzisztort, akkor a TIP3055 (elérhető a Radio Shack-től) jó helyettesítő. Ne használjon nagyon nagy (azaz, TO-3 eset) teljesítmény tranzisztorok, mivel az op-amp-nek nehézségei lehetnek ahhoz, hogy elegendő áramot vezessen a bázisukhoz a jó működés érdekében.,>Hogy bemutassa, hogyan kell felépíteni egy “push-pull” B osztályú erősítő használata kiegészítő bipoláris tranzisztorok
SEMATIKUS ÁBRA
ILLUSZTRÁCIÓ
UTASÍTÁS
Ez a projekt egy audio erősítő alkalmas felerősítve a kimeneti jel egy kis rádió, magnó, CD lejátszó, vagy bármilyen más forrás audio jeleket., A sztereó működéshez két azonos erősítőt kell építeni, az egyik a bal csatornához, a másik a jobb csatornához. Ahhoz, hogy bemeneti jelet szerezzen ehhez az erősítőhöz, csak csatlakoztassa egy rádió vagy más audio eszköz kimenetéhez, mint például:
Ez az erősítő áramkör jól működik a kiváló minőségű, moduláris sztereó alkatrészek “vonalszintű” hangjeleinek erősítésében is., Meglepő mennyiségű hangerőt biztosít, amikor egy nagy hangszórón keresztül játszik, és talán hűtőbordák nélkül futhat a tranzisztorokon (bár egy kicsit kísérleteznie kell vele, mielőtt úgy dönt, hogy lemond a hűtőbordákról,mivel a teljesítményeloszlás a használt hangszóró típusától függ).
bármely erősítő áramkör célja, hogy a bemeneti hullámformát a lehető legpontosabban reprodukálja. A tökéletes reprodukció természetesen lehetetlen, a kimenet és a bemeneti hullámok közötti különbségek torzításként ismertek., Egy hangerősítőben a torzítás kellemetlen hangokat okozhat a valódi hangra. Az audio erősítő áramkörének sokféle konfigurációja létezik, mindegyiknek megvannak a maga előnyei és hátrányai. Ezt az áramkört “B osztálynak”, “push-pull áramkörnek” nevezik.
a legtöbb audio “power” erősítő B osztályú konfigurációt használ, ahol az egyik tranzisztor a hullámforma ciklus felénél (tolja) biztosítja a terhelést, a második tranzisztor pedig a ciklus másik felének terhelését biztosítja (húzza)., Ebben a sémában egyik tranzisztor sem marad ” bekapcsolva “a teljes ciklusra, így mindegyiknek van ideje” pihenni ” és lehűlni a hullámforma ciklus alatt. Ez teszi a teljesítmény-hatékony erősítő áramkör, de vezet egy külön típusú nemlinearitás néven ” crossover torzítás.,audio hang, az állandó mennyiség:
push-pull erősítő áramkör, a két tranzisztor felváltva felerősítve a másik fél-ciklus a hullámforma, mint ez:
Ha a “hand-off” között a két tranzisztor nem pontosan szinkronizált, bár, az erősítő kimeneti hullámforma lehet valahogy így néz ki, ahelyett, hogy egy tiszta szinusz hullám:
Itt, torzítás eredménye az a tény, hogy van egy kis késés van a között, amikor egy tranzisztor kikapcsol, majd a másik tranzisztor bekapcsol., Ez a fajta torzítás, ahol a hullámforma “összeolvad” a keresztezési ponton a pozitív és negatív félciklusok között, keresztirányú torzításnak nevezik., Az egyik leggyakoribb módszer a enyhítő crossover torzulás, hogy elfogultság a tranzisztorok, annyira, hogy a turn-be – /kikapcsolása pontot valójában átfedés, tehát, hogy mindkét esetben az állam a vezetés egy röpke pillanat alatt a crossover idő:
Ebben a formában a hangerősítő technikailag ismert osztály AB ahelyett, B osztály, mert minden tranzisztor “a” több mint 50% – át az idő alatt egy teljes hullám ciklus., A hátránya, hogy csinálja ezt, azonban a nagyobb energiafogyasztás, az erősítő áramkör, mert közben a pillanatok, amikor mindkét tranzisztor folytat, a jelenlegi végzett keresztül a tranzisztorok, hogy nem megy át a terhelést, csupán azt, hogy “rövidre” az egyik tápegység vasúti, hogy a másik (a -V +V).
