Umzch shema: vrste, opis, uređaj, redoslijed montaže

Mnogi su upoznati sa situacijom kada neki uređaj reproducira zvuk, ali to ne čini tako glasno kao što bismo željeli. Što učiniti? Možete kupiti drugu opremu za reprodukciju zvuka ili možete kupiti pojačalo snage zvučne frekvencije (u daljnjem tekstu UMZCH). Štoviše, pojačalo se može sastaviti vlastitim rukama.

Da biste to učinili, potrebno vam je samo osnovno znanje o elektronici, poput sposobnosti razlikovanja emitera, baze i kolektora u bipolarnom tranzistoru, odvodu, izvoru, vratima u polju, kao i drugim elementarnim aspektima.

U nastavku će biti opisani najvažniji parametri pojačala snage zvuka, na čijem poboljšanju vrijedi raditi kako bi se postiglo veće pojačanje, kao i najjednostavniji krugovi ovih uređaja, sastavljeni na raznim glavnim komponentama poput vakuumskih cijevi, tranzistora, operativnih pojačala i integriranih krugova.

Osim toga, u članku će se raspravljati o shemi visokokvalitetnog UMZCH-a. To će utjecati na njegov sastav, parametre, kao i strukturne značajke. Također će se razmotriti shema UMZCH Sukhova.

Umzch parametri

Najvažniji parametar pojačala snage je dobitak. Predstavlja omjer izlaznog signala i ulaza i podijeljen je u tri različita parametra:

1. Pojačanje struje. K_I = I_izlaz / I_VH.
2. Pojačanje napona. K_U = U_izlaz / U_VH.
3. Dobitak snage. K_P = P_izlaz / P_VH.

U slučaju UMZCH-a, razumnije je uzeti u obzir dobitak snage, jer je potrebno pojačanje ovog određenog parametra, iako je glupo poreći da vrijednost snage – i ulazna i izlazna-ovisi o vrijednostima struje i napona.

Naravno, pojačala imaju i druge parametre poput faktora izobličenja pojačanog signala, ali svi oni nisu toliko važni u usporedbi s pojačanjima.

Ne zaboravite da ne postoje idealni uređaji. Nema UMZCH-a s ogromnim dobitkom bez drugih nedostataka. Uvijek morate žrtvovati neke parametre kako biste zadovoljili druge.

UMZCH na električnim vakuumskim uređajima

Električni vakuumski uređaji su uređaji koji u svom dizajnu sadrže tikvicu u kojoj se nalazi vakuum ili određeni plin, kao i najmanje dvije elektrode-katoda i anoda.

Unutar tikvice mogu biti tri, pet, pa čak i osam dodatnih elektroda. Svjetiljka s dvije elektrode naziva se dioda (ne treba je miješati s poluvodičkom diodom), s tri-triodom, s pet-pentodom.

Pojačala snage vakuumskih cijevi vrlo su cijenjena i među običnim ljubiteljima glazbe i među profesionalnim glazbenicima, jer cijevi daju "najčišće" pojačanje.

To je djelomično zato što elektroni ubrizgani s katode na putu do anode ne nailaze na otpor i postižu cilj u nepromijenjenom stanju – nisu modulirani ni gustoćom ni brzinom.

Cijevna pojačala najskuplja su od svih na tržištu. To je zbog činjenice da su se električni vakuumski uređaji prestali masovno koristiti u prošlom stoljeću, odnosno njihova proizvodnja u velikim serijama postala je neisplativa. To je komadni proizvod. Ali takvi UMZCH definitivno vrijede novca: u usporedbi s popularnim kolegama, čak i na integriranim krugovima, razlika se jasno čuje. I to ne u korist mikrovezja.

Naravno, nije potrebno sami sastaviti cijevna pojačala, možete ih kupiti u specijaliziranim prodavaonicama. Cijena pojačala na električnim vakuumskim uređajima počinje od 50.000. Moguće je pronaći relativno jeftine rabljene opcije (čak i do 10.000%), ali mogu biti nekvalitetne. Koliko koštaju dobra pojačala na cijevima? Od 100.000. Koliko koštaju vrlo dobra pojačala? Od nekoliko stotina tisuća rubalja.

Postoji mnogo umzch shema na svjetiljkama, u ovom će se odjeljku razmotriti elementarni primjer.

Najjednostavnije pojačalo može se sastaviti na triodi. Pripada klasi JEDNOTAKTNIH umzch shema. U triodi je treća elektroda Kontrolna mreža koja regulira anodnu struju. Na njega je spojen izmjenični napon i pomoću veličine i polariteta izvornog signala možete ili smanjiti ili povećati anodnu struju.

Ako na mrežu spojite negativni visoki potencijal, tada će se elektroni taložiti na njoj, a struja u krugu bit će jednaka nuli. Ako se na mrežu Primijeni pozitivan potencijal, tada će elektroni od katode do anode nesmetano prolaziti.

Podešavanjem anodne struje moguće je promijeniti radnu točku triode na karakteristiku volt-ampera. To vam omogućuje podešavanje količine pojačanja struje i napona (kao rezultat-snage) ovog električnog vakuumskog uređaja.

Da biste sastavili najjednostavnije pojačalo na triodi, morate spojiti izmjenični izvor napajanja na upravljačku mrežu, primijeniti nulti potencijal na katodu, a pozitivan na anodu. Otpor balasta obično je povezan s anodom. Opterećenje treba ukloniti između otpora balasta i anode.

Da biste povećali kvalitetu pojačanog signala, možete spojiti kondenzator filtra serijski ili paralelno (ovisno o konkretnom slučaju) na opterećenje, paralelno spojiti kondenzator i otpornik na katodu, a najjednostavniji razdjelnik napona od dva otpornika spojiti na upravljačku mrežu.

Teoretski, pojačalo snage može se sastaviti na klistronu prema UMZCH krugovima na svjetiljkama. Klistron je električni vakuumski uređaj, po dizajnu sličan diodi, ali ima dva dodatna terminala koji služe za ulaz i izlaz signala. Pojačanje u ovom uređaju događa se modulacijom protoka elektrona koje katoda emitira prema kolektoru (analog anode), prvo brzinom, a zatim gustoćom.

UMZCH na bipolarnim tranzistorima

Bipolarni tranzistor-sinteza dviju dioda. On je ili p-n-p ili n-p-n element, sa sljedećim komponentama:

• emiter;
• baza;
• kolektor.

Brzina i pouzdanost tranzistora općenito su veći od električnih vakuumskih uređaja. Nije tajna, što je prvo elektronički računalni strojevi radili su upravo na svjetiljkama, ali čim su se pojavili Tranzistori, potonji su brzo zamijenili svoje pretpotopne konkurente i uspješno se koriste do danas.

Dalje će se razmotriti primjer korištenja tranzistora ICE-ICE-ICE u krugu pojačala snage. Važno je primjetiti, da su elektroni (n) malo brže rupa (p), odnosno, performanse n-p-n i p-n-p tranzistora razlikuje u korist posljednjih.

Druga važna nijansa je da bipolarni tranzistori imaju nekoliko sklopnih krugova:

1. Sa zajedničkim emiterom (najpopularniji).
2. S zajedničkom bazom.
3. S zajedničkim kolektorom.

Svi krugovi imaju različite parametre pojačanja. Sljedeći UMZCH krug ima zajedničku vezu emitera.

Da biste sastavili najjednostavnije pojačalo na IRA-ira-ira tranzistoru, na njegovu bazu morate spojiti izmjenični napon – na kolektor-pozitivan potencijal, a na emiter – negativan. I prije baze, i ispred kolektora, i ispred emitera, treba postaviti granične otpore. Opterećenje se uklanja između otpora balasta kolektora i samog kolektora.

Kao i kod električnog vakuumskog pojačala na triodi, da biste poboljšali kvalitetu pojačanja u ovom krugu, možete:

• postavite razdjelnik napona i kondenzator filtra ispred baze;
• postavite paralelno spojeni kondenzator i otpornik na emiter;
• uključite kondenzator filtra na opterećenje kako biste uklonili buku i smetnje.

Ako serijski spojite dvije takve faze pojačanja, tada se njihovi dobici mogu pomnožiti jedan s drugim. To će, naravno, značajno zakomplicirati dizajn uređaja, ali omogućit će vam postizanje većeg pojačanja. Istina, ove faze neće biti moguće beskrajno povezivati: što je više pojedinačnih pojačala spojeno u seriju, to je veća šansa da će otići u zasićenje.

Ako tranzistor radi u načinu zasićenja, tada ne može biti govora o bilo kakvim pojačavajućim svojstvima. To se može vidjeti ako pogledate strujno-naponsku karakteristiku: radna točka tranzistora nalazi se u vodoravnom presjeku ako radi u načinu zasićenja.

UMZCH na tranzistoru s efektom polja

Slijedi UMZCH krug na mos tranzistorima (metal-oksid-poluvodič-standardna struktura tranzistora s efektom polja).

Struktura tranzistora s efektom polja ima malo veze s bipolarnim tranzistorima. Štoviše, njihov princip rada ni na koji način nije sličan principu bipolarnih analoga.

Tranzistori s efektom polja kontroliraju se električnim poljem (bipolarni-struja). Ne troše struju i otporni su na gama zračenje, koje se naziva i radioaktivnim zračenjem. Potonja činjenica teško da će ikada biti korisna glazbenicima koji žele sastaviti audio pojačalo, ali u industriji je ova značajka tranzistora s efektom polja vrlo cijenjena.

Njihov glavni nedostatak je što ne komuniciraju dobro sa statičkim elektricitetom. Naboj ove prirode podrijetla može oštetiti tranzistore ove vrste. Svaki neoprezni dodir prstom prije kontakta elementa može oštetiti tranzistor.

Ove značajke treba uzeti u obzir prilikom sastavljanja pojačala snage na ovim elektroničkim komponentama.

Kako sastaviti UMZCH krug na tranzistoru s efektom polja vlastitim rukama? Dovoljno je slijediti daljnje upute.

Jednostavni UMZCH sklop na FET-u može se sastaviti pomoću FET-a s NPC - om s kanalom tipa NPC. Dizajn je sličan onome opisanom prilikom sastavljanja pojačala na bipolarnom tranzistoru, samo su vrata zauzela mjesto baze, kolektor-odvod, emiter-izvor.

UMZCH na operativnom pojačalu

Operativno pojačalo (u daljnjem tekstu opamp) je elektronička komponenta koja ima dva ulaza – invertirajući (mijenja fazni signal za 180 stupnjeva) i neinvertirajući (ne mijenja fazu signala)- kao i jedan izlaz i par pinova za posluživanje prehrana. Ima malu vrijednost napona nulte pristranosti i ulaznih struja. Ovaj uređaj ima vrlo veliko pojačanje.

Op-pojačalo može raditi u dva načina:

• u načinu pojačala;
• u načinu generatora.

Da bi op-pojačalo radilo u načinu pojačala, na njega je potrebno spojiti krug negativne povratne sprege. To je otpornik koji je jednim terminalom spojen na izlaz op-pojačala, a drugim na invertirajući ulaz.

Ako spojite isti krug na neinvertirajući ulaz, dobit ćete krug pozitivne povratne sprege i opamp će početi raditi kao generator signala.

Postoji nekoliko vrsta pojačala sastavljenih na OP-pojačalima:

1. Inverting-pojačava signal i mijenja njegovu fazu za 180 stupnjeva. Da biste dobili invertirajuće pojačalo Na op-pojačalu, morate uzemljiti neinvertirajući ulaz op-pojačala, a invertirajućem napajati signal koji treba pojačati. U ovom slučaju ne smijemo zaboraviti na krug negativnih povratnih informacija.
2. Neinvertirajući-pojačava signal bez promjene njegove faze. Da biste sastavili neinvertirajuće pojačalo, morate spojiti krug negativne povratne sprege na OP-pojačalo, uzemljiti invertirajući ulaz i dati signal neinvertirajućem kontaktu op-pojačala.
3. Diferencijal-pojačava diferencijalne signale (signali koji se razlikuju u fazi, ali su isti u amplitudi i frekvenciji). Da biste dobili diferencijalno pojačalo, morate spojiti granične otpornike na ulaze op – pojačala, ne zaboravite na krug negativne povratne sprege i primijeniti dva signala na ulazne kontakte: signal pozitivnog polariteta mora se primijeniti na neinvertirajući ulaz, negativni na invertirajući ulaz.
4. Mjerni-modificirana verzija diferencijalnog pojačala. Mjerno pojačalo obavlja istu funkciju kao i diferencijalno pojačalo, samo što ima mogućnost podešavanja pojačanja pomoću potenciometra koji povezuje ulaze dvaju op-pojačala. Dizajn takvog pojačala osjetno je složeniji i uključuje ne jedan, već tri op-pojačala.

Što je teško raditi s operativnim pojačalima? Za krugove s op-amp-om ponekad je teško odabrati prikladne komponente poput otpornika i kondenzatora, jer je potrebno pažljivo usklađivanje elemenata ne samo u nazivnim vrijednostima, već i u materijalima.

UMZCH na integriranim krugovima

Integrirani krugovi-uređaji posebno izrađeni za obavljanje određenog zadatka. U slučaju UMZCH-a, jedan mali čip zamjenjuje veliki stupanj tranzistora, operativnih pojačala ili električnih vakuumskih uređaja.

Trenutno su izuzetno popularni čipovi s različitim serijskim brojevima, na primjer, arens7057 Arens ili ARENS2030. Postoji ogroman broj UMZCH krugova na mikro krugovima.

U svom sastavu imaju veliki broj otpornika, kondenzatora i operativnih pojačala, opremljenih u vrlo malom kućištu, čija veličina ne prelazi kovanice od 1 ili 2 rubalja.

Dizajn UMZCH-a

Prije kupnje potrebni dijelovi i urezati vodiče na PCB ploči, potrebno je razjasniti vrijednosti otpornika i kondenzatora, kao i odabrati potrebne modele tranzistora, operativnih pojačala ili integriranih krugova.

To se može učiniti na računalu pomoću posebnog softver, na primjer, oceani. Ovaj program sadrži veliku bazu elektroničkih komponenti. Uz njegovu pomoć možete simulirati rad bilo kojeg elektroničkog uređaja, čak i uzimajući u obzir pogreške, provjeriti radne sklopove.

Uz pomoć takvog softvera posebno je prikladno testirati krugove moćnih UMZCH-a.

200-vatni tranzistorski krug stereo pojačala

Shema o kojoj se govori u ovom odjeljku mnogo je složenija od gore opisanih. Ali njegova pojačala su bolja od dizajna na bipolarnim, poljskim tranzistorima, kao i operativnim pojačalima i integriranim krugovima, koji su već navedeni u članku.

Sastav ovog uređaja uključuje sljedeće elemente:

1. Otpornici.
2. Kondenzatori (kao polarni, tako i nepolarni).
3. Diode.
4. Zener dioda.
5. Osigurači.
6. Bipolarni tranzistori Ice-Ice-Ice-Tip.
7. Bipolarni tranzistori Ice-Ice-Ice-Tip.
8. Tranzistori s efektom polja s izoliranim vratima s kanalom tipa.
9. Tranzistori s efektom polja s izoliranim vratima s kanalom tipa.

Parametri ovog pojačala snage:

1. P_{Nazivni izlaz} = 200 vata (za svaki kanal).
2. U_{napajanje izlaznog stupnja} = 50V (dopušteno je malo odstupanje).
3. I_{odmor izlazne faze} = 200 ma.
4. I_{odmor jednog izlaznog tranzistora} = 50 mA.
5. U_osjetljivost = 0,75 V.

Svi glavni dijelovi ovog uređaja (transformator, rashladni sustav u obliku radijatora i sama ploča) nalaze se na anodiziranom kućištu izrađenom od duralumin lima, čija je debljina 5 mm. Prednja ploča uređaja i gumbi za kontrolu glasnoće izrađeni su od istog materijala.

Transformator s dva namota od 35 V može se kupiti gotov. Preporučljivo je odabrati jezgru toroidnog oblika (provjerena je njezina izvedba u ovoj shemi), a snaga bi trebala biti 300 vata.

Napajanje za krug također će se morati samostalno sastaviti prema UMZCH shemi napajanja. Da biste ga dizajnirali, trebat će vam osigurač, transformator, diodni most, kao i četiri polarna kondenzatora.

Shema napajanja UMZCH dana je u istom odjeljku.

Tri jednostavne istine koje treba zapamtiti prilikom sastavljanja bilo kojeg električnog kruga:

1. Obavezno promatrajte polaritet polarnih kondenzatora. Ako pomiješate Plus i minus u malom krugu pojačala, tada se neće dogoditi ništa strašno, UMZCH krug jednostavno neće raditi, ali upravo zbog tako beznačajne, na prvi pogled, pogreške, rakete su pale s opremom i posadom na brodu.
2. Obavezno promatrajte polaritet dioda: također je zabranjeno mijenjati katodu s anodom. Za zener diodu je ovo pravilo također relevantno.
3. Glavna stvar je lemiti dijelove samo tamo gdje na dijagramu postoji kontaktna točka. Većina neispravnih električnih krugova ne radi upravo iz razloga što instalater nije zalemio dijelove ili ih zalemio tamo gdje nije potrebno.

Je li ovaj krug uključen u neke od najboljih UMZCH krugova? Možda. Sve ovisi o željama potrošača.

Sukhova Shema

Ako se prethodni krug pojačala snage može sastaviti samostalno, jer uključuje relativno malo elemenata, tada je bolje ne sastavljati krug Sukhova pojačala ručno. Zašto? Zbog ogromnog broja elemenata i spojeva, velika je šansa da pogriješite, zbog čega ćete morati ponoviti cijelu značajnu količinu posla.

Zapravo, shema navedena u ovom odjeljku pogrešno se naziva Sukhovljevom shemom. Ovo je UMZCH visoke vjernosti modelu zrakoplovstva-2011 (shematski dijagram UMZCH ove vrste dan je u ovom odjeljku). U svom sastavu ne sadrži tranzistore s efektom polja, ali uključuje:

1. Zener diode.
2. Nelinearni otpornici.
3. Konvencionalni otpornici.
4. Polarni i nepolarni kondenzatori.
5. Diode.
6. Bipolarni tranzistori obje vrste.
7. Operativna pojačala.
8. Prigušnica.

Mogućnosti ovog uključivanja:

1. IPO = 150 vata na IPO_opterećenje = 8 ohma.
2. Linearnost: 0,0002 do 0,0003% na 20 kHz, ae = 100 vata i AE_opterećenje = 4 ohma.
3. Imati stalnu podršku za internet = 0V.
4. Prisutnost kompenzacije otpora žica pri izmjeničnoj struji.
5. Prisutnost trenutne zaštite.
6. Prisutnost zaštite umzch sheme od oceana_izlaz = const.
7. Prisutnost glatkog pokretanja.

Takav se krug sastavlja u industrijskim razmjerima i uklapa se na malu ploču. Ožičenje vodiča i raspored elemenata mogu se naći na internetu, gdje su ti materijali slobodno dostupni.

Sukhova serija shema-neke od najboljih UMZCH shema.

Dno crta

Pojačalo snage zvuka Vrlo je popularan uređaj i među profesionalnim glazbenicima i među običnim ljubiteljima glazbe. UMZCH se izvode i na temelju električnih vakuumskih uređaja i tranzistora, i na temelju operativnih pojačala, integriranih krugova.

Slični uređaji mogu se kupiti u specijaliziranim prodavaonicama ili ih možete napraviti sami. Što se tiče cijene, najskuplja su pojačala na cijevima, najjeftinija na integriranim krugovima.

UMZCH cijevni krugovi imaju veću kvalitetu pojačanja od integriranih ili tranzistorskih UMZCH. Iz tog su razloga ljudi spremni kupiti takve uređaje za 50 000, i za 100 000, i za 450 000.

Kada sami sastavljate pojačala, vrijedi zapamtiti sljedeća pravila:

1. Strogo je zabranjeno miješati polaritete dioda, zener dioda i drugih anodno-katodnih uređaja, kao i polarnih kondenzatora. To je ispunjeno činjenicom da UMZCH sklop sastavljen na kraju neće raditi.
2. Prilikom sastavljanja kruga trebate lemiti dijelove tamo gdje na crtežu postoji kontaktna točka. Zvuči kao očito pravilo. To je istina, ali mnogi instalateri to zaboravljaju.

Ako koristite sve gore navedene preporuke, možete sami sastaviti dobro pojačalo snage zvuka prema UMZCH krugu na tranzistorima ili drugim elementima.