PIESE de schimb ȘI MATERIALE
- Patru 6 baterii
- Dual amplificator operațional, model TL082 recomandat (Radio Shack catalog # 276-1715)
- Unul NPN tranzistor de putere intr-o SĂ-220 pachet—(Radio Shack catalog # 276-2020 sau echivalent)
- Unul PNP tranzistor de putere intr-o SĂ-220 pachet—(Radio Shack catalog # 276-2027 sau echivalent)
- Unul 1N914 de comutare cu diode (Radio Shack catalog # 276-1620)
- Un condensator de 47 µF electrolitice, 35 WVDC (Radio Shack catalog # 272-1015 sau echivalent)
- Două condensatoare, 0.,22 µF, non-polarizat (Radio Shack catalog # 272-1070)
- Un potențiometru de 10 kΩ, linear taper (Radio Shack catalog # 271-1715)
asigurați-vă că utilizați un op-amp care are o mare rata de ucis. Evitați LM741 sau LM1458 din acest motiv.cu cât sunt mai apropiate cele două tranzistoare, cu atât mai bine. Dacă este posibil, încercați pentru a obține TIP41 și TIP42 tranzistoare, care sunt strâns corelate NPN și PNP tranzistoare de putere cu disipare de rating de 65 de wați fiecare. Dacă nu puteți obține un tranzistor TIP41 NPN, TIP3055 (disponibil de la Radio Shack) este un înlocuitor bun. Nu utilizați foarte mari (adică., TO-3 caz) tranzistori de putere, ca op-amp poate avea probleme de conducere suficient de curent la bazele lor pentru o bună funcționare.,>Pentru a ilustra cum de a construi un „push-pull” clasa B amplificator cu tranzistoare bipolare complementare
DIAGRAMĂ SCHEMATICĂ
ILUSTRARE
INSTRUCTIUNI
Acest proiect este un amplificator audio potrivit pentru amplificarea semnalului de ieșire de la un mic radio, casetofon, CD-player, sau orice altă sursă de semnale audio., Pentru funcționarea stereo, trebuie construite două amplificatoare identice, unul pentru canalul din stânga și altul pentru canalul din dreapta. Pentru a obține un semnal de intrare pentru acest amplificator amplifica, doar conectați-l la ieșirea de radio sau alt dispozitiv audio de genul asta:
Acest circuit de amplificare, de asemenea, funcționează bine în amplificarea „la nivel de linie” semnale audio de înaltă calitate, modular componente stereo., Acesta oferă o cantitate surprinzător de putere acustică atunci când a jucat printr-un difuzor mare, și poate rula fara radiatoare pe tranzistori (deși ar trebui să experimenteze un pic înainte de a decide să renunțe la chiuvete de căldură, ca puterea de disipare variază în funcție de tipul de difuzor folosit).scopul oricărui circuit amplificator este de a reproduce forma de undă de intrare cât mai exact posibil. Reproducerea perfectă este imposibilă, desigur, și orice diferențe între formele de undă de ieșire și de intrare sunt cunoscute sub numele de distorsiune., Într-un amplificator audio, distorsiunea poate provoca suprapunerea tonurilor neplăcute pe sunetul adevărat. Există multe configurații diferite ale circuitelor amplificatorului audio, fiecare cu propriile sale avantaje și dezavantaje. Acest circuit special este numit un” Clasa B, ” circuit push-pull.majoritatea amplificatoarelor audio „power” folosesc o configurație de clasa B, în care un tranzistor asigură alimentarea sarcinii în timpul unei jumătăți a ciclului de formă de undă (împinge) și un al doilea tranzistor asigură alimentarea sarcinii pentru cealaltă jumătate a ciclului (trage)., În această schemă, nici un tranzistor nu rămâne ” pornit „pentru întregul ciclu, oferind fiecăruia un timp pentru a se” odihni ” și a se răci în timpul ciclului de formă de undă. Acest lucru face ca un circuit amplificator eficient din punct de vedere energetic, dar duce la un tip distinct de neliniaritate cunoscut sub numele de „distorsiune încrucișată.,ton audio de volum constant:
Într-un push-pull circuit de amplificare, cele două tranzistoare să ia transformă amplificarea supleant pe jumătate cicluri de undă de genul asta:
Dacă „hand-off” între cele două tranzistoare nu este precis sincronizate, totuși, amplificatorul de ieșire undă poate arata ceva de genul asta in loc de o undă sinusoidală pură:
Aici, distorsiuni rezultate din faptul că există o întârziere între momentul în care un tranzistor se stinge și alte tranzistor se aprinde., Acest tip de distorsiune, în care forma de undă „aplatizează” la punctul de încrucișare între semiciclurile pozitive și negative, se numește Distorsiune încrucișată., O metodă comună de a atenua crossover distortion este de a influența tranzistori, astfel încât rândul lor-pe/turn-off de puncte, de fapt se suprapun, astfel încât ambele tranzistoare sunt în stare de conducție pentru o clipă în timpul crossover perioada:
Această formă de amplificare este punct de vedere tehnic cunoscut sub numele de clasa AB, mai degrabă decât clasa B pentru fiecare tranzistor este „on” pentru mai mult de 50% din timp o undă complet ciclu., Dezavantajul de a face acest lucru, deși, este crescut consumul de energie al circuitului amplificator, deoarece în momentele de timp în care ambele tranzistoare sunt conductoare, există curent realizat prin tranzistori care nu trec prin sarcina, dar este doar fiind „scurtcircuitat” de la o șină de alimentare la alta (de la-V la +V).nu numai că este o risipă de energie, dar disipează mai multă energie termică în tranzistoare. Când tranzistoarele cresc temperatura, caracteristicile lor se schimbă (căderea de tensiune înainte Vbe, β, rezistențele joncțiunii etc.,), ceea ce face dificilă biasing-ul adecvat.în acest experiment, tranzistoarele funcționează în modul de clasă B pură. Adică nu conduc niciodată în același timp. Acest lucru economisește energie și scade disiparea căldurii, dar se pretează la distorsiuni încrucișate. Soluția luată în acest circuit este de a utiliza un op-amp cu feedback negativ pentru a conduce rapid tranzistoarele prin zona” moartă „care produce distorsiuni crossover și pentru a reduce cantitatea de” aplatizare ” a formei de undă în timpul crossover-ului.
primul (cel mai din stânga) op-amp prezentat în diagrama schematică nu este altceva decât un tampon., Un tampon ajută la reducerea încărcării rețelei de condensator/rezistor de intrare, care a fost plasată în circuit pentru a filtra orice tensiune de părtinire DC din semnalul de intrare, împiedicând orice tensiune DC să devină amplificată de circuit și trimisă la difuzor unde ar putea provoca daune.
fără amplificatorul tampon, circuitul de filtrare a condensatorului/rezistorului reduce răspunsul de joasă frecvență („bas”) al amplificatorului și accentuează frecvența înaltă („treble”).al doilea op-amp funcționează ca un amplificator inversor al cărui câștig este controlat de potențiometrul de 10 kΩ., Acest lucru nu face altceva decât să ofere un control al volumului pentru amplificator. De obicei, răsturnând op-amp circuite au feedback-ul lor rezistor(e) conectat direct la op-amp output terminal la borna de intrare inversoare de genul asta:
Daca ar fi sa folosim rezultat semnal de ieșire pentru a conduce pe bază de terminale de tip push-pull tranzistor pereche, totuși, am o experiență semnificativă crossover distortion, pentru că nu ar fi un „mort” în zona de tranzistori’ funcționare, ca de bază tensiune de mers de la + 0,7 volți pentru a – 0.,7 volți:
Dacă ați construit deja circuitul amplificatorului în forma sa finală, îl puteți simplifica la această formă și puteți asculta diferența de calitate a sunetului. Dacă nu ați început încă construcția circuitului, diagrama schematică prezentată mai sus ar fi un bun punct de plecare. Acesta va amplifica un semnal audio, dar va suna oribil!
motivul distorsiunii crossover este că atunci când semnalul de ieșire op-amp este cuprins între + 0,7 volți și-0.,7 volți, nici un tranzistor nu va conduce, iar tensiunea de ieșire a difuzorului va fi de 0 volți pentru întreaga perioadă de 1,4 volți a oscilației tensiunii de bază. Astfel, există o „zonă” în domeniul semnalului de intrare în care nu va avea loc nicio modificare a tensiunii de ieșire a difuzoarelor. Aici este locul în care tehnicile complicate de biasing sunt de obicei introduse în circuit pentru a reduce acest „decalaj” de 1,4 volți în răspunsul semnalului de intrare tranzistor. De obicei, se face ceva de genul:
cele două diode conectate în serie vor scădea aproximativ 1.,4 volți, echivalent cu căderile de tensiune VBE combinate ale celor două tranzistoare, rezultând un scenariu în care fiecare tranzistor este doar pe punctul de a porni atunci când semnalul de intrare este zero volți, eliminând zona de semnal „mort” de 1,4 volți care a existat înainte.