Ez nem csak energiapazarlás, hanem több hőenergiát oszt el a tranzisztorokban. Amikor a tranzisztorok hőmérséklete nő, jellemzőik megváltoznak (vbe előre feszültségesés, β, csomópont ellenállások stb.,), megnehezítve a megfelelő előéletet.
ebben a kísérletben a tranzisztorok tiszta B osztályú üzemmódban működnek. Vagyis soha nem vezetnek egyszerre. Ez energiát takarít meg, csökkenti a hőelvezetést, de alkalmas arra, hogy crossover torzítás. A megoldás ebben az áramkörben az, hogy egy op-amp negatív visszacsatolás, hogy gyorsan vezetni a tranzisztorok a “halott” zóna termelő crossover torzítás, valamint csökkenti a” laposabbá ” a hullámforma során crossover.
a vázlatos ábrán látható első (bal szélső) op-amp nem más, mint egy puffer., Egy puffer segít csökkenteni a terhelés a bemeneti kondenzátor/ellenállás hálózat, amely helyezték el az áramkört, hogy kiszűrje a DC-elfogultság feszültség a bemeneti jel, megakadályozva bármilyen DC feszültség egyre erősítik az áramkört, majd elküldte a hangszóró, ahol okozhat kárt.
a puffer op-amp nélkül a kondenzátor / ellenállás szűrő áramkör csökkenti az erősítő alacsony frekvenciájú (“basszus”) válaszát, és kiemeli a nagyfrekvenciás (“magas”) választ.
a második op-amp invertáló erősítőként működik, amelynek erősítését a 10 kΩ potenciométer vezérli., Ez nem más, mint az erősítő hangerőszabályzójának biztosítása. Általában invertáló erősítő áramkörök van a visszacsatoló ellenállás(s) kapcsolódik közvetlenül a műveleti erősítő kimeneti terminál, hogy az invertáló bemenet terminál, mint ez:
Ha használja a kapott kimeneti jel vezetni a bázis terminálok a push-pull tranzisztor pár, de mi lenne a tapasztalat jelentős crossover torzítás, mert lenne egy “halott” zóna a tranzisztorok’ művelet, mint az alap feszültség ment a + 0.7 v, 0 nem.,7 volt:
Ha már elkészítette az erősítő áramkört végleges formájában, egyszerűsítheti ezt az űrlapot, és meghallgathatja a hangminőség különbségét. Ha még nem kezdte meg az áramkör építését, a fenti vázlatos diagram jó kiindulási pont lenne. Felerősíti az audio jelet, de szörnyen hangzik!
a keresztirányú torzítás oka az, hogy ha az op-amp kimeneti jel + 0,7 volt és – 0 között van.,7 volt, egyik tranzisztor sem vezet, a hangszóró kimeneti feszültsége pedig 0 volt lesz az alapfeszültség teljes 1, 4 voltos tartományában. Így van egy “zóna” a bemeneti jeltartományban, ahol a hangszóró kimeneti feszültsége nem változik. Itt van, ahol általában bonyolult elővilágítási technikákat vezetnek be az áramkörbe, hogy csökkentsék ezt az 1, 4 voltos “rést” a tranzisztor bemeneti jelválaszában. Általában valami ilyesmi történik:
a két sorozathoz csatlakoztatott dióda körülbelül 1-re csökken.,4 volt, ami megegyezik a két tranzisztor kombinált vbe előre feszültségesésével, ami olyan forgatókönyvet eredményez, amelyben minden tranzisztor éppen a bekapcsolás szélén áll, amikor a bemeneti jel nulla volt, kiküszöbölve a korábban létező 1, 4 voltos “halott” jelzónát.
Sajnos ez a megoldás nem tökéletes: mivel a tranzisztorok hő fel végző erő a terhelés, a Vbe előre feszültség csökken csökken a 0.7 volt, hogy valami kevésbé, mint 0.6 v vagy 0, 5 voltot., A diódák, amelyekre nem vonatkozik ugyanaz a fűtési hatás, mert nem végeznek jelentős áramot, nem tapasztalják ugyanazt a változást az előre feszültségcsökkenésben.
így a diódák továbbra is ugyanazt az 1, 4 voltos előfeszítési feszültséget biztosítják, annak ellenére, hogy a tranzisztorok kevesebb előfeszítési feszültséget igényelnek a fűtés miatt. Az eredmény az lesz, hogy az áramkör az AB osztályú működésbe sodródik, ahol mindkét tranzisztor az idő vezetési állapotában lesz., Ez természetesen nagyobb hőelvezetést eredményez a tranzisztorokon keresztül, ami súlyosbítja az előre feszültségesés problémáját.
a probléma közös megoldása a hőmérséklet-kompenzációs “visszacsatoló” ellenállások behelyezése a push-pull tranzisztor áramkör emitter lábaiba:
Ez a megoldás nem akadályozza meg a két tranzisztor egyidejű bekapcsolását, hanem csupán csökkenti a probléma súlyosságát, és megakadályozza a termikus elszabadulást., Azt is a szerencsétlen hatása behelyezése ellenállás a terhelés jelenlegi útvonal, korlátozza a kimeneti áram az erősítő. A kísérletben választott megoldás az, amely kihasználja az op-amp negatív visszacsatolás elvét, hogy leküzdje a push-pull tranzisztor kimeneti áramkör rejlő korlátait. Egy diódát használok, hogy 0,7 voltos torzítási feszültséget biztosítsak a push-pull pár számára., Ez nem elég ahhoz, hogy megszüntesse a “halott” jel zóna, de csökkenti által legalább 50%:
Mivel a feszültségesés egyetlen dióda mindig kevesebb lesz, mint a kombinált feszültség csepp a két tranzisztor bázis-emitter csomópontok, a tranzisztorok soha nem kapcsolja be egyszerre, ezáltal megakadályozza osztály AB működését., A következő, hogy segítsen megszabadulni a fennmaradó crossover torzítás, a visszajelzés az op-amp venni a kimeneti terminál az erősítő (a tranzisztorok’ emitter terminálok), mint ez:
Az op-amp funkciója, hogy a kimeneti feszültség, amit jelezni kell, annak érdekében, hogy a két bemenet terminálok ugyanabban feszültség (0 v differenciál)., A csatlakozás a visszajelzések vezetéket a jeladó csatlakozóinál a push-pull tranzisztorok, az op-amp megvan az a képessége, hogy bármilyen értelemben, hogy “halott” zóna, ahol sem a tranzisztor van, lebonyolítása, valamint a kimeneti megfelelő feszültség jel, hogy a bázisok a tranzisztorok, hogy gyorsan vezetni őket a vezetés újra, hogy “lépést tartani” a bemeneti jel hullámforma.
ehhez nagy teljesítményű op-amp-re van szükség (gyors emelkedő vagy gyorsan csökkenő kimeneti feszültség előállítására), ezért a tl082 op-amp-T megadták ehhez az áramkörhöz., A lassabb op-erősítők, például az LM741 vagy az LM1458 nem képesek lépést tartani az alacsony torzításhoz szükséges magas dv/dt-vel (feszültség-változási sebesség, más néven de/dt).
Csak egy pár kondenzátor egészül ki ezt az áramkört, hogy hozza azt a végleges formáját: 47 µF kondenzátort párhuzamosan kapcsolódik a dióda segít megtartani a 0,7 volt elfogultság feszültség állandó, annak ellenére, hogy nagy feszültség ingadozások a műveleti erősítő kimenetét, míg egy 0.22 µF kondenzátor csatlakozik között a bázis, illetve kibocsátója az NPN tranzisztor segít csökkenteni a crossover torzítás alacsony hangerő beállítások: