Transistör yükselteçlerinin hesaplanması. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi

Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi / Acemi radyo amatör

 makale yorumları

Transistörler ortaya çıktıkları anda, yükseltme teknolojisinde hızla baskın bir yer kazandılar ve bunun birkaç nedeni var. Transistörlerin filamanı yoktur, yani onu ısıtmak için güce ihtiyaç duymazlar, düşük besleme voltajında ​​iyi çalışırlar, düşük dirençli yüklerle (örneğin, dinamik hoparlör kafaları) iyi eşleşirler, dayanıklı ve güvenilirdirler . Tüplerin aksine, transistörlerin özellikleri belirgin bir şekilde doğrusal değildir ve amplifikatörlerde, örneğin negatif geri besleme (NFB) getirerek ek önlemlerle azaltılmalıdır.

Biraz daha karmaşık, ancak öte yandan en yaygın ses frekansı güç amplifikatörü - UMZCH'nin hesaplanması üzerinde duralım (Şek. 51). Amplifikatörde kullanılan tüm transistörler silikondur.

VT1 ve VT2 transistörlerinde, giriş aşaması bir diferansiyel devreye göre monte edilir. Sadece evirmeyen ve evirmeyen girişlere uygulanan voltaj farkına cevap verir. Bu fark, polariteye bağlı olarak, birini kapatır ve diğer transistörü açar. R1 yükü, transistör VT1'in toplayıcı devresine dahil edilir, ancak toplayıcı akımının bir kısmı, son aşama VT3'ün transistörünün temel devresine gönderilerek ona bir öngerilim ve bir sinyal sağlar.

Son aşama, transistörlerin seri bağlantısına sahip bir itme-çekme devresine göre VT4 ve VT5 transistörleri üzerine monte edilir. VD1 ve VD2 diyotları tarafından oluşturulan sapmaya bağlı olarak AB sınıfı veya hatta B modunda çalışırlar. Amplifikatör, dinlenme modunda amplifikatör çıkışındaki voltaj neredeyse sıfır olduğundan, izolasyon kondansatörü olmadan açılan dinamik kafa BA1'e yüklenir.

Amplifikatör, aynı çıkış voltajlarına sahip iki kutuplu bir kaynakla (Şek. 52) çalışır. Amplifikatör ve güç kaynağı devreleri son derece basittir, ancak yine de üzerlerine monte edilen tasarım oldukça verimlidir ve iyi parametreler sağlayabilir.

Dirençler yerine transistör akım üreteçlerinin kurulması, güç kaynağında voltaj dengeleyiciler, bireysel aşamalar arasında yayıcı takipçilerinin açılması - bu konudaki varyasyonlar sonsuzdur ve UMZCH devresiyle ilgilenenler bunları kendileri inceleyecektir. yayınlar. En basit devrenin hesaplanmasına geçeceğiz.

Amplifikatör (Şekil 51), en basit haliyle bir işlemsel amplifikatörden (op-amp) başka bir şey değildir. Op-amp'ler, evrensel ve en geniş uygulamalarını sağlayan bir dizi avantaja sahiptir. İdeal bir op ampin giriş direnci ve kazancı sonsuzdur, çıkış direnci sıfırdır. İdeal bir op-amp, yalnızca girişlerindeki voltaj farkına yanıt verir. Bu, girişlerdeki eşzamanlı (ortak mod) voltaj değişiminin bir çıkış sinyali ile sonuçlanmadığı anlamına gelir.

Op-amp'imiz ideal olmaktan uzak: giriş empedansı onlarca kiloohm, kazancı birkaç bin ve ortak mod bastırma giriş sinyali 20...40 dB'yi geçmiyor. Yine de açılır ve ideal bir op-amp ile aynı şekilde çalışır (Şekil 53).

Giriş sinyali, dekuplaj kondansatörü C4 üzerinden evirmeyen DA1 girişine beslenir (üçgenin içindekiler, Şekil 51'deki devreye karşılık gelir, ancak bunlar, örneğin K157UD1 gibi güçlü bir çıkışa sahip diğer op-amp'ler de olabilir. , K174UN11, vb.). Direnç R4, girişte sıfır potansiyeli ayarlar.

Kazanımı ve aynı zamanda doğrusal olmayan bozulmayı azaltan ve ayrıca yükseltilmiş frekans bandını genişleten negatif geri besleme olmadan, op-amp çalışamaz. OOS, amplifikatörün çıkışından R6 rezistörü aracılığıyla evirici girişe beslenir. Doğru akım ve daha düşük frekanslarda C5R5 zinciri herhangi bir rol oynamaz, dolayısıyla geri besleme derinliği %100'dür. Bu, çıkıştaki ve evirme girişindeki potansiyellerin de sıfır olduğu anlamına gelir. Gerçekten de, çıkış potansiyelindeki en ufak bir sapma, örneğin pozitif yönde, direnç R6 aracılığıyla evirici girişe aktarılacak, yükseltilecek ve çıkış potansiyelinde ilk sapmayı telafi ederek bir azalmaya yol açacaktır.

3H alternatif akım için farklı bir konudur - bölücü R6R5, OOS devresinde çalışır ve alternatif çıkış voltajının UvyxR5 / (R5 + R6)'ya eşit yalnızca bir kısmı evirici girişe iletilir. Girişlerdeki voltajlar neredeyse eşittir (op amp kazancının binlerde olduğunu unutmayalım), bu nedenle kazanç formülü şöyle olacaktır:

K = Uvyx/UBX=1 + R6/R5.

Kondansatörün fH amplifikatörünün alt geçiş bandı frekansındaki reaktansı, direnç R5'in direncinden daha az olmalıdır, bu nedenle

C5≥ 1/2πfHR5.

Şekil 53'deki devre elemanlarının hesaplamasını tamamlamak için. 4, R6 ve R50 dirençlerinin dirençlerini seçmemiz bize kalıyor. Bunları aynı şekilde almanız önerilir, daha sonra bu dirençlerden geçen op-amp'in aynı giriş akımları da aynı voltaj düşüşlerine neden olur. Girişlerdeki voltaj farkı sıfır kalacaktır. Bununla birlikte, bu voltaj düşüşleri büyük olmamalıdır, onları 100 ... XNUMX mV ile sınırlandırmak mantıklıdır. Buradan,

R4 = R6 = (0,05...0,1)/iin.

Örneğin iin = 1 μA ile dirençlerin dirençleri 50 ... 100 kOhm'a eşittir.

Şimdi işletim sisteminin dahili öğelerinin hesaplanmasına geçelim (bkz. Şekil 51). VT1 ve VT2 giriş transistörlerinin akımı (aynıdır)

i1 = i2 h21e

burada h21e, ortak bir yayıcıya sahip bir devredeki giriş transistörlerinin statik akım transfer katsayısıdır (mümkünse aynı olmalıdır). Transistörlerin toplam akımı, direnç R2'den geçer ve bunun üzerindeki voltaj düşüşü, En güç kaynağı voltajından 0,5 V (transistörleri açmak için eşik voltajı) daha az olmalıdır. Buradan

R2 = (En-0,5)/2i1

h21e = 100 ve iin = 1 μA ile, her bir giriş transistörünün akımı 0,1 mA olacaktır ve R2 direncinin En = 6 V'daki direnci 27 kOhm'dur. Akım i, transistör VT1'ü açmaya yetecek kadar direnç R3 boyunca bir voltaj düşüşü yaratmalıdır, yani. 0,5 V'tan az değil. Bu nedenle, R1 direncinin direnci

R1 =0,5/i1

Örneğimizde, R1 = 5 kOhm. Daha fazlasını seçerseniz, akımın önemli bir kısmı i, son aşama VT3'ün transistörünün tabanına yönlendirilecektir. Bu sağlanan izin verilebilir

burada i3, transistör VT3'ün toplayıcı akımıdır; h21ЭЗ - mevcut transfer katsayısı. Mevcut i3 sonraki hesaplamada belirlenecektir.

Ardından, terminal öncesi ve terminal aşamaların hesaplanmasına geçebilirsiniz ve birincisinin modu büyük ölçüde onun tarafından belirlendiği için ikincisiyle başlamak daha iyidir. Burada, Şekil 54'de gösterilen güçlü çıkış transistörlerinin toplayıcı özelliklerine ihtiyacımız var. XNUMX ve referans kitaplarında verilmiştir.

VT4 ve VT5 transistörlerinin aynı özelliklere sahip olduğu, sadece yapı olarak farklı olduğu varsayılmaktadır. Endüstri tarafından benzer çift tamamlayıcı transistörler üretilmektedir (örnekler: KT315 ve KT361, KT815 ve KT814, KT819 ve KT818, farklı harf indekslerine sahip). Karakteristikler, kollektör akımının çeşitli temel akımlarda kollektör üzerindeki anlık gerilime bağımlılığını gösterir.

Grafikteki kesikli çizgiler, kollektör devresinin izin verilen modlarının alanını gösterir: yukarıdan, sağdaki maksimum kollektör akımı ile - orta kısımda izin verilen maksimum kollektör voltajı ile - sınırlanır. Kolektör akımı ve voltajının çarpımı olarak hesaplanan, transistörün izin verilen maksimum dağıtma gücü. Yük çizgisi, izin verilen modların sınırlarını hiçbir yerde geçmemelidir.

Daha önce de belirtildiği gibi, VT4 ve VT5 transistörleri, B sınıfına yakın bir modda çalışır. Bu, bir sinyalin yokluğunda, transistördeki voltajın Ep'ye eşit olduğu ve akımın sıfıra yakın olduğu anlamına gelir (sağ taraf) yük hattı). Sinyalin pozitif yarım dalgasında devrede üst transistör (VT4), negatif yarım dalgada alt transistör (VT5) açılır. İşlemler tamamen simetrik olduğundan, üst transistörün çalışmasını düşünün.

Açıldıkça, kollektör akımı artar ve kollektör-emitör voltajı düşer, çünkü yükte pozitif bir yarım dalga voltajı salınır - BA1 kafası. Yük düz çizgisi boyunca sola ve yukarı doğru hareket ederek, şekil 54'de gösterilen ik max ve Uk min'i belirleriz. XNUMX. Herhangi bir özellik yoksa, o zaman ik max akımı, izin verilen maksimum kollektör akımından biraz daha az alınır ve Uk min, kollektör-emitörünün doyma voltajı (tamamen açıkken transistör boyunca voltaj düşüşü) anlamına gelir.

Son iki parametreyi bilmek, amplifikatörün güç çıkışını hesaplamanıza izin verir. Gerçekten de, yükteki AF'nin AC voltajının aralığı (genliği) En - Uk min ve akım genliği - ik max olacaktır. Güç olacak

P \u2d (En - Uk min) ik max / XNUMX.

Uygulamada, genellikle bununla hesaplamaya başlarlar - çıkış gücünü verdikten sonra, En besleme voltajını belirlerler ve gerekli maksimum akımı sağlayan ve izin verilen maksimum parametreler açısından karşılık gelen çıkış transistörlerinin tipini seçerler (Şekil 54). 2). Ayrıca, kapalı bir transistörün kollektör voltajının neredeyse 2En'e ulaşabileceği akılda tutulmalıdır - seçilen transistörlerin kollektör-emitör voltajının izin verilen maksimum değeri en az XNUMXEn olmalıdır.

Çıkış transistörleri h21e4 ve h21e5'in akım transfer katsayısını (büyük sinyal modunda) bilmek (yine aynı olmaları istenir), maksimum taban akımı bulunur

ib4 = ik max/h21e4

Terminal öncesi aşamanın toplayıcı akımı (çıkış transistörlerinin aksine A sınıfında çalıştığını hatırlayın) ib4'ten önemli ölçüde daha büyük olmalıdır. Burada en basit şemanın eksiklikleri ortaya çıkıyor (bkz. Şekil 51). Gerçek şu ki, sinyalin pozitif yarım dalgasında, transistör VT3 açılır ve artan akımı, çıkış transistörü VT4'ü açar. Bu süreçler yeterince iyi gidiyor. Ancak, sinyalin negatif yarım dalgasında, transistör VT5 açılmalı ve maksimum taban akımı direnç R3 tarafından belirlenmelidir ve negatif yarım dalganın zirvesinde bu direnç üzerindeki voltaj Uk min'den bile daha azdır. ! Bu nedenle, i3 ön terminal aşamasının büyük bir kollektör akımını ib10'ten 20 ... .4 kat daha fazla ayarlamak ve R3 direncinin direncini formüle göre hesaplamak gerekir.

R3 = En/i3.

Tabii ki, bu kârsız - son aşamada oldukça güçlü bir transistör koymanız gerekiyor ve tüm amplifikatörün verimliliği düşüyor. Aşağıdaki önlemler durumu düzeltir: çıkış transistörlerinin akım transfer katsayısını arttırmak (VT5 yerine iki veya en az bir kompozit transistör takmak), direnç R3 yerine bir transistör akım üreteci kullanmak, "gerilim yükseltmeyi" açmak . İkinci durumda, direnç R3, seri bağlı iki dirençten oluşur ve bunların orta noktası, büyük bir kapasitör aracılığıyla amplifikatörün çıkışına bağlanır. Ortaya çıkan yerel olumlu geri bildirim, VT5 transistörünün daha iyi açılmasına katkıda bulunur.

Amplifikatörün dikkate alınmayan son kısmı, daha yüksek frekans bölgesindeki frekans yanıtını düzelten kapasitör C1'dir. Kapasitansı genellikle küçüktür - onlarca pikofarad. Bir sonraki bölümde daha ayrıntılı olarak tartışılacaktır.

Kendi kendine test için soru. UMZCH'yi aşağıdaki parametrelerle hesaplayın, giriş voltajı - 0,1 V, besleme voltajı - ± 6,3 V, yük direnci - 4 Ohm, frekans yanıtı - 50 Hz ... 12,5 kHz. Transistör tipini seçin. Sinüs dalgasındaki maksimum çıkış gücünü belirleyin.

Cevap. Sonuncusuyla başlayalım - maksimum güç çıkışı modunda çıkış aşamasını hesaplayalım. Artık voltajı açık çıkış transistörü U'nun toplayıcısına koymak_{km dak} = 0,3 V, Um = 6 V çıkışında RF'nin değişken bileşeninin genliğini elde ederiz. O zaman transistörden geçen akımın maksimum değeri l olacaktır._m=U_m/R_H \u6d 4 V / 1,5 Ohm - \uXNUMXd XNUMX A. Sinüzoidal bir sinyaldeki çıkış gücü P \uXNUMXd \uXNUMXd U olacaktır._mI_m/2 = 4,5 W. Çıkış transistörlerinden geçen kosinüs darbelerinin akımının ortalama değeri 0,32 l'dir._m (0,32, darbe ayrışmasının harmonik bileşenlere sıfır faktörüdür). Yani ben₀ = 0,32 litre_m \u0,5d XNUMX A. Burada başka bir sakin akım I eklemeliyiz_pok 0,05 A mertebesinde çıkış transistörleri.

Şimdi yükseltici P tarafından tüketilen gücü buluyoruz.₀ = 2E_n(I₀ + I_pok)= 7 W Gördüğünüz gibi, maksimum güç modunda amplifikatörün verimliliği sadece R / R olacaktır.₀ = 4,5 W / 7 W = %0,64 veya %64. Daha düşük güçlerde, verimlilik daha da düşük olacaktır. Çıkış transistörlerinin her biri gücü dağıtacaktır (P₀ - P) / 2 \u1,25d 816 W. İyi bir transistör seçimi, tamamlayıcı bir KT817, KTXNUMX çiftidir (herhangi bir harf indeksi ile). Parametreleri, koşullarımızı önemli bir farkla karşılar.

Ön aşamaların voltaj kazancı en az 6,3 V/0,1 V = 63 olmalıdır. Güç transistörlerinin düşük giriş empedansı üzerindeki yük göz önüne alındığında, bir transistör aşaması böyle bir amplifikasyon sağlamaz, bu nedenle en az iki aşama gerekli. Şek. 51-53. Aşırı amplifikasyon, yaklaşık 53 ... 6 R5 / R60 direnç oranına sahip bir OOS'nin (Şekil 70) eklenmesiyle sönümlenir.

Yazar: V.Polyakov, Moskova

Diğer makalelere bakın bölüm Acemi radyo amatör.

Oku ve yaz yararlı bu makaleye yapılan yorumlar.

<< Geri

En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:

Trafik gürültüsü civcivlerin büyümesini geciktiriyor 06.05.2024

Modern şehirlerde bizi çevreleyen sesler giderek daha keskin hale geliyor. Ancak çok az insan bu gürültünün hayvanlar dünyasını, özellikle de henüz yumurtalarından çıkmamış civcivler gibi hassas canlıları nasıl etkilediğini düşünüyor. Son araştırmalar bu konuya ışık tutuyor ve gelişimleri ve hayatta kalmaları açısından ciddi sonuçlara işaret ediyor. Bilim insanları, baklava sırtlı zebra yavrularının trafik gürültüsüne maruz kalmasının gelişimlerinde ciddi aksamalara yol açabileceğini buldu. Deneyler, gürültü kirliliğinin yumurtadan çıkmalarını önemli ölçüde geciktirebildiğini ve ortaya çıkan civcivlerin sağlığı geliştiren bir dizi sorunla karşı karşıya olduğunu göstermiştir. Araştırmacılar ayrıca gürültü kirliliğinin olumsuz etkilerinin yetişkin kuşlara da yayıldığını buldu. Üreme şansının azalması ve doğurganlığın azalması, trafik gürültüsünün yaban hayatı üzerindeki uzun vadeli etkilerini göstermektedir. Araştırma sonuçları ihtiyacı vurguluyor ... >>

Kablosuz hoparlör Samsung Müzik Çerçevesi HW-LS60D 06.05.2024

Modern ses teknolojisi dünyasında, üreticiler yalnızca kusursuz ses kalitesi için değil, aynı zamanda işlevselliği estetikle birleştirmek için de çabalıyorlar. Bu yöndeki en son yenilikçi adımlardan biri, 60 World of Samsung etkinliğinde tanıtılan yeni Samsung Music Frame HW-LS2024D kablosuz hoparlör sistemidir. Samsung HW-LS60D bir hoparlörden daha fazlasıdır; çerçeve tarzı ses sanatıdır. Dolby Atmos destekli 6 hoparlörlü sistem ve şık fotoğraf çerçevesi tasarımının birleşimi, bu ürünü her türlü iç mekana mükemmel bir katkı haline getiriyor. Yeni Samsung Müzik Çerçevesi, her ses seviyesinde net diyaloglar sunan Uyarlanabilir Ses ve zengin ses üretimi için otomatik oda optimizasyonu gibi gelişmiş teknolojilere sahiptir. Spotify, Tidal Hi-Fi ve Bluetooth 5.2 bağlantılarının yanı sıra akıllı asistan entegrasyonu desteğiyle bu hoparlör, beklentilerinizi karşılamaya hazır ... >>

Optik Sinyalleri Kontrol Etmenin ve Yönetmenin Yeni Bir Yolu 05.05.2024

Modern bilim ve teknoloji dünyası hızla gelişiyor ve her gün bize çeşitli alanlarda yeni ufuklar açan yeni yöntem ve teknolojiler ortaya çıkıyor. Bu tür yeniliklerden biri, Alman bilim adamlarının, fotonik alanında önemli ilerlemelere yol açabilecek optik sinyalleri kontrol etmenin yeni bir yolunu geliştirmesidir. Son araştırmalar, Alman bilim adamlarının erimiş silika dalga kılavuzunun içinde ayarlanabilir bir dalga plakası oluşturmasına olanak sağladı. Sıvı kristal katmanın kullanımına dayanan bu yöntem, bir dalga kılavuzundan geçen ışığın polarizasyonunu etkili bir şekilde değiştirmeye olanak tanır. Bu teknolojik atılım, büyük hacimli verileri işleyebilen kompakt ve verimli fotonik cihazların geliştirilmesi için yeni umutlar açıyor. Yeni yöntemle sağlanan elektro-optik polarizasyon kontrolü, yeni bir entegre fotonik cihaz sınıfının temelini oluşturabilir. Bu, büyük fırsatların önünü açıyor ... >>

Arşivden rastgele haberler İlk bakış 10.04.2000 Altmış iki yaşındaki Amerikalı Jerry N., duvardaki ev numarasını okuyabiliyor, nesnelere çarpmıyor, TV izliyor, internette gezinmeyi biliyor, şapkasını çiviye asmaktan çekinmiyor... 20 yıl önce görme yetisini kaybetmemiş olsaydı bu şaşırtıcı olmazdı. Gerçek şu ki, Jerry N., R. Dobell liderliğindeki bir grup mühendisin 30 yıldan fazla çalıştığı bir yapay görme sistemi aldı. Eski kör adamın gözlüklerine minyatür bir televizyon kamerası monte edilmiş, sinyalleri kemerine monte edilmiş bir bilgisayara besleniyor. İşlendikten sonra bu sinyaller, oraya yerleştirilen 68 platin elektrot aracılığıyla doğrudan beyne, görsel kortekse gider. Yapay görme, doğal olandan çok daha zayıftır, ancak yine de neredeyse normal bir yaşam sürmenize izin verir.' Bu tür "yapay gözlerin" seri üretimi bu yıl başlayabilir.

Diğer ilginç haberler:

▪ Akıllı telefonlar ZTE Nubia Z5S ve Z5S mini

▪ Anakart ASRock Fatal1ty B85 Killer

▪ Magic Leap 1 Karma Gerçeklik Kulaklığı

▪ Tavuklar Kanada'yı kurtaracak mı?

▪ Virtium'dan yüksek kapasiteli Endüstriyel İnce SATA SSD'ler

Bilim ve teknolojinin haber akışı, yeni elektronik

Ücretsiz Teknik Kitaplığın ilginç malzemeleri:

▪ saha bölümü Güç regülatörleri, termometreler, ısı stabilizatörleri. Makale seçimi

▪ makale Sigara tütsü. Popüler ifade

▪ makale Rus prensleri (ve çarlar) Rurikovich şecerelerini kimden yönetti? ayrıntılı cevap

▪ makale Şehir yönetiminin arazi araştırmacısı. İş tanımı

▪ makale Gizli elektrik kablolarının montajı. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi

▪ Filadin makalesi. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi

Bu makaleye yorumunuzu bırakın:

Bu sayfanın tüm dilleri

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Ana sayfa | Kütüphane | Makaleler | Site haritası | Site incelemeleri

www.diagram.com.ua
2000-2024