Εξηγήθηκαν 5 απλά κυκλώματα ενισχυτή

Όπως υποδηλώνει το όνομα, ένα κύκλωμα προενισχυτή προ-ενισχύει ένα πολύ μικρό σήμα σε κάποιο καθορισμένο επίπεδο που μπορεί να ενισχυθεί περαιτέρω από ένα συνδεδεμένο κύκλωμα ενισχυτή ισχύος. Βασικά λειτουργεί σαν ένα buffer stage μεταξύ της πηγής μικρού σήματος εισόδου και ενός ενισχυτή ισχύος. Ένας προενισχυτής χρησιμοποιείται σε εφαρμογές όπου το σήμα εισόδου είναι πολύ μικρό και ένας ενισχυτής ισχύος δεν μπορεί να ανιχνεύσει αυτό το μικρό σήμα χωρίς στάδιο προενισχυτή.

Η ανάρτηση εξηγεί 5 κυκλώματα προενισχυτή τα οποία μπορούν να γίνουν γρήγορα χρησιμοποιώντας δύο τρανζίστορ (BJTs) και μερικές αντιστάσεις. Η πρώτη ιδέα βασίζεται στο αίτημα που υπέβαλε ο κ. Raveesh.

Στόχοι και απαιτήσεις κυκλώματος

1. Η ηλεκτρονική είναι το χόμπι μου από τόσα χρόνια. Συχνά θα περιηγηθώ στον ιστότοπό σας και θα βρω πολλά χρήσιμα έργα. Χρειάζομαι χάρη από εσάς.
2. Έχω μια μονάδα πομπού FM που λειτουργεί σε DC 5 βολτ με πρόβλεψη για σύνδεση από υπολογιστή μέσω USB ή από έξοδο ήχου από οποιαδήποτε άλλη συσκευή μέσω υποδοχής ήχου 3,5 mm.
3. Η μονάδα λειτουργεί εξαιρετικά σε λειτουργία USB υπολογιστή με μεγάλη ισχύ σήματος, ποιότητα και κάλυψη. Αλλά όταν συνδέω το ίδιο μέσω υποδοχής εισόδου ήχου από το αποκωδικοποιητή DTH, η ισχύς του σήματος γίνεται αδύναμη ακόμη και με πλήρη ένταση τόσο στο set top box όσο και στη μονάδα FM. Νομίζω ότι το επίπεδο ηχητικού σήματος από το αποκωδικοποιητή δεν επαρκεί για τη μονάδα FM.
4. Προτείνετε μου ένα καλής ποιότητας κύκλωμα προενισχυτή μικρού σήματος στερεοφωνικού ήχου που μπορεί να λειτουργήσει από μία μόνο τροφοδοσία 5 ή 6 βολτ, που δεν θα φορτώνει το set top box, κατά προτίμηση χρησιμοποιώντας καλό χαμηλού θορύβου ενισχυτή με λεπτομερή ετικέτα κυκλώματος και ανταλλακτικών.

1) Ενισχυτής με χρήση δύο τρανζίστορ

Ένα απλό κύκλωμα προενισχυτή μπορεί να κατασκευαστεί πολύ εύκολα με τη συναρμολόγηση μερικών τρανζίστορ και ορισμένων αντιστάσεων, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα:

Το κύκλωμα είναι ένας απλός προ-ενισχυτής δύο τρανζίστορ χρησιμοποιώντας έναν βρόχο ανατροφοδότησης για την ενίσχυση της ενίσχυσης.

Οποιαδήποτε μουσική, όπως γνωρίζουμε, έχει τη μορφή μιας συνεχώς μεταβαλλόμενης συχνότητας, επομένως όταν εφαρμόζεται μια τέτοια μεταβαλλόμενη είσοδος στα υποδεικνυόμενα τερματικά C1, το ίδιο παραδίδεται σε όλη τη βάση Τ1 και τη γείωση.

Τα υψηλότερα πλάτη επεξεργάζονται κανονικά και αναπαράγονται με δυναμικό που είναι περίπου ίσο με την τάση τροφοδοσίας, ωστόσο για τα χαμηλότερα πλάτη misc το Τ2 επιτρέπεται να διεξαχθεί με την υψηλότερη αναλογία που επιτρέπεται να περάσει στον πομπό του.

Αυτή τη στιγμή, όταν η πραγματική βελτίωση της μουσικής πραγματοποιείται μεταφέροντας αυτό το συσσωρευμένο υψηλότερο δυναμικό πίσω στη βάση του Τ1, που αντίστοιχα κορεσμένο με πολύ βέλτιστο ρυθμό.

Αυτή η κίνηση push pull οδηγεί τελικά σε μια συνολική ενίσχυση μιας ασήμαντης μικρής εισόδου μουσικής ή δεδομένων σε μια σημαντικά μεγαλύτερη έξοδο.

Αυτό το απλό κύκλωμα επιτρέπει την ενίσχυση εξαιρετικά μικρών ή ελάχιστων συχνοτήτων σε αισθητά μεγαλύτερες εξόδους οι οποίες μπορούν στη συνέχεια να χρησιμοποιηθούν για τροφοδοσία ενισχυτών καθυστερημένου.

Το κύκλωμα που συζητήθηκε στην πραγματικότητα χρησιμοποιήθηκε ευρέως σε παλιές συσκευές εγγραφής αναπαραγωγής τύπου κασέτας στα στάδια preamp για την ενίσχυση των λεπτών σημάτων από την κεφαλή της ταινίας, έτσι ώστε η έξοδος από αυτόν τον μικρό ενισχυτή να γίνει συμβατή για τον συνδεδεμένο ενισχυτή υψηλής ισχύος.

Λίστα ανταλλακτικών

• R1 = 22Κ
• R2 = 220 ohms
• R3 = 100k
• R4 = 4K7
• R5 = 1Κ
• C1 = 1uF / 25V
• C2 = 10uF / 25V
• T1 / T2 = BC547

Ρυθμιζόμενο κύκλωμα ενισχυτή

Αυτό το χρήσιμο κύκλωμα προενισχυτή είναι μια βελτιωμένη έκδοση του παραπάνω σχεδιασμού. Έχει ένα κέρδος τάσης που μπορεί να ρυθμιστεί σε οποιοδήποτε επίπεδο μεταξύ πέντε και εκατό φορές χρησιμοποιώντας μια αντίσταση ανάδρασης της κατάλληλης τιμής. Η σύνθετη αντίσταση εισόδου είναι υψηλή, είναι συνήθως περίπου 800K και επιτυγχάνεται χαμηλή αντίσταση εξόδου περίπου 120 ohms.

Ο θόρυβος και η παραμόρφωση που παράγονται από το κύκλωμα είναι και οι δύο πολύ χαμηλοί.

Ένα μέγιστο επίπεδο σήματος εξόδου από περίπου 6 βολτ από κορυφή σε κορυφή μπορεί να αντιμετωπιστεί πριν από την αποκοπή.

Το σχήμα δείχνει το κύκλωμα της μονάδας, και αυτό είναι ένα ευθύ τρανζίστορ προς τα εμπρός, διάταξη άμεσης ζεύξης, με τα δύο τρανζίστορ να χρησιμοποιούνται στην κοινή λειτουργία εκπομπής. Το R2 παρέχει τοπική αρνητική ανάδραση έναντι του Tr1 και παρέχει ένα βολικό σημείο tn το οποίο μπορεί να εφαρμοστεί συνολικά αρνητική ανάδραση στο κύκλωμα.

Αυτά τα σχόλια λαμβάνονται από τον συλλέκτη του Tr2 μέσω του πυκνωτή αποκλεισμού DC DC. και η τιμή του RF καθορίζει το ποσό της ανατροφοδότησης που εφαρμόζεται στον ενισχυτή. Όσο χαμηλότερη είναι η τιμή αυτού του στοιχείου τόσο περισσότερα σχόλια εφαρμόζονται και τόσο χαμηλότερη είναι η αύξηση τάσης κλειστού βρόχου της μονάδας.

Η απαιτούμενη τιμή του Rf βρίσκεται πολλαπλασιάζοντας το απαιτούμενο κέρδος τάσης με 560. Έτσι, ένα κέρδος τάσης δέκα ασβεστών, για παράδειγμα, απαιτεί το Rf να έχει τιμή 5,6k. Συνιστάται το κέρδος τάσης να διατηρείται εντός των ορίων που αναφέρθηκαν προηγουμένως. C2 κυλά την απόκριση υψηλής συχνότητας του ενισχυτή, και είναι απαραίτητη καθώς διαφορετικά θα μπορούσε να συμβεί αστάθεια.

Η άνω -3dB απόκριση της μονάδας παραμένει στα 200kHz ακόμη και αν ο ενισχυτής χρησιμοποιείται με αύξηση τάσης εκατό φορές. Όταν χρησιμοποιείται ως χαμηλότερα κέρδη, το άνω σημείο -3dB ωθείται αναλογικά υψηλότερα. Το χαμηλότερο σημείο -3dB είναι περίπου 20 Hertz παρεμπιπτόντως.

Ένας άλλος σχεδιασμός Transistorized Preamp

Πρόκειται για έναν προενισχυτή εισόδου 2 σταδίων υψηλής αντίστασης που διαθέτει ρυθμιζόμενο κέρδος τάσης, από 1,5 έως 10. Αυτό το κέρδος μπορεί να ποικίλλει ρυθμίζοντας το VRI και γίνεται βολικό όπου η ευαισθησία MIC απαιτείται να ποικίλλει συχνά.

Όπως φαίνεται παραπάνω, το κύκλωμα είναι πραγματικά σχεδιασμένο για κρύσταλλα μικρόφωνα ή κεραμικά φυσίγγια.

Λίστα ανταλλακτικών

2) Χρήση FET

Ο δεύτερος σχεδιασμός προενισχυτή φαίνεται ακόμα πιο απλός καθώς λειτουργεί χρησιμοποιώντας ένα JFET χαμηλού κόστους. Το διάγραμμα κυκλώματος φαίνεται παρακάτω.
Το κύκλωμα είναι αυτονόητο και μπορεί να ενσωματωθεί με οποιοδήποτε τυπικό ενισχυτή ισχύος για περαιτέρω ενίσχυση.

Ενισχυτής κιθάρας

Συνήθως καθίσταται απαραίτητο να συνδέσετε μια ηλεκτρική κιθάρα με ένα πάνελ μίξης, ένα κατάστρωμα ήχου ή ένα φορητό στούντιο.

Όσον αφορά την καλωδίωση, αυτό μπορεί να μην είναι πρόβλημα, ωστόσο η αντιστάθμιση της υψηλής σύνθετης αντίστασης του εξαρτήματος κιθάρας με τη χαμηλή σύνθετη αντίσταση της εισόδου γραμμής του πίνακα ανάμιξης καθίσταται ζήτημα.

Ακόμη και οι ανυποψίαστες είσοδοι υψηλής αντίστασης αυτών των μονάδων δεν είναι κατάλληλες για την έξοδο της κιθάρας. Μόλις η κιθάρα είναι συνδεδεμένη σε αυτό το είδος εισόδου, δεν βλέπετε κανένα σήμα εφικτό για την επεξεργασία του πίνακα ή του καταστρώματος.

Ίσως είναι πιθανό να συνδέσετε την κιθάρα στην είσοδο μικροφώνου (υψηλής σύνθετης αντίστασης), ωστόσο αυτό είναι συνήθως πολύ ευαίσθητο για τη λειτουργία, γεγονός που οδηγεί σε αποκοπή του σήματος της κιθάρας πολύ εύκολα.

Ο αντίστοιχος ενισχυτής που παρουσιάζεται σε αυτό το άρθρο απαντά σε αυτές τις δυσκολίες: διαθέτει είσοδο υψηλής αντίστασης (1M) που αντέχει σε τάσεις άνω των 200 V. Η σύνθετη αντίσταση εξόδου είναι αρκετά μικρή. Η ενίσχυση είναι X2 (6 dB).

Προσφέρεται έλεγχος διπλού τόνου, έλεγχος παρουσίας και έλεγχος έντασης. Το κύκλωμα έχει σχεδιαστεί για επίπεδα εισόδου έως και 3 V. Σε αυτό το επίπεδο αυξάνεται η παραμόρφωση, αλλά αυτό μπορεί φυσικά να είναι ένα αξιοπρεπές αποτέλεσμα με μουσική κιθάρας.

Η πραγματική αποκοπή του σήματος εισόδου δεν πρόκειται να πραγματοποιηθεί έως ότου τελικά χρησιμοποιηθούν σημαντικά μεγαλύτερα επίπεδα πάνω από τις ελάχιστες προδιαγραφές κιθάρας. Το κύκλωμα τροφοδοτείται από μια μπαταρία 9-V (PP3) μέσω της οποίας το κύκλωμα τραβά ένα ρεύμα περίπου 3 mA.

3) Στερεοφωνικός ενισχυτής που χρησιμοποιεί IC LM382

Εδώ είναι ένα άλλο ωραίο μικρό κύκλωμα preamp χρησιμοποιώντας ένα διπλό opamp IC LM382. Δεδομένου ότι το IC παρέχει ένα πακέτο διπλού opamp, θα μπορούσαν να δημιουργηθούν δύο προενισχυτές για στερεοφωνική εφαρμογή. Η έξοδος από αυτό το preamp αναμένεται να είναι πολύ καλή.

Λίστα ανταλλακτικών

R1, R2 = δείτε τον παρακάτω πίνακα.
R3, R4 = 100K 1/2 watt 5%
C1, C2 = 100nF πολυεστέρας
C3 έως C10 = βλέπε πίνακα
C11 έως C13 = 10uF / 25V
IC1 = LM382

4) Ισορροπημένο προενισχυτικό

Αν ψάχνετε για κάτι πιο εξελιγμένο, ίσως θελήσετε να δοκιμάσετε αυτόν τον ισορροπημένο σχεδιασμό προενισχυτή. Το κύκλωμα εξηγείται περίπλοκα σε αυτό το άρθρο την οποία μπορείτε να αναφέρετε για την απόλαυση της ανάγνωσής σας.

5) Ενισχυτής με έλεγχο τόνου

Ο έλεγχος τόνων περιλαμβάνει συνήθως χαρακτηριστικά μπάσων και πρίμων για την τροποποίηση της δυναμικής ποιότητας της μουσικής. Ωστόσο, δεδομένου ότι ένας έλεγχος τόνων έχει επίσης τη δυνατότητα ενίσχυσης των εισερχόμενων, μπορεί να χρησιμοποιηθεί αποτελεσματικά σαν ένα εξαιρετικό στάδιο κυκλώματος pre -plifier Hi-Fi. Αυτό έχουμε ένα σύστημα που λειτουργεί με δύο τρόπους, εχθρούς που βελτιώνουν την ποιότητα του ήχου της μουσικής και επίσης προενισχύουν τη μουσική για το επόμενο στάδιο ενισχυτή ισχύος.

Το πλήρες κύκλωμα αυτού του πέμπτου προενισχυτή φαίνεται παρακάτω:

ΕΚΣΥΓΧΡΟΝΙΖΩ

Ακολουθούν μερικά κυκλώματα προενισχυτή που μπορεί να σας ενδιαφέρουν.

6) Κύκλωμα MIC Preamplifier Low Z (σύνθετη αντίσταση)

Το κύκλωμα που περιγράφηκε μέχρι στιγμής, φυσικά, είναι κατάλληλο μόνο για χρήση με μικρόφωνα υψηλής σύνθετης αντίστασης και παρέχει ανεπαρκές κέρδος για χρήση με τύπους χαμηλής σύνθετης αντίστασης. Αυτά συνήθως παρέχουν επίπεδο σήματος εξόδου περίπου 0,2mV. Το R.M.S., που είναι περίπου το ένα δέκατο από αυτό που δημιουργείται από μικρόφωνο υψηλής αντίστασης.

Το διάγραμμα κυκλώματος προορίζεται για προενισχυτή που μπορεί να χρησιμοποιηθεί με μικρόφωνα χαμηλής σύνθετης αντίστασης και θα πρέπει να δίνει σήμα εξόδου περίπου 500mV. R.M.S. Το πρωτότυπο βρέθηκε να λειτουργεί καλά με δυναμικά μικρόφωνα αντίστασης 200 ohm και 600 ohm, αλλά θα πρέπει επίσης να λειτουργεί καλά με τύποι ηλεκτρ που έχουν ενσωματωμένο ενισχυτή buffer FET, αλλά χωρίς μετασχηματιστή. Η μη σταθμισμένη απόδοση θορύβου αυτού του κυκλώματος δεν είναι τόσο καλή όσο του προηγούμενου κυκλώματος, αλλά εξακολουθεί να είναι περίπου -60dB που αναφέρεται στα 500mV R.M.S.

Αυτό το κύκλωμα είναι πραγματικά μια προσαρμογή του δεύτερου σχεδιασμού. Το στάδιο εισαγωγής FET χρησιμοποιεί την κοινή λειτουργία πύλης παρά την κοινή πηγή. Η κοινή διαμόρφωση πύλης παρέχει αρκετά καλό κέρδος τάσης μαζί με χαμηλή αντίσταση εισόδου (μερικές εκατοντάδες ohms) που ταιριάζει αρκετά καλά με το μικρόφωνο. Η μόνη άλλη αλλαγή στο κύκλωμα είναι ότι ο εκπομπός Tr2 συνδέεται απευθείας με την αρνητική ράγα τροφοδοσίας και δεν υπάρχει αντίσταση ανάδρασης εδώ. Αυτό γίνεται για να αυξήσει το κέρδος του κυκλώματος, το οποίο όπως εξηγήθηκε προηγουμένως, πρέπει να είναι περίπου δέκα φορές υψηλότερο για ένα μικρόφωνο χαμηλής αντίστασης.

Κύκλωμα μηδενικού ενισχυτή θορύβου

Σε πολλές εφαρμογές (ήχος, υπολογιστικές συσκευές, ενισχυτές αεροδιαστημικής, επικοινωνίες κ.λπ.) απαιτείται ένα στάδιο προενισχυτή εξαιρετικά χαμηλού θορύβου και σχεδόν κάθε μοντέλο στρατηγικής που θα μπορούσε να ελαχιστοποιήσει τον θόρυβο ακόμη και 1 dB καλωσορίζεται με πάθος από όλους τους εμπλεκόμενους.

Το R11 είναι = 6k8

Το κύκλωμα που παρουσιάζεται παρακάτω παρέχει μια θεμελιώδη σχεδίαση, αν και δεν είναι αρκετά ιδανικό, τα τελικά αποτελέσματα μέχρι σήμερα είναι ενθαρρυντικά. Εφαρμόζοντας ακόμη και τις εξαιρετικά ευαίσθητες συσκευές μέτρησης στα χέρια μας, δεν μπορούσαμε να προσδιορίσουμε ουσιαστικά κανένα σήμα θορύβου εξόδου! Τούτου λεχθέντος, επί του παρόντος φαίνεται να υπάρχει ακόμη ένα ζήτημα που απομένει: το κέρδος του κυκλώματος είναι μηδέν.

Κύκλωμα αυτόματου ενισχυτή ελέγχου κέρδους

Αυτός ο προενισχυτής μικροφώνου διαθέτει αυτόματο έλεγχο κέρδους, ο οποίος διατηρεί την ποιότητα εξόδου σχετικά συνεπή σε μια ευρεία επιλογή εύρους εισόδου. Το κύκλωμα είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για την οδήγηση του διαμορφωτή ραδιοπομπού και επιτρέπει την επίτευξη ενός μεγάλου τυπικού δείκτη διαμόρφωσης. Αυτό μπορεί ενδεχομένως να εφαρμοστεί σε συστήματα ενισχυτή ισχύος και ενδοεπικοινωνίες για να προσφέρει καλύτερη κατανόηση και να καλύψει διάφορες προδιαγραφές ηχείων.

Το συγκεκριμένο στάδιο ενισχυτή σήματος είναι το Τ2, το οποίο λειτουργεί σε κοινή λειτουργία εκπομπής, το σήμα εξόδου εξάγεται από τον συλλέκτη του. Ένα μέρος του σήματος εξόδου παρέχεται μέσω του ακόλουθου εκπομπού Τ3 προς έναν ανορθωτή κορυφής που περιέχει D1 / D2 και C4. Η τάση στο C4 χρησιμοποιείται για τη ρύθμιση του ρεύματος βάσης Τ1, που αποτελεί τμήμα του εξασθενητή εισόδου.

Σε μειωμένες συγκεντρώσεις σήματος, η τάση στο C4 είναι ελάχιστη και το Τ1 τραβά πολύ λίγο ρεύμα. Όταν αυξάνεται το επίπεδο σήματος εισόδου, η τάση στο C4 ανεβαίνει και το Τ1 ανάβει σκληρότερα, προκαλώντας υψηλότερη καταστολή του σήματος εισόδου. Το συνολικό αποτέλεσμα είναι ότι καθώς το σήμα εισόδου αυξάνεται πρέπει να περάσει από έναν αυξημένο βαθμό εξασθένησης και το σήμα εξόδου συνεχίζει έτσι να είναι λογικά σταθερό σε ένα ευρύ φάσμα σημάτων εισόδου. Το κύκλωμα είναι κατάλληλο για εισόδους με μέγιστη στάθμη εισόδου έως 1 volt. Το μικρόφωνο θα μπορούσε να αντικατασταθεί από ένα μικρό μεγάφωνο για τη μετατροπή του κυκλώματος σε ενδοεπικοινωνία.

Κύκλωμα ενισχυτή 1,5 V

Ενώ οι περισσότεροι ενισχυτές έρχονται χωρίς επαρκή ευαισθησία εισόδου και σχεδόν καθόλου χώρο στο περίβλημά τους, ανεξάρτητοι προενισχυτές χαμηλής ισχύος που θα μπορούσαν να ενσωματωθούν εξωτερικά μπορεί να είναι πολύ χρήσιμοι.

Αυτά πρέπει να έχουν έναν γυμνό ελάχιστο αριθμό ανταλλακτικών και πιθανότατα να τροφοδοτούνται με ένα μόνο ξηρό κελί.

Το ανεξάρτητο κύκλωμα προενισχυτή 1,5 V που εξηγείται παρακάτω αποτελείται από μεμονωμένο τρανζίστορ ενίσχυσης που προηγείται ενός ακόλουθου εκπομπής. Τα αρνητικά σχόλια DC διατηρούν το επίπεδο λειτουργίας σταθερό.

Το κέρδος είναι περίπου x 10 έως x 20. Εάν η πηγή σήματος παρέχει σύνθετη αντίσταση άνω των 100 k ohms, είναι δυνατή η πραγματοποίηση κάποιου ποσού ελέγχου κέρδους μέσω του P1. Μια αρκετά μακροπρόθεσμη δημιουργία αντιγράφων ασφαλείας μπαταρίας θα μπορούσε να αποκτηθεί μέσω της χρήσης μερικών ξηρών κυψελών 1,5 volt (σε σειρά) και όχι ενός.

Εάν η ισχύς πέσει κάτω από 1 volt, ο ενισχυτής ενδέχεται να σταματήσει να λειτουργεί. Οι τυπικές ξηρές κυψέλες συχνά εξαντλούνται γρήγορα στο 1 volt και στη συνέχεια πρέπει να απορριφθούν, αν και μπορεί να χρειαστεί περισσότερος χρόνος για να πέσει κάθε ένα από τα δύο κύτταρα στα 0,5 volt. Η τρέχουσα κλήρωση σε τροφοδοσία 3 volt πιθανότατα θα είναι περίπου 450 microamps