Op-ampdagi bufer kuchaytirgich. Chokli p605 tranzistorli CD pleerning bufer bosqichi. Inverting va inverting kuchaytirgichlar misolida op-amplarni real hayotda qo'llash.

Sxema va dizayni noan'anaviy texnik echimlardan foydalanadigan kuchaytirgichni yaratish haqida maqola. Loyiha notijorat hisoblanadi.

Men juda uzoq vaqt oldin, 80-yillarning oxiridan boshlab audio uskunalarga va musiqa tinglashga qiziqa boshladim va uzoq vaqt davomida Sony, Technics, Revox va boshqalar yorlig'i bilan har qanday PA borligiga qat'iy amin bo'ldim. mahalliy kuchaytirgichlardan ancha yaxshi va hatto uyda ishlab chiqarilgan kuchaytirgichlardan ham yaxshiroq, chunki G'arb brendlari texnologiyaga, eng yuqori sifatli qismlarga va tajribaga ega.

A.M.ning maqolasidan keyin hamma narsa o'zgardi. Likhnitsky jurnalida Audiomagazin No 4(9) 1996, u muallifi bo'lgan Brig-001 kuchaytirgichining 70-yillarida ishlab chiqish va ishlab chiqarishga joriy etish haqida gapirdi. Tasodifan, qisqa vaqtdan so'ng, birinchi nashrlardan noto'g'ri Brig-001 mening qo'limga tushdi. 70-80-yillardagi faqat original mahalliy qismlardan foydalangan holda, men ushbu PAni asl holatiga keltirdim, shunda uning tovush imkoniyatlarini iloji boricha ishonchli baholash mumkin edi.

Technics SU-A700 uy audiotizimining o'rniga Brig-001 kuchaytirgichini ulash meni hayratda qoldirdi - Brig ancha yaxshi ovoz chiqardi, garchi parametrlari oddiyroq va 20 yosh katta bo'lsa ham.. Ayni paytda kuchaytirgich yaratish g'oyasi paydo bo'ldi. o'z qo'llarim bilan, 1998 yilda, asosan, harbiy qabul qilishning ichki element bazasida amalga oshirilgan audio tizimdagi standartni almashtirishga qodir. Yangi qurilma NAD va Rotel o'rta darajadagi modellari kabi mashhur kuchaytirgichlarni qiyosiy tinglash imkoniyatini qoldirmadi va hatto katta akalari bilan solishtirganda ham juda ishonchli edi. Loyiha 2000 yilda xuddi shu sxema bo'yicha ikki blokli PA ko'rinishida, ammo yangi dizayn va energiya ta'minotining ortib borayotgan energiya zichligi bilan keyingi rivojlanishni oldi. U allaqachon bir necha ming AQSh dollarigacha bo'lgan narx toifasida tranzistor va quvur kuchaytirgichlari bilan taqqoslanadi va ko'p hollarda ovoz sifati bo'yicha ulardan oshib ketdi. Keyin yana bir narsani angladim - kuchaytirgichning dizayni deyarli hamma narsani hal qiladi.

Tinglash seanslari natijalarini, ayniqsa mening ikki blokli PAdan yaxshiroq eshitiladigan kuchaytirgichlar ishtirokida, men ko'pincha yaxshi trubka dizayni yoki umumiy OOS'siz tranzistorlar ustunlik qiladi degan xulosaga keldim. . Ular orasida, shuningdek, chuqur OOOS ga ega bo'lgan PAlar ham bor edi, ularning texnik xususiyatlari ko'pincha chiqish kuchlanishining aylanish tezligining juda yuqori qiymatlariga ega - 200 V/mks va undan yuqori. Qoidaga ko'ra, bu qurilmalar qimmat edi va ularning sxemalari ommaga ochiq emas edi. Mening terminalim ham ancha chuqur OOOS ga ega edi, lekin ular bilan solishtirganda unumdorligi past - taxminan 50 V/mks, taqqoslanadigan chiqish kuchlanishiga ega. Unga ba’zan cholg‘u asboblari tembrlari va ijrochilar ovozining tabiiyligini, sozandalarning his-tuyg‘ularini to‘liq yetkaza olmadi. Ba'zi kompozitsiyalarda musiqa taqdimoti soddalashtirilgan, tembr boyligining bir qismi o'ziga xos nozik kulrang parda orqasida yashiringan. Bu, ehtimol, fikr-mulohazalarga ega bo'lgan PAga xos bo'lgan "tranzistor tovushi" deb ataladi.

OOOS bilan PAda "tranzistor" tovushining sabablari forumlarda, elektron dizayn bo'yicha kitoblarda va ushbu mavzuga tegishli jurnallardagi nashrlarda bir necha bor muhokama qilingan. Men amal qiladigan ma'lum versiyalardan biri shundaki, sinus to'lqin signali va faol yuk bo'yicha o'lchangan umumiy qayta aloqa zanjiri bilan qoplangan kuchaytirgichlarning past chiqish empedansi karnaylarda musiqa ijro etilganda umuman qolmaydi, Bu dinamik boshlardan orqa-EMF signallari kuchaytirgichning chiqishidan qayta aloqa zanjirlari orqali uning kirishiga kirishiga imkon beradi. Ushbu signallar OOOS tomonidan olib tashlanmaydi, chunki ular allaqachon shakli bo'yicha farqlanadi va asl signallarga nisbatan fazaviy siljishlarga ega, shuning uchun ular xavfsiz tarzda kuchaytiriladi va yana dinamik tizimlariga kiradi, bu esa audio yo'lda qo'shimcha buzilish va begona tovushlarni keltirib chiqaradi. Ushbu ta'sirga qarshi kurashish usullari vaqti-vaqti bilan muhokama qilinadi. Misollar quyidagilarni o'z ichiga oladi:

1. "False" OOOS kanali, uning signali karnaylarga ulanmagan, ammo ma'lum bir qiymatdagi qarshilikka yuklangan oxirgi bosqichning parallel ulangan elementlaridan biridan olinganda.

2. OOOS ga yetib borishdan oldin ham PAning chiqish qarshiligini kamaytirish.

3. OOOS tsikli ichidagi tezlikni "kosmik" tezliklarga oshirish.

Tabiiyki, OOOS artefaktlari bilan kurashishning eng samarali usuli uni PA sxemasi dizaynidan chiqarib tashlashdir, ammo mening tranzistorlarda OOOSsiz foydali narsalarni qurishga urinishlarim muvaffaqiyat bilan yakunlanmadi. Men tube audio texnologiyasi sohasida noldan boshlashni endi amaliy emas deb hisobladim. "1" nuqtadan olingan usul ko'plab savollarni tug'dirdi, shuning uchun men "2" bandini hisobga olgan holda geribildirim tsikli ichidagi tezlikni oshirish bilan tajriba boshladim. Men darhol e'tiborni qaratmoqchimanki, kuchaytirgichning musiqa asboblari ovozining hujumini to'g'ri takrorlashi uchun etarli bo'lgan chiqish kuchlanishining ko'tarilish tezligi nisbatan kichik qiymat va uning o'ta yuqori qiymatlari faqat OOS faoliyati bilan bog'liq.

Ko'rinib turibdiki, umumiy teskari aloqa zanjiriga ega kuchaytirgichlarda barcha muammolar aylanish tezligini oshirish orqali hal etilmaydi, lekin asosiy g'oya quyidagilardan iborat edi, boshqa barcha parametrlar teng bo'lgan: qayta aloqa zanjiri ichidagi tezlik qanchalik yuqori bo'lsa, Teskari aloqa bilan qoplanmagan signallarning "dumlari" yo'qoladi va samaradorlikning oshishi bilan artefaktlarning davomiyligini kamaytirishni hisobga olgan holda, ularning quloqqa sezilishi uchun qanday chegara bo'lishi kerak. Ushbu yo'nalishda harakatlanayotib, men diskret elementlardan foydalangan holda PAda kamida 100 V / ms barga yaqinlashish muammosiga juda tez duch keldim - agar kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kuchli tranzistorlarda kaskadlar bo'lsa, hamma narsa ancha qiyin bo'lib chiqdi. Kuchlanish teskarisi bo'lgan kuchaytirgichlarda yuqori unumdorlik hech qanday tarzda barqarorlik bilan "birlashmadi" va TOC bilan PAda (joriy fikr-mulohaza bilan) integratordan foydalanmasdan, doimiy kuchlanishning maqbul darajasini olish mumkin emas edi. chiqdi, garchi hamma narsa tartibda bo'lsa ham, tezlik bilan va barqarorlik bilan bog'liq muammolar hal qilindi. Integrator ovozni yaxshi tomonga o'zgartirmaydi, menimcha, shuning uchun men unsiz qilishni juda xohlardim.

Vaziyat amalda boshi berk ko'chaga tushib qolgan edi va birinchi marta emas, agar siz kuchlanishli teskari aloqa bilan quvvat kuchaytirgichini yaratsangiz, unda oldindan kuchaytirgich yoki telefon kuchaytirgich topologiyasidan foydalansangiz, uni baland qilish osonroq bo'ladi, degan fikrlar paydo bo'ldi. -tezlik, keng polosali, barqaror va integratorsiz, bu mening fikrimcha, ovoz sifatiga ijobiy ta'sir ko'rsatishi kerak. Qolgan narsa uni qanday amalga oshirishni aniqlash edi. Deyarli 10 yil davomida hech qanday yechim topilmadi, ammo shu vaqt ichida umumiy qayta aloqa zanjiri ichidagi chiqish kuchlanishining ko'tarilish tezligining ovoz sifatiga ta'sirini o'rganish uchun uy tadqiqotlari olib borildi, buning uchun sinovdan o'tkazish imkonini beruvchi prototip yaratildi. op-amps yordamida turli xil kompozit kuchaytirgichlarning.

Mening "izlanishlarim" natijalari quyidagicha edi:

1. Kompozit kuchaytirgichning tezligi va tarmoqli kengligi kirishdan chiqishgacha ortishi kerak.

2. Tuzatish faqat bitta kutupli. OOS davrlarida kondensatorlar yo'q.

3. Maksimal chiqish kuchlanishi 8,5 V RMS bo'lgan, OOOS chuqurligi taxminan 60 dB bo'lgan kuchaytirgich uchun ovoz sifatining sezilarli o'sishi 40-50 V / ms oralig'ida, keyin esa 200 V / ga yaqinroq joyda paydo bo'ladi. Kuchaytirgich amalda OOOS "eshitiladigan" bo'lishni to'xtatganda ms.

4. 200 V/mks dan yuqori, sezilarli yaxshilanish kuzatilmadi, lekin chiqish kuchlanishi 20 V RMS bo'lgan PA uchun, masalan, xuddi shunday natijaga erishish uchun 500 V/ms allaqachon kerak bo'ladi.

5. PA diapazonini cheklaydigan kirish va chiqish filtrlari, hatto kesish chastotasi audio diapazonning yuqori chegarasidan sezilarli darajada yuqori bo'lsa ham, eng yaxshi ovoz chiqarmaydi.

Diskret elementlarga asoslangan PA bilan muvaffaqiyatsiz tajribalardan so'ng, mening qarashim eng yuqori chiqish oqimiga ega bo'lgan yuqori tezlikdagi op-amplar va o'rnatilgan buferlarga qaratildi. Qidiruv natijalari umidsizlikka tushdi - yuqori chiqish oqimiga ega bo'lgan barcha qurilmalar umidsiz "sekin" va yuqori tezlikda ishlaydigan qurilmalar past ruxsat etilgan ta'minot kuchlanishiga va unchalik yuqori bo'lmagan chiqish oqimiga ega.

2008 yilda tasodifan, Internetda BUF634T o'rnatilgan bufer uchun spetsifikatsiyaga qo'shimcha topildi, bu erda ishlab chiquvchilar o'zlari parallel ravishda ulangan uchta bunday chiqish buferi bilan kompozit kuchaytirgich sxemasini taqdim etishdi (1-rasm) - bu o'sha paytda edi. fikr chiqish bosqichida bunday tamponlar katta soni bilan PA loyihalashtirish keldi, deb.

BUF634T keng polosali (180 MGts gacha), 250 mA chiqish oqimi va 20 mA gacha bo'lgan sokin oqimga ega bo'lgan o'ta tez (2000 V/mks) parallel takrorlanuvchi buferdir. Uning birgina kamchiliklari, aytish mumkinki, chiqish kuchlanishining amplitudasiga ma'lum cheklovlar qo'yadigan past ta'minot kuchlanishi (+\- 15 V nominal va +\- 18 V - ruxsat etilgan maksimal).

Nihoyat, past chiqish voltaji bilan kelishib, BUF634T ga qaror qildim, chunki men buferning boshqa barcha xususiyatlaridan va uning ovoz xususiyatlaridan to'liq qoniqdim va maksimal chiqish quvvati 20 Vt bo'lgan PAni loyihalashni boshladim. 4 Ohm.

Chiqish bosqichining elementlari sonini tanlash sof A sinfida ishlaydigan PAni 8 Ohm yukga olish va chiqish bosqichi elementlarining joriy rejimlarini maksimal darajadan uzoqda bo'lishini ta'minlashga to'g'ri keldi. Kerakli miqdor 40+1 deb belgilandi. Qo'shimcha 41-bufer uchun minimal sokin oqim o'rnatildi - atigi 1,5 mA va u radiatorlarni o'rnatishdan oldin dizaynni birinchi ishga tushirish uchun, shuningdek, amalga oshirish uchun foydalanish uchun mo'ljallangan. qulayroq sharoitlarda ba'zi o'zgarishlar va tajribalar. Keyinchalik bu juda yaxshi fikr ekanligi ma'lum bo'ldi.

Ma'lumki, integral mikrosxemalar parallel ulanishi umumiy shovqin darajasi va Kg ning oshishiga olib kelmaydi, lekin bunday modulning kirish empedansi pasayadi va uning kirish sig'imi ortadi. Birinchisi juda muhim emas: BUF634T ning kirish empedansi 8 MOhm ni tashkil qiladi va shunga mos ravishda jami 195 kOm dan past bo'lmaydi, bu maqbul darajadan ko'p. Kirish sig'imi bilan vaziyat unchalik qizg'in emas: har bir bufer uchun 8 pF umumiy kirish sig'imining 328 pF ni beradi, bu allaqachon sezilarli qiymatdir va tebranish op-ampining ishlashiga salbiy ta'sir qiladi (1-rasm). Yakuniy bosqich drayverining chiqish empedansini global miqyosda kamaytirish uchun uning oldida o'zining OOS tsikli bilan qoplangan boshqa op-amp kiritildi. Shunday qilib, sxema uch karrali kompozit kuchaytirgichga aylandi, ammo unda mening "tadqiqot ishlarim" natijalarining barcha nuqtalari bajarildi. Ko'pgina tajribalardan so'ng, kompozit kuchaytirgichning tarkibi aniqlandi: AD843 kirish op-amp o'rnini egalladi va kuchli yuqori tezlikdagi op-amp AD811, joriy geribildirim bilan, chiqish buferi sifatida xizmat qilish uchun chaqirildi. haydovchi bosqichi. PA ning talab qilinadigan ishlashini (200 V/mks dan ortiq) kafolatlash uchun AD811 ning daromadi ikkiga teng tanlandi, bu AD843 ning mavjud 250 V/ms ni ideal tarzda ikki baravar oshirdi va tegishli sxema va muvaffaqiyatli dizayn u to'liq PA pallasida uchun chiqish aylanish tezligi kuchlanish talab qiymatini saqlab qolish mumkin bo'ladi. Oldinga qarab, kutganlar oqlanganligini ta'kidlayman - chiqish buferlari bilan ushbu parametrning haqiqiy qiymati 250 V/mk dan oshdi.

Kuchaytirgichning umumiy sxemasi sozlash va nozik sozlash vaqtida juda ko'p o'zgarishlarga duch keldi, shuning uchun men darhol barcha tuzatishlar va yaxshilanishlarni o'z ichiga olgan yakuniy versiyani taqdim etaman (2-rasm).

Tuzilishi oddiy - kirish selektori, ovoz balandligini boshqarish, kuchlanish kuchaytirgichi, magnitafonga yozish uchun bufer kuchaytirgich, yakuniy bosqich va karnaylarning ulanishini kechiktirish va himoya qilish uchun optoelektronik sxema tomonidan boshqariladigan himoya rölesi. ularni to'g'ridan-to'g'ri kuchlanishdan (3-rasm). Kompaktlik uchun tamponlar va ularga qo'shilgan rezistorlar 10 qismga birlashtiriladi, ammo qismning raqamlanishi to'liq saqlanadi. Rasmda ko'rinib turganidek. 2, UM himoya o'rni (K6) kontakt guruhi tovush uzatish pallasiga kiritilmagan va vaqtinchalik jarayonlar yoki yuzaga kelishi mumkin bo'lgan favqulodda vaziyatlarda chiqishni erga yopadi.

BUF634T uchun bunday inklyuziya xavfli emas, ayniqsa, barcha tamponlarda chiqishda 10 Ohm qarshilik mavjud. Kuchaytirgich tomonidan barqarorlikni yo'qotmaslik uchun, OOOS rezistorining (R15) erga qisqa tutashuvi tufayli, K6 o'rni ishlashi bilan bir vaqtda, K5 o'rni ham yopiladi va rezistor orqali haydovchi bosqichining vaqtinchalik OOOS sxemasini hosil qiladi. R14. Agar R14 va R15 rezistorlarining qiymatlari teng bo'lsa, ular 100 dB dan sezgir bo'lsa ham, himoyaning ishlashi paytida karnaylarda begona sekin urishlar bo'lmaydi.

Shuni ta'kidlash kerakki, ishlagan birinchi yil davomida kuchaytirgich ham K5 rölesisiz, ham R14 bilan vaqtinchalik OOS sxemasisiz ishonchli ishladi, ammo himoya qilish paytida o'z-o'zidan qo'zg'alish ehtimoli meni hayratda qoldirdi, shuning uchun bu qo'shimcha elementlar tanishtirildi. Aytgancha, kuchaytirgich OOOS sxemasi bilan yakuniy bosqichni qoplamasdan ajoyib ishlaydi. Siz R15 rezistorini, K5 rölesini olib tashlashingiz va BMTdagi fikr-mulohazalarni yopish uchun R14 rezistoridan foydalanishingiz mumkin, men buni tajriba sifatida qildim. Ovoz menga kamroq yoqdi - ehtimol bu biz o'ta tezkor fikr-mulohazalardan foydalanishning kamchiliklaridan ko'ra ko'proq afzalliklarga ega bo'lgan variantdir.

Diagramma shuningdek, 4 ta kirishdan biri (CD kiritish) PAni to'g'ridan-to'g'ri oqim kuchaytirgichi (DCA) rejimiga o'tkazadi va "Tap monitori" funktsiyasi LP kirishidan (vinil diskli pleer) qo'shimcha kontakt guruhlarisiz amalga oshiriladi. elektron signal o'tishi. Men analog yozishning muxlisiman, shuning uchun men buni o'zim uchun qildim. Agar audio tizimda analog ovoz yozish moslamalari bo'lmasa, u holda op-amp IC1 blokini yo'q qilish mumkin.

Diagrammada elektr ta'minotini blokirovka qiluvchi kondansatörler ko'rsatilmagan - qulaylik uchun ular quvvat manbai diagrammasida ko'rsatiladi.

Ushbu kuchaytirgichning mafkurasi klassikadan sezilarli darajada farq qiladi va oqimni ajratish printsipiga asoslanadi - yakuniy bosqichning har bir elementi past oqim bilan, juda qulay rejimda ishlaydi, lekin bu elementlarning etarli soni, parallel, ushbu 20 vattli kuchaytirgichni maksimal yuk oqimi 10 A dan ortiq doimiy va impulsda 16 A gacha bo'lishi mumkin. Shunday qilib, chiqish bosqichlari tinglash paytida o'rtacha 5-7% dan ko'p bo'lmagan yuklanadi. Kuchaytirgichdagi katta oqimlar oqishi mumkin bo'lgan yagona joy - bu har bir kanalning barcha BUF634T chiqishlari bir-biriga yaqinlashadigan karnay terminallariga olib boradigan PA taxtasidagi ikkita mis shinalari.

Xuddi shu mafkura doirasida PA quvvat manbai ham ishlab chiqilgan (4-rasm) - unda barcha quvvat elementlari ham nisbatan kichik oqimlar bilan ishlaydi, lekin ular ham juda ko'p va natijada jami quvvat manbai quvvati kuchaytirgich tomonidan iste'mol qilinadigan maksimal quvvatdan 4 baravar yuqori. Elektr ta'minoti kuchaytirgichning eng muhim qismlaridan biri bo'lib, mening nuqtai nazarimga ko'ra, batafsilroq ko'rib chiqishga arziydi. Kuchaytirgich "dual mono" texnologiyasidan foydalangan holda qurilgan va shuning uchun bortda har biri 150 Vt quvvatga ega, to'liq barqarorlashtirilgan signal davrlari uchun ikkita mustaqil quvvat manbalari, kuchlanish kuchaytirgichi uchun alohida stabilizatorlar, shuningdek xizmat ko'rsatish uchun quvvat manbai mavjud. funktsiyalari, alohida tarmoq transformatori tomonidan quvvatlanadi 20 Vt. Barcha elektr ta'minoti tarmog'ining transformatorlari bir-biri bilan bosqichma-bosqich amalga oshiriladi - transformatorlarni ishlab chiqarish jarayonida birlamchi sariqlarning boshi va oxiri o'tkazgichlari belgilandi.

Har bir kanalning quvvat qismi 4 ta bipolyar liniyaga bo'linadi, bu esa har bir stabilizatorning yuk oqimini faqat 200 mA qiymatiga kamaytirishga imkon berdi va ulardagi kuchlanishning pasayishini 10 V ga oshirishga imkon berdi. Ushbu rejimda, hatto oddiy. LM7815 va LM7915 kabi o'rnatilgan stabilizatorlar audio zanjirlarni quvvatlantirishda o'zlarini a'lo darajada isbotladilar. Ko'proq "ilg'or" LT317 va LT337 mikrosxemalaridan foydalanish mumkin edi, lekin tanlovni aniqlaydigan 1,5 A chiqishi bilan Texas Instruments-dan ko'plab original LM7815C va LM7915C mavjud edi. Hammasi bo'lib, kuchaytirgichning signal davrlariga quvvat yigirmata shunday o'rnatilgan stabilizatorlar yordamida ta'minlanadi - BMT uchun 4 va VK uchun 16 (4-rasm). Har bir juft quvvat qismi stabilizatorlari 10 donadan oziqlanadi. BUF634T. BMT uchun bir juft stabilizator bitta kanalning AD843+AD811 kombinatsiyasi bilan yuklangan. BMT stabilizatorlari oldidagi RC sxemasi (masalan, R51, C137) ikki tomonlama maqsadga ega: u PA quvvati yoqilganda rektifikatorni oqim oqimidan himoya qiladi va chekkasi ostidagi kesish chastotasi bilan filtrni hosil qiladi. ovoz diapazoni (taxminan 18 Gts), bu rektifikatsiya qilingan kuchlanish dalgalanmalarining amplitudasini va kirish bosqichlari uchun muhim bo'lgan boshqa shovqin darajasini sezilarli darajada kamaytiradi.

Elektr ta'minotining yana bir xususiyati shundaki, barcha filtr kondensatorlarining asosiy qismi (220 000 mkF dan 160 000 mkF) stabilizatorlardan keyin joylashgan bo'lib, agar kerak bo'lsa, yukni yuqori oqim bilan ta'minlashga imkon beradi. Biroq, bu kuchaytirgich yoqilganda stabilizatorlarni va batareya quvvatining dastlabki zaryadini himoya qilish uchun "Soft Start" yumshoq ishga tushirish tizimini joriy etishni talab qildi. Rasmda ko'rinib turganidek. 4, Soft Start juda oddiy, bitta tranzistorda (VT1) amalga oshiriladi, u kechikish bilan (taxminan 9 s) past oqim K10 o'rni bilan bog'lanadi, bu esa o'z navbatida to'rtta guruhli K11-K14 4 ta yuqori oqim o'rni o'z ichiga oladi. har biridagi kontaktlarning zanglashiga olib, nominal qiymati 10 Ohm bo'lgan 16 ta oqim cheklovchi rezistorlarni yopadi (masalan, R20, R21). Ya'ni, kuchaytirgich yoqilganda, har bir stabilizatorning maksimal tepalik oqimi qat'iy ravishda 1,5 A bilan chegaralanadi, bu uning normal ish rejimidir. Men 220 V kuchlanishli asosiy kontaktlarning zanglashiga olib keladigan "Yumshoq ishga tushirish" dan foydalanmayman - agar oqim cheklovchi rezistor uzilib qolsa yoki uning simlarining lehim nuqtalarida aloqa yo'qolsa, butun PA uchun jiddiy oqibatlarga olib kelishi mumkin.

Xizmat funktsiyalari uchun elektr ta'minoti bloki tarmoq kuchlanishini asosiy transformatorlarga (K8 o'rni), Soft Start tizimining tarkibiy qismlarini va kirish selektor rölesini ulash uchun javobgardir, ularning ta'minot kuchlanishi ham barqarorlashadi. . PAning orqa panelidagi ulagichga ulangan +5 V chiqishi ham amalga oshirildi - bu har qanday tashqi bloklarni bir vaqtning o'zida yoqish uchun mening kuchaytirgichlarimdagi o'ziga xos standartdir. Ushbu kuchaytirgich kuchliroq monobloklar uchun kuchaytirgichni almashtirish moslamasi (oldindan kuchaytirgich) sifatida ishlashi mumkin, masalan, ularga +5 V nazorat kuchlanishi qo'llanilganda yoqiladi.

Kuchaytirgichning quvvat manbai birinchi bo'lib qurilgan, chunki rivojlanish jarayonining keyingi rivojlanishi to'liq quvvat manbai mavjudligini talab qildi, shunda birinchi ishga tushirish, tajribalar va konfiguratsiya haqiqiy ish sharoitlariga yaqin rejimda amalga oshirilishi mumkin edi. Barcha quvvat davrlari muvaffaqiyatli ishga tushirilgandan so'ng, kirish selektori, yoqishni kechiktirish va dinamikni himoya qilish bloki, shuningdek, yakuniy bosqich sifatida chiqishda bitta BUF634T (BUF41) bo'lgan kompozit kuchaytirgich PA platasiga yig'ildi. Yuqorida aytib o'tilganidek, bu 41-bufer past sokin oqimga ega va radiatorga o'rnatishni talab qilmaydi, ammo naushniklar endi kuchaytirgich chiqishiga osongina ulangan, bu esa o'lchovlar bilan birga eshitish nazoratini amalga oshirishga imkon berdi. Har bir kanalda bitta chiqish buferi bilan sxemani tuzatishni tugatgandan so'ng, qolgan 80 ta qismni lehimlash qoldi. va undan nima kelganini ko'ring. Menda ijobiy natijaga kafolat yo'q edi va bo'lishi ham mumkin emas edi - boshqa ishlab chiquvchilar tomonidan muvaffaqiyatli amalga oshirilgan shunga o'xshash loyihalar haqida hech qanday ma'lumot yo'q edi. Bilishimcha, hozir ham Rossiyada ham, xorijda ham shunga o'xshash ishlashga ega parallel op-amplarga asoslangan dizaynlar yo'q.

Natija hali ham ijobiy edi. Kuchaytirgich alyuminiy panjaralardan yasalgan qattiq shassisga yig'ilganligi sababli, u erda barcha kommutatsiya ulagichlari mahkamlangan (1-rasm), uni korpussiz audio tizimga ulash mumkin edi. Birinchi tinglovlar boshlandi, lekin birozdan keyin bu haqda ko'proq - birinchi navbatda, men ba'zi parametrlarni beraman:

Chiqish quvvati: 20W/4ohm, 10W/8ohm (sinf A)

Tarmoqli kengligi: 0 Hz – 5 MGts (CD kiritish)

1,25 Gts - 5 MGts (AUX, lenta, LP kirishlari)

Chiqish kuchlanishining aylanish tezligi: 250 V/ms dan ortiq

Daromad: 26dB

Chiqish empedansi: 0,004 ohm

Kirish empedansi: 47 kOhm

Kirish sezgirligi: 500 mV

Signal-shovqin nisbati: 113,4 dB

Quvvat iste'moli: 75 Vt

Quvvat manbai quvvati: 320 Vt

Gabarit o'lchamlari, mm: 450x132x390 (oyoq balandligidan tashqari)

Og'irligi: 18 kg

Parametrlarga asoslanib, hatto kontaktlarning zanglashiga qaramay, kuchaytirgichda kirish va chiqish filtrlari, shuningdek, tashqi chastotalarni to'g'rilash davrlari yo'qligi aniq. Ammo shuni ta'kidlash kerakki, u barqaror va hatto ekranlanmagan o'zaro aloqa kabellari bilan ham ajoyib ishlaydi. Deyarli maksimal chiqish kuchlanish darajasida 8 Ohm yukda 2 kHz 5V / div kvadrat to'lqinning oscillogrammasi bu borada juda ma'lumotli (2-rasm).

Mening fikrimcha, bu "tuproq" o'tkazgichlarining to'g'ri o'tkazgichlari, shuningdek, ularning katta tasavvurlar maydoni bilan bog'liq: 4 kvadrat mm dan. 10 kv.mm gacha. (shu jumladan bosilgan elektron platalardagi treklar).

10 kHz, 20 kHz va 100 kHz chastotalarda olingan oscillogramlar mavjud, ammo yuqori chastotalarda sinovlar past signal darajasida o'tkazildi, shuning uchun kirishda yuqori impedansli ovoz balandligini boshqarish mavjudligi, shuningdek, R-C Zobel. O'sha paytda ham mavjud bo'lgan PA chiqishidagi sxema allaqachon ta'sir qilgan (kvadrat to'lqin 100 kHz 50 mV / div - 3-rasm).

Uydagi audiotizimda birinchi marta tinglashda, qurilma ovoz chiqargani va u bilan gastrol safariga chiqishingiz uchun qutiga buyurtma berish vaqti kelganligi ma'lum bo'ldi :) Ish tugaganiga 5 yildan ko'proq vaqt o'tdi. loyiha va birinchi tinglash. Shu vaqt ichida taniqli ishlab chiqaruvchilarning eksklyuziv naychalari va tranzistorli PAlari, shuningdek, yuqori darajadagi original dizaynlar bilan kuchaytirgichning o'nlab (taxminiy hisob-kitoblarga ko'ra 70 dan ortiq) qiyosiy tekshiruvlari o'tkazildi. Olingan ekspert baholariga asoslanib, shuni aytishimiz mumkinki, kuchaytirgich ovoz tabiiyligi bo'yicha salbiy teskari aloqadan foydalanmasdan qurilgan tinglangan push-pull va bir uchli trubka va tranzistorli kuchaytirgichlarning ko'pchiligidan kam emas, lekin ko'pincha ulardan sezilarli darajada oshib ketadi. rezolyutsiya. Ko'pgina trubka tovushini yaxshi ko'radiganlar va OOSsiz bir tsiklli PA tarafdorlari ushbu dizaynda salbiy teskari aloqaning ishi deyarli "eshitilmasligini" va kontaktlarning zanglashiga olib keladigan chiqish bosqichlarining mavjudligi "hech qanday ko'rsatma bermasligini" payqashdi. .

Kuchaytirgich turli xil akustikaga ulangan - bularga taniqli rus ishlab chiqaruvchilarining dinamiklari kiradi: Aleksandr Klyachin (modellari: MBV (MBS), PM-2, N-1, Y-1), Aleksandr Knyazevning shoxli karnaylari, kitob javonidagi dinamiklar. Tulip Acoustics kompaniyasining professional dinamiklari, o'rta va yuqori narx toifalaridagi xorijiy brendlarning dinamiklari: Klipsh, Jamo, Cerwin Vega, PBN Audio, Monitor Audio, Cabasse va boshqalar, turli xil sezgirlik va kirish empedansi, murakkab va oddiy krossover filtrli ko'p tarmoqli, krossover filtrsiz keng polosali, turli akustik dizaynga ega dinamiklar. Muayyan afzalliklar aniqlanmagan, ammo PA to'liq past chastota diapazoniga ega va, yaxshisi, yuqori sezuvchanlikka ega bo'lgan polda turgan akustikada eng yaxshi aniqlanadi, chunki chiqish quvvati past.

Dastlabki bosqichda tinglovlar "sport" qiziqishlari uchun tashkil etilmagan - ularning asosiy vazifasi tovushdagi tuzatishga urinib ko'rish mumkin bo'lgan har qanday artefaktlarni aniqlash edi. Shu nuqtai nazardan juda ma'lumotli va foydali tinglash seanslari Aleksandr Klyachinning audio tizimida bo'lib, u erda bir vaqtning o'zida 4 xil dinamik modellarida kuchaytirgichning ovozini baholash uchun noyob imkoniyat bor edi va menga ushbu dinamiklardan biri yoqdi (Y -1) shunchalik ko'pki, ular tez orada mening uy audio tizimlarimning tarkibiy qismlariga aylandi (4-rasm). Tabiiyki, mahsulotimga yuqori baho berish va katta tajribaga ega bo'lgan audio ekspertdan ba'zi izohlarni olish juda yoqimli bo'ldi.

Mashhur rus hi-end ustasi Yuriy Anatolevich Makarovning maxsus jihozlangan tinglash xonasida qurilgan va har tomonlama mos yozuvlar bo'lgan audiotizimi (5-rasm, tinglash paytida) ushbu kuchaytirgichning dizayniga katta o'zgartirishlar kiritdi: Zobel sxemasi PA chiqishidan olib tashlandi va asosiy kirish izolyatsiya kondansatkichini chetlab o'tdi. Ushbu audio tizimda siz hamma narsani va undan ham ko'proq narsani eshitishingiz mumkin, shuning uchun kuchaytirgichning ovozini nozik sozlash jarayonida uning hissasini va Yuriy Anatolevichning maslahatini ortiqcha baholash qiyin. Uning audio tizimining tarkibi: manba - transport va alohida Mark Levinson 30,6 quvvat manbai bilan DAC, PBN Audio-dan Montana WAS dinamiklari, murosasiz bir uchli quvur kuchaytirgichi "Imperator" va Yu.A. tomonidan ishlab chiqilgan barcha fazaga qarshi kabellar. Makarova. 16 Gts (-3 dB) bo'lgan Montana WAS dinamikining pastki chegara chastotasi ulanish kondansatörü va bunda juda yuqori sifatli (MKP Intertechnik Audyn CAP KP-SN) "hissasini" baholashga imkon berdi. musiqiy signalning past chastotali diapazonining buzilishiga va audio tizimning eng yuqori musiqiy ruxsatiga - R-C Zobel sxemasi ko'rinishidagi salbiy ta'sir chiqish filtrini eshitish, bu barqarorlikka ta'sir qilmaydi. kuchaytirgich va tez orada taxtadan olib tashlandi. 100 Ohm dan 600 Ohm gacha bo'lgan tashqi past Ohm ovoz balandligini boshqarish vositalarini ulash (standart RG maksimal holatga o'rnatilgan) mening kuchaytirgichimda ishlatiladigan yuqori sifatli diskret DACT 50 kOm regulyatorini ham almashtirish yaxshi bo'lishini tushunishimga yordam berdi. pastroq qiymat (menga ulangan tashqi qiymatlardan). 600 Ohm RG eng yaxshisi bo'lib tuyuldi), ammo buning uchun juda ko'p narsalarni qayta ishlash kerak edi va bu va boshqa to'plangan yaxshilanishlarni amalga oshirishga qaror qilindi. yangi loyiha.

Kuchaytirgichning 2011 yildagi ko'rgazmadagi ishtirokini (6-rasm) eslatib o'tish kerak bo'lgan yagona notijorat loyiha bo'lib, uning materiallari Stereo&Video jurnalida 2012 yil yanvar oyida nashr etilgan va u erda kuchaytirgich "yil kashfiyoti" deb nomlangan. Namoyish 8 ohm qarshilik bilan 93 dB sezgirlikka ega bo'lgan Tulip Acoustics dinamiklari bilan amalga oshirildi va g'alati, mavjud 10 Vt / 8 ohm fon shovqini yuqori bo'lgan katta zalda etarli edi. Mening kuzatishlarimga ko'ra, har bir vatt chiqish quvvati quvvat manbaining energiya quvvati bilan etarli darajada ta'minlangan A sinfidagi kuchaytirgichdan 10 Vt, yuqori chiqish quvvatiga ega kuchaytirgichning ovoziga qaraganda sub'ektiv ravishda balandroq qabul qilinadi. lekin oxirgi bosqichlari yalang'och lehimda joylashgan.

Ko'rgazmadan so'ng men loyihani takrorlamoqchi bo'lganlardan elektron pochta va forumlardan shaxsiy xabarlar orqali tez-tez so'rovlar oldim, ammo ma'lum qiyinchiliklar paydo bo'ldi - barchaga ma'lumot yordami ko'rsatildi, ammo mening taxtalarim grafik qog'ozga chizilgan, ikkalasida ham. yon tomonlari va faylni skanerlash uchun mos emas edi, chunki qog'oz shaffof bo'lib, natijada deyarli o'qib bo'lmaydigan chizma paydo bo'ldi. Tayyor bosilgan elektron platasiz dizaynni takrorlash juda qiyin bo'ldi va ishtiyoq susaydi. Endi portal forumida Vegalab. ru, Kengashning elektron versiyasi mavjud bo'lib, uning muallifi Ryazanlik Vladimir Lepexin, rus tilidagi forumlarda taniqli PCB tartibi bo'yicha mutaxassis. Kengash bepul mavjud, unga havola ushbu kuchaytirgich haqidagi mavzuning birinchi postida. Mavzuni topish juda oson: Yandex yoki boshqa qidiruv dasturining qidirish satriga "Prophetmaster kuchaytirgichi" iborasini kiritish kifoya. Aynan shu doskada forum ishtirokchilaridan biri edi Vegalab- Gomellik Sergey (Serg138) ushbu loyihani takrorlashga muvaffaq bo'ldi va juda yaxshi natijaga erishdi. PAning ushbu amalga oshirilishi haqida ma'lumot va uning dizayni fotosuratlari birinchi xabardagi havolalar bo'yicha tegishli mavzuda ham mavjud.

Ba'zi maslahatlar:

Elektrolitik kondansatkichlarni tanlashda men ESR va oqish oqimini o'zimning o'lchovlarimga asoslanib oldim, shuning uchun men asl Jamicondan foydalandim. Men "original" so'zini maxsus kiritdim, chunki ular ko'pincha qalbakilashtirilgan va ko'pchilik allaqachon ushbu ishlab chiqaruvchining brendi ostida past sifatli mahsulotlarga duch kelgan. Lekin, aslida, bu audio davrlarini quvvatlantirishda foydalanish uchun eng yaxshi kondansatörlerdir.

Ovozni boshqarish DACT 50 kOm ga o'rnatiladi. Endi men ularning eng past ko'rsatkichini tanlayman - 10 kOm yoki doimiy kirish va chiqish qarshiligi 600 Ohm bo'lgan Nikitin o'rni regulyatoridan foydalanardim. RG turi ALPS RK-27 ancha yomonroq bo'ladi va foydalanish uchun tavsiya etilmaydi.

Hammasi bo'lib, elektrolitlar shuntlarida 90 mF dan ortiq plyonkali kondansatörler o'rnatilgan. Mening taxtalarimda 70-yillardagi "vintage" Evox bor, men uni tasodifan oldim, ammo polipropilen Rifa PEH426, Wima MKP4, WimaMKP10 bundan ham yomoni bo'lmaydi.

Quvvat bo'limidagi o'rni, AC himoyasi va yumshoq ishga tushirish uchun Finder-ni tavsiya qilaman va kirish selektori uchun faqat parametrlarida minimal o'chirilgan oqimga ega bo'lgan o'rni ishlatish kerak. Bunday o'rni modellari kam, ammo ular mavjud.

Yakuniy bosqichni quvvatlantirishda mahalliy yuqori tezlikda ishlaydigan rektifikator diodlari KD213 (10 A) yoki KD2989 (20 A) ko'pchilik import qilinganlarga qaraganda yaxshiroq bo'ladi.

Shuni ta'kidlashni istardimki, kuchaytirgichning sxemasi juda oddiy, ammo bunday yuqori tezlikda va keng polosali mikrosxemalar bilan ishlash uchun sizga tegishli ko'nikmalar va o'lchash asboblari - funktsional generator, kamida 30 MGts tarmoqli kengligi bo'lgan osiloskop kerak. (yaxshisi 50 MGts).

Xulosa qilib shuni aytmoqchimanki, tajribalar natijalari asosida, shuningdek, ushbu loyiha ustida ishlash va uni keyinchalik takomillashtirish jarayonida qilgan xulosalarim mutlaq haqiqatga da'vo qilmaydi. Maqsadga erishishning juda ko'p usullari mavjud, ular bu holda yuqori sifatli ovozdir va ularning har biri alohida-alohida ijobiy natija bermasligi mumkin bo'lgan bir qator chora-tadbirlarni o'z ichiga oladi. Shuning uchun, bu sohada oddiy retseptlar yo'q.

Daniyaning DACT kompaniyasining veb-saytidagi kuchaytirgichning fotosuratlari:

Hurmat bilan, Oleg Shamankov ( Payg'ambar ustoz)

Bufer kuchaytirgichlari

Ushbu bo'limda biz faqat kuchlanish izdoshlarini ko'rib chiqamiz (2-rasmga qarang), oqim izdoshlari tegishli qayta aloqa davrlarini tanlash yordamida quriladi. Takrorlagichlar (buferlar) birlik va juda yuqori kirish va past chiqish empedanslariga ega. Asosiy op-amp pallasida kirish empedansi kirish komponentlari va op-ampning o'zi xususiyatlari bilan belgilanadi. Bufer pallasida kirish empedansi faqat op-ampning xususiyatlari bilan belgilanadi. Shunday qilib, bunday sxemaning kirish empedansi faqat operatsiyaning xususiyatlariga bog'liq

kuchaytirgich. Asosiy sxemada kirish komponentlari kirish signalini yuklaydi, bu signal manbai yuqori chiqish empedansiga ega bo'lganda istalmagan. Kirish empedansini oshirish muammosi bufer yoki asbob kuchaytirgichlari yordamida hal qilinadi. Shuni ta'kidlash kerakki, op-ampning chiqish empedansi murakkab funktsiyadir, chunki unga qayta aloqa zanjirlari ta'sir qiladi. Chiqish impedansiga hal qiluvchi ta'sir chiqish bosqichining qarshiligi hisoblanadi. Odatda, chiqish bosqichi r ib + R B /P sifatida belgilangan va 25 tipik qiymatga ega bo'lgan past chiqish empedansiga ega bo'lgan emitent izdoshidir. Q. Emitent izdoshining chiqish empedansi chastota ortishi bilan ortib, harakatlanuvchi qutblarni hosil qiladi (qutblar o'tkir nuqtalardir.

1-jadval. Shakldagi asosiy sxemaning tarkibiy qismlarining o'lchamlarini o'zgartirish orqali turli sxemalarni qurish. 1

chastota javobidagi o'zgarishlar) va yuqori chastotalarda xatoliklarni keltirib chiqaradi. Signal diapazoni ta'minot kuchlanish diapazoniga teng bo'lgan operatsion kuchaytirgichlarda vaziyat yanada yomonroq (temir yo'l kuchaytirgichlari deb ataladi), chunki ulardagi chiqish bosqichi umumiy kollektorli sxema bo'yicha qurilgan; bu holda umumiy impedans yukga bog'liq va bir necha kilo-ohmgacha bo'lgan muhim qiymatlarga erishishi mumkin. Bunday holda, pastadirning daromadini to'g'ri tanlash yordam berishi mumkin, bu chiqish bosqichining empedansiga ta'sir qiladi va uni sezilarli darajada kamaytirishi mumkin. Natijada, to'g'ridan-to'g'ri oqimda va past chastotali mintaqada operatsion kuchaytirgichning chiqish empedansining ohm fraktsiyalarigacha bo'lgan juda past qiymatlariga erishish mumkin. Chiqish empedansi chastota bilan ortadi, chunki chastota ortishi bilan op ampning daromadi kamayadi. Yuqori chiqish empedansi ikkita muammoni keltirib chiqaradi - yuk oqimlarining signalga ta'siri va chiqish kondansatkichlari tomonidan yaratilgan qutblardan kelib chiqadigan barqarorlik muammolari. Yuqori yuk oqimlari bilan ishlashda eng yaxshi yechim bu maqsad uchun maxsus mo'ljallangan op-amplardan foydalanishdir. Bir necha yil oldin, tugatilgan kabelda ishlash uchun maxsus bufer bosqichlari ishlatilgan (bu bir necha yuz milliamper chiqish oqimini talab qiladi), ammo hozirgi vaqtda bunday yukni osonlik bilan boshqaradigan maxsus ishlab chiqilgan operatsion kuchaytirgichlar mavjud. ning afzalligi

Odatda op-amp sxemasiga nisbatan afzalligi shundaki, bufer har doim past empedansga ega, chunki uning pastadir daromadi maksimallashtiriladi va chiqish bosqichi ham impedansni minimallashtirish uchun mo'ljallangan. Kapasitiv yuklarga nisbatan turli xil op-amplar boshqacha harakat qiladi - ba'zilari beqaror bo'lib qoladi, boshqalari esa bunday muammolarga duch kelmaydi. Yuqori sig'imli yuklarni haydashga qodir operatsion kuchaytirgichlar juda past chiqish bosqichi qarshiligiga ega, ammo ular tezlikni yo'qotadilar, chunki kattaroq chiqish tranzistorlarini talab qiladi. Yuqoridagilarni umumlashtirish uchun, chiqish empedansi talablariga qarab, dizayner operatsion kuchaytirgichni, buferni yoki quvvat kuchaytirgichini tanlashi kerak.

Voltaj kuzatuvchisi - bu mumkin bo'lgan eng oddiy salbiy teskari aloqa kuchaytirgichi (NFA). Chiqish kuchlanishi kirish voltajiga to'liq teng. Agar ular hech qanday farq qilmasa, siz so'rashingiz mumkin - agar u hech narsani o'zgartirmasa, bu nima uchun kerak?

Gap shundaki, biz oqim haqida emas, balki kuchlanish haqida gapiramiz. Shunday qilib, kuchlanish izdoshi signal manbasidan deyarli hech qanday oqim iste'mol qilmaydi va uning chiqishidan juda yuqori oqim olish imkonini beradi.

Biz ko'pincha juda past chiqish oqimiga ega bo'lgan faol radio komponentlar bilan shug'ullanishimiz kerak. Bunday komponentga misol sifatida yoki. Ularga past qarshilik elementlarini ulash ushbu manbalar tomonidan ishlab chiqarilgan chiqish signalining kuchlanishini kamaytiradi.

Bunday vaziyatda kuchlanish izdoshidan foydalanish mantiqan to'g'ri keladi. U yuqori kirish empedansiga ega, shuning uchun u kirish signalini kamaytirmaydi yoki buzmaydi, shuningdek, LED kabi quvvatga muhtoj komponentlarni ulash imkonini beruvchi past chiqish empedansiga ega.

Voltaj kuzatuvchisi qanday ishlashini tushunish uchun biz op-ampning ishlashini boshqaradigan uchta asosiy qoidani bilishimiz kerak:

1-qoida - operatsion kuchaytirgich OOS orqali kirishda o'z chiqishiga ta'sir qiladi (salbiy qayta aloqa), buning natijasida ikkala kirishdagi kuchlanish ham inverting (-) va inverting (+) tenglashadi.

2-qoida - kuchaytirgichning kirishlari oqimni iste'mol qilmaydi

3-qoida - kirish va chiqishlardagi kuchlanishlar op-ampning ijobiy va salbiy besleme zo'riqishida oralig'ida bo'lishi kerak.

Faraz qilaylik, kirish kuchlanishi 3V ga aylandi va bizda hozirda chiqishda 1V bor. Nima bo'ladi? Kuchaytirgich teskari kirish (-) va inverting bo'lmagan kirish (+) o'rtasida 2V farq borligini aniqlaydi.

Shuning uchun, 1-qoidaga muvofiq, chiqish kuchlanishi kirishlardagi kuchlanishlar teng bo'lgunga qadar ortadi. Vaziyat yanada soddalashtiriladi, chunki chiqish to'g'ridan-to'g'ri inverting kirishiga (-) ulanadi va bu muqarrar ravishda bu ikkita terminaldagi kuchlanish bir xil bo'lishiga olib keladi.

Ko'pincha, kuchlanish izdoshlari pallasida siz qayta aloqa pallasida qo'shimcha rezistorni topishingiz mumkin. Bu aniqlikni oshirish kerak bo'lgan joyda kerak. №1 va 2-qoidalar ideal op-ampga ishora qiladi, aslida u mavjud emas.

Kirishlardagi kuchlanishlar bir xil bo'lmasligi mumkin, ular orqali kichik oqim o'tadi, shuning uchun chiqish kuchlanishi kirish voltajidan bir necha millivoltga farq qilishi mumkin. Rezistor R bu kamchiliklarning ta'sirini kamaytirish uchun mo'ljallangan. Signal manbasining qarshiligiga teng qarshilikka ega bo'lishi kerak.

Ular tez-tez menga analog elektronika haqida savollar berishni boshladilar. Sessiya talabalarni o‘ziga xos tarzda qabul qildimi? ;) Mayli, ozgina ta'lim faoliyati vaqti keldi. Xususan, operatsion kuchaytirgichlarning ishlashi bo'yicha. Bu nima, u nima bilan iste'mol qilinadi va uni qanday hisoblash mumkin.

Nima bu
Operatsion kuchaytirgich - bu ikkita kirishga ega kuchaytirgich, neve... hmm... signalning oshishi va bitta chiqishi. Bular. bizda U tashqari = K*U in va K ideal holda cheksizlikka teng. Amalda, albatta, raqamlar oddiyroq. Aytaylik, 1 000 000. Lekin bunday raqamlar ham ularni to‘g‘ridan-to‘g‘ri qo‘llashga urinib ko‘rsangiz, ko‘nglingizdan o‘tadi. Shuning uchun, bolalar bog'chasida bo'lgani kabi, bitta Rojdestvo daraxti, ikkita, uchta, ko'plab Rojdestvo daraxtlari - bu erda bizda juda ko'p mustahkamlovchi bor;) Va bu.

Va ikkita kirish joyi bor. Va ulardan biri to'g'ridan-to'g'ri, ikkinchisi esa teskari.

Bundan tashqari, kirishlar yuqori empedansga ega. Bular. ularning kirish empedansi ideal holatda cheksizlik va haqiqiy holatda JUDA yuqori. U erda hisob yuzlab MegaOm yoki hatto gigaomga to'g'ri keladi. Bular. u kirishdagi kuchlanishni o'lchaydi, lekin unga minimal ta'sir ko'rsatadi. Va biz op-ampda oqim yo'q deb taxmin qilishimiz mumkin.

Bu holda chiqish kuchlanishi quyidagicha hisoblanadi:

U chiqib =(U 2 -U 1)*K

Shubhasiz, agar to'g'ridan-to'g'ri kirishdagi kuchlanish teskari kirishdan kattaroq bo'lsa, u holda chiqish ortiqcha cheksizlikdir. Aks holda minus cheksizlik bo'ladi.

Albatta, haqiqiy zanjirda cheksiz ortiqcha va minus bo'lmaydi va ular kuchaytirgichning mumkin bo'lgan eng yuqori va eng past kuchlanish kuchlanishiga almashtiriladi. Va biz olamiz:

Taqqoslovchi
Ikki analog signalni solishtirish va hukm chiqarish imkonini beruvchi qurilma - qaysi signal kattaroq. Allaqachon qiziq. Buning uchun siz ko'plab ilovalarni o'ylab topishingiz mumkin. Aytgancha, xuddi shu komparator ko'pchilik mikrokontrollerlarga o'rnatilgan va men yaratilish haqidagi maqolalarda AVR misolidan foydalanib, uni qanday ishlatishni ko'rsatdim. Taqqoslovchi ham yaratish uchun juda yaxshi.

Ammo masala bitta taqqoslash bilan cheklanmaydi, chunki agar siz fikr-mulohazalarni kiritsangiz, op-ampdan ko'p narsa qilish mumkin.

qayta aloqa
Agar biz chiqishdan signal olib, uni to'g'ridan-to'g'ri kirishga yuborsak, u holda teskari aloqa paydo bo'ladi.

Ijobiy fikr
Keling, signalni to'g'ridan-to'g'ri chiqishdan to'g'ridan-to'g'ri kirishga olib boraylik.

• U1 kuchlanishi noldan katta - chiqish -15 volt
• U1 kuchlanishi noldan kam - chiqish +15 volt

Agar kuchlanish nolga teng bo'lsa nima bo'ladi? Nazariy jihatdan, chiqish nolga teng bo'lishi kerak. Lekin, aslida, kuchlanish hech qachon nolga teng bo'lmaydi. Oxir oqibat, agar o'ngning zaryadi chap elektronning zaryadidan birma-bir ko'proq bo'lsa ham, bu potentsialni cheksiz daromadga chiqarish uchun etarli. Va chiqishda hamma jahannam boshlanadi - signal taqqoslagichning kirishlarida paydo bo'lgan tasodifiy buzilishlar tezligida u erda va u erda sakraydi.

Ushbu muammoni hal qilish uchun histerezis joriy etiladi. Bular. bir holatdan ikkinchisiga o'tish o'rtasidagi bir xil bo'shliq. Buning uchun ijobiy teskari aloqa kiritiladi, masalan:

Ayni paytda teskari kirishda +10 volt bor deb taxmin qilamiz. Op-ampdan chiqish minus 15 voltni tashkil qiladi. To'g'ridan-to'g'ri kirishda u endi nolga teng emas, balki ajratuvchidan chiqish kuchlanishining kichik qismi. Taxminan -1,4 volt Endi, teskari kirishdagi kuchlanish -1,4 voltdan pastga tushmaguncha, op-amp chiqishi uning kuchlanishini o'zgartirmaydi. Va kuchlanish -1,4 dan pastga tushishi bilanoq, op-ampning chiqishi keskin ravishda +15 ga o'tadi va to'g'ridan-to'g'ri kirishda allaqachon +1,4 volt bo'ladi.

Va komparatorning chiqishidagi kuchlanishni o'zgartirish uchun U1 signalini +1,4 ning yuqori darajasiga erishish uchun 2,8 voltga oshirish kerak bo'ladi.

1,4 dan -1,4 voltgacha bo'lgan sezgirlik bo'lmagan joyda bir turdagi bo'shliq paydo bo'ladi. Bo'shliqning kengligi R1 va R2 dagi rezistorlar nisbati bilan boshqariladi. Chegara kuchlanishi Uout/(R1+R2) * R1 sifatida hisoblanadi, deylik, 1 dan 100 gacha +/-0,14 volt beradi.

Ammo shunga qaramay, op-amplar ko'pincha salbiy teskari aloqa rejimida qo'llaniladi.

Salbiy fikr
Mayli, keling, buni boshqa yo'l bilan aytaylik:

Salbiy teskari aloqa bo'lsa, op-amp qiziqarli xususiyatga ega. U har doim chiqish kuchlanishini kirishlardagi kuchlanishlar teng bo'lishi uchun sozlashga harakat qiladi, natijada nol farq bo'ladi.
Buni o'rtoqlar Xorovits va Xillning buyuk kitobida o'qigunimcha, men OU ishiga kira olmadim. Ammo bu oddiy bo'lib chiqdi.

Takrorlovchi
Va bizda repetitor bor. Bular. U 1 kirishda, teskari kirishda U chiqish = U 1. Ma'lum bo'lishicha, U = U 1 bo'ladi.

Savol tug'iladi, nega bizga bunday baxt kerak? Simni to'g'ridan-to'g'ri ulash mumkin edi va op-amp kerak emas edi!

Bu mumkin, lekin har doim emas. Keling, bu vaziyatni tasavvur qilaylik: rezistiv ajratuvchi ko'rinishida qilingan sensor mavjud:

Pastki qarshilik uning qiymatini o'zgartiradi, ajratuvchidan chiqish kuchlanishlarining taqsimlanishi o'zgaradi. Va biz undan voltmetr bilan o'qishni olishimiz kerak. Ammo voltmetr katta bo'lsa ham, o'zining ichki qarshiligiga ega, ammo u sensordan o'qishni o'zgartiradi. Bundan tashqari, agar biz voltmetrni xohlamasak, lekin lampochkaning yorqinligini o'zgartirishni xohlasak-chi? Bu erda lampochkani ulashning iloji yo'q! Shuning uchun biz chiqishni operatsion kuchaytirgich bilan tamponlaymiz. Uning kirish qarshiligi juda katta va uning ta'siri minimal bo'ladi va chiqish juda sezilarli oqimni (o'nlab milliamper yoki hatto yuzlab) ta'minlashi mumkin, bu lampochkani ishlatish uchun etarli.
Umuman olganda, takrorlash uchun ilovalarni topishingiz mumkin. Ayniqsa, aniq analog sxemalarda. Yoki bir bosqichning sxemasi ularni ajratish uchun boshqasining ishlashiga ta'sir qilishi mumkin bo'lgan joylarda.

Kuchaytirgich
Keling, quloqlarimiz bilan nayrang qilaylik - fikr-mulohazalarimizni oling va uni kuchlanish bo'luvchi orqali erga ulang:

Endi chiqish kuchlanishining yarmi teskari kirishga beriladi. Ammo kuchaytirgich hali ham kirishlaridagi kuchlanishlarni tenglashtirishi kerak. U nima qilishi kerak? To'g'ri - hosil bo'lgan ajratgichni qoplash uchun chiqishdagi kuchlanishni avvalgidan ikki baravar yuqori ko'taring.

Endi to'g'ri chiziqda U 1 bo'ladi. Teskari U tashqarida /2 = U 1 yoki U tashqarida = 2*U 1.

Agar boshqa nisbatga ega bo'luvchi qo'ysak, vaziyat xuddi shunday o'zgaradi. Voltaj bo'luvchi formulani ongingizga aylantirmasligingiz uchun men uni darhol beraman:

U chiqib = U 1 *(1+R 1 /R 2)

Nimaga bo'linganini eslab qolish juda oddiy:

Ma'lum bo'lishicha, kirish signali U ichida R 2, R 1 rezistorlar zanjiri orqali o'tadi. Bunday holda, kuchaytirgichning to'g'ridan-to'g'ri kirishi nolga o'rnatiladi. Op-ampning odatlarini eslaylik - u teskari kirishda to'g'ridan-to'g'ri kirishga teng kuchlanish hosil bo'lishini ta'minlash uchun ilgak yoki burish orqali harakat qiladi. Bular. nol. Buning yagona yo'li chiqish kuchlanishini noldan pastga tushirishdir, shunda 1 nuqtada nol paydo bo'ladi.

Shunday qilib. Tasavvur qilaylik, U = 0 chiqadi. Hali nol. Va kirish kuchlanishi, masalan, U chiqishiga nisbatan 10 volt. R 1 va R 2 ning bo'luvchisi uni yarmiga bo'ladi. Shunday qilib, 1-bandda besh volt mavjud.

Besh volt nolga teng emas va op amp 1 nuqta nolga teng bo'lguncha o'z chiqishini pasaytiradi. Buning uchun chiqish (-10) voltga aylanishi kerak. Bunday holda, kirishga nisbatan, farq 20 volt bo'ladi va ajratuvchi bizni 1 nuqtada aniq 0 bilan ta'minlaydi. Bizda inverter mavjud.

Ammo biz boshqa rezistorlarni ham tanlashimiz mumkin, shunda bizning ajratuvchimiz turli koeffitsientlarni ishlab chiqaradi!
Umuman olganda, bunday kuchaytirgich uchun daromad formulasi quyidagicha bo'ladi:

U chiqib = - U in * R 1 / R 2

Xy dan xy ni tezda yodlash uchun mnemonik rasm.

Aytaylik, U 2 va U 1 har biri 10 volt. Keyin 2-nuqtada 5 volt bo'ladi. Va chiqish shunday bo'lishi kerakki, birinchi nuqtada ham 5 volt bo'ladi. Ya'ni, nol. Shunday qilib, 10 volt minus 10 volt nolga teng ekanligi ma'lum bo'ldi. Hammasi to'g'ri:)

Agar U 1 20 voltga aylansa, chiqish -10 voltga tushishi kerak.
Hisobni o'zingiz bajaring - U 1 va U o'rtasidagi farq 30 volt bo'ladi. R4 rezistori orqali oqim (U 1 -U chiqish)/(R 3 +R 4) = 30/20000 = 0,0015A bo'ladi va R 4 rezistoridagi kuchlanish pasayishi R 4 *I 4 = 10000 * 0,0015 = bo'ladi. 15 volt. 20 kirish tushishidan 15 voltlik pasayishni olib tashlang va 5 voltni oling.

Shunday qilib, bizning op-amp arifmetik muammoni 10 dan 20 ni ayirib tashladi, natijada -10 volt bo'ldi.

Bundan tashqari, muammo rezistorlar tomonidan aniqlangan koeffitsientlarni o'z ichiga oladi. Oddiylik uchun men bir xil qiymatdagi rezistorlarni tanladim va shuning uchun barcha koeffitsientlar bittaga teng. Ammo, aslida, agar biz o'zboshimchalik bilan rezistorlarni olsak, chiqishning kirishga bog'liqligi quyidagicha bo'ladi:

U chiqib = U 2 *K 2 - U 1 *K 1

K 2 = ((R 3 +R 4) * R 6) / (R 6 +R 5)*R 4
K 1 = R 3 / R 4

Koeffitsientlarni hisoblash formulasini eslab qolishning mnemonik texnikasi quyidagicha:
To'g'ri, sxema bo'yicha. Fraksiyaning numeratori tepada, shuning uchun biz oqim oqimi pallasida yuqori rezistorlarni qo'shamiz va pastki qismga ko'paytiramiz. Denominator pastki qismida, shuning uchun biz pastki rezistorlarni qo'shamiz va yuqoriga ko'paytiramiz.

Bu erda hamma narsa oddiy. Chunki 1-nuqta doimiy ravishda 0 ga tushiriladi, keyin unga oqayotgan oqimlar har doim U / R ga teng deb taxmin qilishimiz mumkin va 1-sonli tugunga kiradigan oqimlar yig'iladi. Kirish qarshiligining qayta aloqa qarshiligiga nisbati kiruvchi oqimning og'irligini aniqlaydi.

Siz xohlagancha ko'p filiallar bo'lishi mumkin, lekin men faqat ikkitasini chizdim.

U chiqib = -1(R 3 *U 1 /R 1 + R 3 *U 2 /R 2)

Kirishdagi rezistorlar (R 1, R 2) oqim miqdorini va shuning uchun kiruvchi signalning umumiy og'irligini aniqlaydi. Agar siz barcha rezistorlarni meniki kabi teng qilsangiz, unda og'irlik bir xil bo'ladi va har bir atamaning ko'paytirish koeffitsienti 1 ga teng bo'ladi. U chiqib = -1 (U 1 +U 2)

Inverting bo'lmagan to'ldiruvchi
Bu erda hamma narsa biroz murakkabroq, ammo shunga o'xshash.

Uout = U 1 *K 1 + U 2 *K 2

K 1 = R 5 / R 1
K 2 = R 5 / R 2

Bundan tashqari, qayta aloqadagi rezistorlar shunday bo'lishi kerakki, R 3 / R 4 = K 1 + K 2 tenglamasi kuzatiladi.

Umuman olganda, operativ kuchaytirgichlar yordamida har qanday matematikani bajarishingiz, qo'shish, ko'paytirish, bo'lish, hosilalar va integrallarni hisoblashingiz mumkin. Va deyarli bir zumda. Analog kompyuterlar op-amplar yordamida ishlab chiqariladi. Men hatto ulardan birini SUSUning beshinchi qavatida ko'rdim - yarim xonaning kattaligidagi ahmoq. Bir nechta metall shkaflar. Dastur turli bloklarni simlar bilan ulash orqali yoziladi :)

Bufer bosqichlari kaskadlar yoki qurilmalarning kirish va chiqish empedanslarini moslashtirish, shuningdek, ularning yuk hajmini oshirish uchun audio muhandislikda keng qo'llaniladi. Albatta, bunday kaskad shovqin, buzilish va ishlash jihatidan yuqori xususiyatlarga ega bo'lishi kerak.

Albatta mukammal bufer bosqichi- bu uning yo'qligi, lekin bu holda qilishning iloji yo'qligi sababli, men imkon qadar shaffof bo'lishini, ya'ni signalga minimal ta'sir ko'rsatishini va iloji bo'lsa, oddiy bo'lishini xohlayman. Odatda, bufer bosqichlari past signal darajalari va nisbatan past kuchlanish kuchlanishi bilan ishlaydi, bu esa bu muammoni hal qilishni ancha osonlashtiradi.

Bufer kaskadining tavsiya etilgan versiyasida Salbiy teskari aloqa ishlatilmaydi(qaysi "tube muxlislari" va haqiqiy audiofillar unchalik yoqmaydi), buning natijasida u haqiqatan ham yo'lda ko'rinmas. Buzilishni kamaytirish uchun Xoksford usuliga o'xshash xatolarni tuzatish usuli qo'llaniladi. Natijada, juda oddiy sxema dizayni bilan bufer juda past darajadagi buzilishlarga, bir xil past shovqin darajasiga va yuqori ishlashga ega. Buning uchun ideal joy DAC yoki preamplifikatorning chiqishida.

Shunga o'xshash printsipdan foydalanib, Malkolm Xoksford o'zining DAC uchun oqim kuchlanish konvertorida chiqish buferini qurdi va bundan juda mamnun edi.

Prototipdan farqli o'laroq, bu sxema to'g'ridan-to'g'ri va o'zgaruvchan toklarda ishlaydi va birinchi bosqichni o'zgartirishni talab qilmaydi (garchi aniq termal kompensatsiya zarur bo'lsa, sxemada egilish elementi ko'rsatilgan).

PRINSİP DIAGRAMASI.

Buferning sxematik diagrammasi rasmda ko'rsatilgan:

Kattalashtirish uchun bosing

Qisqacha aytganda, usulning mohiyati shundan iborat. T3 va T4 tranzistorlari joriy oynadir. Ularning chiqish oqimlari kirish va chiqish tranzistorlariga quvvat beradi. Shunday qilib, bitta tranzistor (Q1) orqali oqimni o'zgartirish sabab bo'ladi o'xshash oqimning boshqa orqali o'zgarishi (T2). Transistorlar bir-birini to'ldiruvchi bo'lganligi sababli, ularning xarakteristikalari chiziqli bo'lmaganligi uchun o'zaro kompensatsiya sodir bo'ladi.

Sxemaning XUSUSIYATLARI.

• Umumiy garmonik buzilish: tipik qiymat - 0,001% dan kam, prototipda o'lchangan - 0.00025%!
• Chiziqli buzilish: 55 KHz dan yuqori chastotalarda buzilish ikki baravar ko'payadi va keyin har bir oktavada ikki barobar ortadi.
• Shovqin darajasi: 1 kHz chastotada 138 db dan past
• Chastota diapazoni: 50 MGts dan ortiq (ishlatilgan tranzistorlarga qarab).
• Signal chegarasi: +4,9V -6,3V
• Maksimal chiqish oqimi: -10mA
• Kirish empedansi: 10k - 100k (kirish davrlariga qarab, pastga qarang).
• Chiqish empedansi:<52R.
• Chiqish nol ofset: 5 mV dan kam.

Qurilish va tafsilotlar.

Takrorlash qulayligi uchun RadioGazeta bosh muharriri qurilma uchun (45mm X 45mm) bosilgan elektron platani ishlab chiqdi:

PCB chizmasini Layout formatida yuklab olishingiz mumkin.

L1 indüktansı ferrit boncukidir.
Kaskadning yuqori issiqlik barqarorligini ta'minlash uchun T1-T3 va T2-T4 tranzistorlarini orqa devorlari bilan juftlik bilan yopishtirish kerak. Bu maketda shunday ko'rinardi:

BUFER SOZLAMALARI.

Agar siz ushbu sxemada biror narsani tanlash va sozlashni xohlamasangiz, unda barcha sobit rezistorlarni sxemada ko'rsatilgan qiymatlarga o'rnating. Ushbu yondashuv bilan ham, sxema juda yuqori parametrlarni beradi.

Agar siz mukammallikka intilsangiz, sabr qiling!

Maksimal sifatga erishish uchun tranzistorlarni bitta partiyadan olish yoki ularni hech bo'lmaganda Xitoy multimetri yordamida tanlash yaxshidir.

1. Birinchidan, multimetrni diod sinov rejimiga qo'ying va T4 va T3 tranzistorlarining Ube kuchlanishini o'lchang.
2. Olingan qiymatlardan foydalanib, qarshilik qiymatlarini hisoblaymiz: R1=R2=(60mV+(UbeT4-UbeT3))/1mA
3. Olingan qiymatlar bilan tranzistorlar va rezistorlarni zanjirga lehimlaymiz.
4. Biz erga kirish joyini qisqa tutashtiramiz. R5 rezistoridan foydalanib, biz "TP" nazorat nuqtasida musbat polaritning manba kuchlanishining yarmini (+10V/2=+5V sxema bo'yicha) o'rnatamiz.
5. Devrenning chiqish kuchlanishi odatda 10 mV dan oshmaydi. Agar bu siz uchun qabul qilib bo'lmaydigan darajada yuqori bo'lsa, siz R9 trimmer yordamida mutlaq nolni o'rnatishingiz mumkin.
6. Agar sizda kerakli qurilmalar bo'lsa, R1 trimmeridan foydalanib, chiziqli bo'lmagan buzilishlarni minimallashtirishingiz mumkin.

Bu kontaktlarning zanglashiga olib keladigan konfiguratsiyasini yakunlaydi va barcha kesish rezistorlarini eng yaqin qiymatga ega doimiylar bilan almashtirish tavsiya etiladi.

ISHLAB CHIQISHLAR VA TAKMULASHMALAR.

1. BC3x7 seriyali tranzistorlar past shovqin va past ichki qarshilikka ega. Ular, shuningdek, kattaroq kristalga ega (BC550, BC560 bilan solishtirganda), bu ularning termal inertsiyasini oshiradi va kontaktlarning zanglashiga olib keladigan issiqlik barqarorligini oshiradi. Ammo ular past chastotali va kontaktlarning zanglashiga olib borish tezligini oshirish uchun, agar ular ishlatilsa, T1 va T2 oqimlarini 2 mA ga oshirish kerak bo'ladi. Barqarorlikni yaxshilash uchun kirish sniber elementlarining qiymatlarini sozlash kerak bo'lishi mumkin. Ammo BC5xx o'rniga BC3x7 tranzistorlaridan foydalanishga harakat qilganlar ovoz sifati bilan juda mamnun edilar va endi ikkinchisiga qaytishni xohlamaydilar.
2. T1 va T2 tranzistorlari orqali oqimni oshirib, bufer tarmoqli kengligini yanada kengaytirishingiz mumkin. Bu, ayniqsa, BC3x7 tipidagi tranzistorlardan foydalanganda tavsiya etiladi. Buni amalga oshirish uchun R1 va R2 rezistorlarining qiymatini kamaytirish va Uke T2 va T4 o'rtasidagi muvozanatni saqlash uchun R5 ni oshirish kerak.
3. Buferning kirish empedansini R8 rezistorining qiymatini 100k ga oshirish orqali oshirish mumkin. Bu chiqishda yuqori DC ofset kuchlanishiga olib kelishi va ta'minot kuchlanishining beqarorligiga sezgirlikni oshirishi mumkin. Biroq, dastlabki bosqichlar ko'pincha barqarorlashtirilgan manbadan quvvatlanadi va bu muammo ular uchun ahamiyatli emas.
4. Devrenning chiqish qarshiligi R10 qarshiligi yordamida kamayishi mumkin. Biroq, u 4,7 ohmdan kam bo'lmasligi kerak, chunki bu holda kontaktlarning zanglashiga olib kelishi mumkin. Diagrammada ko'rsatilgan 47 ohm qiymati signal kabellari bilan moslik uchun maqbuldir. Haqiqat shundaki, o'zaro aloqa kabellari, aslida, reaktivlikka ega va kirish va chiqish impedanslariga mos kelmaydigan uzatish liniyalari bo'lib, rezonans hodisalari paydo bo'lishi mumkin yoki hech bo'lmaganda kabel antennaga aylanadi. 22-47 Ohm chiqish empedansi kabeldagi rezonanslarni samarali ravishda susaytiradi va shu bilan barcha nojo'ya ta'sirlarni yo'q qiladi.

Maqola internet materiallari asosida tayyorlangan.