din Păcate, însă, această soluție nu este perfectă: ca tranzistoare de căldură până la efectuarea de putere la sarcina lor Vbe înainte tensiunea scade, va scădea de la 0,7 volți la ceva mai puțin, cum ar fi 0,6 volți sau 0,5 volți., Diodele, care nu sunt supuse aceluiași efect de încălzire, deoarece nu conduc Niciun curent substanțial, nu vor experimenta aceeași schimbare în căderea de tensiune înainte.astfel, diodele vor continua să furnizeze aceeași tensiune de părtinire de 1,4 volți, chiar dacă tranzistoarele necesită o tensiune de părtinire mai mică din cauza încălzirii. Rezultatul va fi că circuitul se deplasează în funcționare de clasă AB, unde ambele tranzistoare vor fi într-o stare de conducere o parte din timp., Acest lucru, desigur, va duce la mai multă disipare a căldurii prin tranzistori, exacerbând problema schimbării căderii de tensiune înainte.
O soluție comună la această problemă este de inserție de temperatura de compensare „feedback-ul” rezistențe în emitor picioarele push-pull tranzistor circuit:
Această soluție nu împiedică simultană turn-pe din două tranzistoare, ci doar reduce severitatea problemei și previne instabilitatea termică., De asemenea, are efectul nefericit de a introduce rezistența în calea curentului de sarcină, limitând curentul de ieșire al amplificatorului. Soluția pentru care am optat în acest experiment este una care valorifică principiul feedback-ului negativ op-amp pentru a depăși limitările inerente ale circuitului de ieșire a tranzistorului push-pull. Eu folosesc o diodă pentru a oferi o tensiune de 0,7 volți părtinire pentru perechea push-pull., Acest lucru nu este suficient pentru a elimina „mort” semnal in zona, dar se reduce cu cel puțin 50%:
Deoarece căderea de tensiune de o singură diodă va fi întotdeauna mai mică decât combinate căderi de tensiune dintre cele două tranzistoare de bază-emitor intersecții, tranzistori nu poate activa simultan, prevenind astfel clasa AB de funcționare., Apoi, pentru a ajuta la a scăpa de restul crossover distorsiuni, semnalul de feedback de la op-amp este luat de la terminalul de ieșire a amplificatorului (tranzistori’ emițător de terminale) astfel:
op-amp are funcția de a de ieșire orice semnal de tensiune trebuie să în scopul de a menține cele două terminale de intrare la aceeași tensiune (0 volți diferențial)., Prin conectarea firului de feedback la bornele emițătorului tranzistoarelor push-pull, op-amp are capacitatea de a simți orice zonă „moartă” în care nici un tranzistor nu conduce și de a emite un semnal de tensiune adecvat la bazele tranzistoarelor pentru a le conduce rapid în conducere din nou pentru a „ține pasul” cu forma de undă a semnalului de intrare.acest lucru necesită un op-amp cu o rată ridicată de rotire (capacitatea de a produce o tensiune de ieșire cu creștere rapidă sau cu scădere rapidă), motiv pentru care tl082 op-amp a fost specificat pentru acest circuit., Este posibil ca amplificatoarele op mai lente, cum ar fi LM741 sau lm1458, să nu poată ține pasul cu dv/dt ridicat (rata de schimbare a tensiunii în timp, cunoscută și sub numele de de/dt) necesare pentru funcționarea cu distorsiuni reduse.
Doar o pereche de condensatori sunt adăugate la acest circuit să-l aducă în forma sa finală: 47 µF condensator conectat în paralel cu dioda ajută la menținerea 0,7 volți tensiunea de polarizare constantă, în ciuda mare tensiune leagăne în op-amp output, în timp ce un 0.22 µF condensator conectat între baza și emitorul la NPN tranzistor ajută la reducerea crossover distorsiuni la volum redus setări: