Umzch rendszer: típusok, leírás, eszköz, összeszerelési sorrend

Sokan ismerik azt a helyzetet, amikor néhány eszköz hangot reprodukál, de nem olyan hangosan, mint szeretnénk. Mi a teendő? Vásárolhat más hanglejátszó berendezést, valamint audiofrekvencia-erősítőt (a továbbiakban UMZCH). Ezenkívül az erősítő saját kezűleg is összeállítható.

Ehhez csak az elektronika alapvető ismereteire van szükség, mint például a bipoláris tranzisztor, a lefolyó, a forrás, a kapu, valamint más elemi szempontok megkülönböztetése az emitter, az alap és a kollektor között.

Ezután ismertetjük a hangteljesítmény-erősítők legfontosabb paramétereit, amelyeket javítani kell a nagyobb erősítés elérése érdekében, valamint ezeknek az eszközöknek a legegyszerűbb áramköreit, amelyeket különféle fő alkatrészekre, például elektronikus lámpákra, tranzisztorokra, műveleti erősítőkre és integrált áramkörökre szerelnek össze.

Ezenkívül a cikk figyelembe veszi a kiváló minőségű UMZCH rendszerét. Összetételét, paramétereit, valamint a tervezési jellemzőket befolyásolja. Sukhov UMZCH rendszerét is figyelembe veszik.

UMZCH paraméterek

A teljesítményerősítő legfontosabb paramétere az erősítési tényező. Ez a kimeneti jelnek a bemeneti jelhez viszonyított arányát képviseli, és három különálló paraméterre oszlik:

1. Jelenlegi nyereség. K_I = I_vx / Én_vx.
2. Feszültség nyereség. K_U = U_vx / U_vx.
3. Teljesítmény nyereség. K_P = P ex / P_volt.

Az UHF esetében ésszerűbb figyelembe venni a teljesítménynövekedést, mivel ezt a paramétert kell erősíteni, bár ostobaság tagadni, hogy a teljesítmény mennyisége – mind a bemenet, mind a kimenet – az áram és a feszültség értékeitől függ.

Természetesen az erősítőknek más paraméterei is vannak, mint például az erősített jel torzítási tényezője, de ezek nem olyan fontosak az erősítési tényezőkhöz képest.

Ne felejtsük el, hogy nincsenek tökéletes eszközök. Nincs UMZCH hatalmas nyereséggel, más hátrányok nélkül. Mindig fel kell áldoznia néhány paramétert mások kedvéért.

UMZCH az elektrovákuum eszközökön

Az elektro-vákuumos eszközök olyan eszközök, amelyek kialakításukban egy vákuumot vagy egy bizonyos gázt tartalmazó lombikot, valamint legalább két elektródát - egy katódot és egy anódot tartalmaznak.

A lombikban három, öt vagy akár nyolc további elektróda is lehet. A két elektródával ellátott lámpát diódának nevezzük (nem szabad összetéveszteni egy félvezető diódával), három-triódával, öt-pentóddal.

Az elektronikus lámpák teljesítményerősítőit nagyon nagyra értékelik mind a hétköznapi zene szerelmesei, mind a professzionális zenészek körében, mert a lámpák a leginkább "tiszta" erősítést adják.

Ez részben annak a ténynek köszönhető, hogy a katódból az anód felé vezető úton befecskendezett elektronok nem felelnek meg az ellenállásnak, és változatlan állapotban érik el a célt – sem sűrűségükben, sem sebességükben nem modulálódnak.

A csőerősítők a legdrágábbak a piacon. Ennek oka az a tény, hogy az elektro-vákuumos eszközöket a múlt században már nem használták tömegesen, nagy tételekben történő kibocsátásuk veszteségessé vált. Ez egy darab termék. De az ilyen UMZCH mindenképpen megéri a pénzét: a népszerű analógokkal összehasonlítva, még az integrált áramkörökön is, a különbség egyértelműen hallható. És nem támogatja a mikrochipeket.

Természetesen nem szükséges a csőerősítők összeszerelése, speciális üzletekben vásárolhatja meg őket. Az elektromos vákuumberendezések erősítőinek költsége 50 000-től kezdődik. Viszonylag olcsó használt opciókat találhat (akár 10 000-ig is), de ezek rossz minőségűek lehetnek. Mennyibe kerülnek a lámpák jó erősítői? Tól től 600,000. Mennyibe kerülnek a nagyon jó erősítők? Több százezer rubeltől.

A lámpákon sok UMZCH rendszer létezik, ebben a szakaszban egy elemi példát fogunk figyelembe venni.

A legegyszerűbb erősítő egy triódára szerelhető. Az együtemű UMZCH áramkörök osztályába tartozik. A triódában a harmadik elektróda egy vezérlőrács, amely szabályozza az anódáramot. Egy váltakozó feszültség csatlakozik hozzá, és a forrásjel nagyságának és polaritásának segítségével csökkentheti vagy növelheti az anódáramot.

Ha negatív nagy potenciált csatlakoztat a rácshoz, az elektronok leülepednek rajta, az áramkörben lévő áram pedig nulla lesz. Ha pozitív potenciált alkalmaznak a rácsra, az elektronok a katódtól az anódig akadálytalanul áthaladnak.

Az anódáram beállításával meg lehet változtatni a trióda működési pontját a volt-amper karakterisztikán. Ez lehetővé teszi az elektromos vákuumberendezés áram-és feszültségerősítésének (ennek eredményeként a teljesítmény) beállítását.

A legegyszerűbb erősítő triódára történő összeszereléséhez váltakozó áramforrást kell csatlakoztatnia a vezérlőrácshoz, nulla potenciált kell alkalmazni a katódra, pozitív az anódra. A ballaszt ellenállás általában csatlakozik az anód. A terhelést el kell távolítani az előtét ellenállása és az anód között.

Az erősített jel minőségének javítása érdekében a szűrőkondenzátor sorosan vagy párhuzamosan csatlakoztatható a terheléshez (az adott esettől függően), a kondenzátor és a párhuzamosan csatlakoztatott ellenállás csatlakoztatható a katódhoz, és két ellenállás egyszerű feszültségelosztója csatlakoztatható a vezérlőrácshoz.

Elméletileg a teljesítményerősítő összeszerelhető egy klystronra a lámpák UMZCH áramkörei szerint. A Klystron egy elektro-vákuum eszköz, hasonló a diódához, de két további kimenettel rendelkezik a jel bemenetére és kimenetére. Az amplifikáció ebben a készülékben a katód által a kollektor felé (az anód analógja) kibocsátott elektronok áramlásának modulációja miatt következik be, először sebességben, majd sűrűségben.

UHF a bipoláris tranzisztorokon

Bipoláris tranzisztor-két dióda szintézise. Ez vagy egy p-n-p vagy egy n-p-n elem a következő összetevőkkel:

• emitter;
• alap;
• gyűjtő.

A tranzisztorok sebessége és megbízhatósága általában magasabb, mint az elektro-vákuumos eszközöké. Senkinek sem titok, hogy az első az elektronikus számítógépek lámpákon dolgoztak, de amint megjelentek a tranzisztorok, az utóbbiak gyorsan felváltották az antediluvian versenytársaikat, és sikeresen használják a mai napig.

Ezután egy példát veszünk figyelembe egy n-p-n tranzisztor használatára egy erősítő áramkörben. Fontos megjegyezni, hogy az elektronok (n) valamivel gyorsabbak, mint a lyukak (p), illetve az n-p-n és a p-n-P tranzisztorok teljesítménye nem különbözik az utóbbi javára.

Egy másik fontos árnyalat az, hogy a bipoláris tranzisztorok több kapcsolóáramkörrel rendelkeznek:

1. Közös emitterrel (a legnépszerűbb).
2. Közös bázissal.
3. Közös Gyűjtővel.

Minden áramkör különböző erősítési paraméterekkel rendelkezik. A következő UMZCH áramkör tartalmaz egy közös emitterrel.

A legegyszerűbb erősítő összeszereléséhez egy n-p-n tranzisztorra váltakozó feszültséget kell csatlakoztatnia az alapjához, pozitív potenciált a kollektorhoz, negatív potenciált az emitterhez. Mind az alap előtt, mind a kollektor előtt, mind az emitter előtt korlátozó ellenállásokat kell felszerelni. A terhelést a kollektor előtét ellenállása és maga a kollektor között távolítják el.

Mint egy triódán lévő elektro-vákuum erősítő esetében, az erősítés minőségének javítása érdekében ebben az áramkörben:

• szereljen be egy feszültségosztót és egy szűrőkondenzátort az alap elé;
• szereljen be egy kondenzátort és egy ellenállást, amely párhuzamosan csatlakozik az emitterhez;
• kapcsolja be a szűrőkondenzátort a terhelésen a zaj és az interferencia kiküszöbölése érdekében.

Ha két ilyen erősítési szakasz sorba van kötve, akkor az amplifikációs együtthatókat meg lehet szorozni egymással. Ez természetesen jelentősen megnehezíti az eszköz kialakítását, de lehetővé teszi, hogy nagyobb nyereséget érjen el. Ezeket a kaszkádokat azonban nem lehet végtelenségig összekapcsolni: minél több erősítő van sorba kötve, annál nagyobb az esélye, hogy telítettségbe kerülnek.

Ha a tranzisztor telítettségi módban működik, akkor nem lehet kérdés az erősítő tulajdonságokról. Ez akkor látható, ha megnézzük a volt-amper jellemzőt: a tranzisztor működési pontja vízszintes szakaszon van, ha telítettségi módban működik.

UMZCH egy terepi tranzisztoron

Ezután megadjuk az UMZCH áramkörét a MOSFET típusú tranzisztorokon (fém-oxid-félvezető-terepi tranzisztor standard szerkezete) .

A terepi tranzisztorok szerkezetének kevés közös vonása van a bipoláris tranzisztorokkal. Sőt, működési elvük semmiképpen sem hasonlít a bipoláris analógok működésének elvéhez.

A terepi tranzisztorokat elektromos mező vezérli (bipoláris - áram). Nem fogyasztanak áramot, és ellenállnak a gamma-sugárzásnak, amelyet radioaktív sugárzásnak is neveznek. Ez utóbbi tény aligha lehet hasznos azoknak a zenészeknek, akik hangteljesítmény-erősítőt akarnak összeállítani, de az iparban a terepi tranzisztorok ezt a tulajdonságát nagyra értékelik.

Fő hátrányuk, hogy nem hatnak jól a statikus elektromossággal. Az ilyen jellegű töltés letilthatja az ilyen típusú tranzisztorokat. Bármilyen gondatlan ujjérintés az elem érintkezése előtt károsíthatja a tranzisztort.

Ezeket a tulajdonságokat figyelembe kell venni az erősítők ezen elektronikus alkatrészekre történő összeszerelésekor.

Hogyan szereljük össze az UMZCH áramkört egy terepi tranzisztoron saját kezűleg? Elég az alábbi utasításokat követni.

Egy terepi hatású tranzisztoron egy egyszerű UHF áramkör összeállítható egy terepi hatású tranzisztor segítségével, p-n csatlakozással, n típusú csatornával. A kialakítás hasonló az erősítő bipoláris tranzisztorra történő összeszerelésekor leírtakhoz, csak a kapu vette át az alap, a kollektor – lefolyó, az emitter – forrás helyét.

UMZCH egy operációs erősítőn

A műveleti erősítő (a továbbiakban: OP erősítő) egy elektronikus alkatrész, két bemenettel-invertálással (180 fokos fázisban megváltoztatja a jelet) és nem invertálással (nem változtatja meg a jel fázisát) -, valamint egy kimenettel és egy pár érintkezővel a tápegység. Ez egy kis értéke nulla ofszet feszültség és bemeneti áramok. Ez az eszköz nagyon nagy nyereséggel rendelkezik.

Az op-amp két üzemmódban működhet:

• erősítő módban;
• generátor üzemmódban.

Annak érdekében, hogy az op-amp erősítő üzemmódban működjön, negatív visszacsatoló áramkört kell csatlakoztatni hozzá. Ez egy ellenállás, amely az egyik csappal az op–amp kimenethez, a másikkal az invertáló bemenethez csatlakozik.

Ha ugyanazt az áramkört csatlakoztatja egy nem invertáló bemenethez, akkor pozitív visszacsatoló áramkört kap, az op-amp pedig jelgenerátorként kezd működni.

Az op–amp-re többféle erősítő van összeállítva:

1. Invertálás-felerősíti a jelet és 180 fokkal megváltoztatja annak fázisát. Ahhoz, hogy egy invertáló erősítő az op-amp, meg kell földelni a nem invertáló bemenet az op-amp, és küldjön egy jelet az invertáló egyik, hogy meg kell erősíteni. Ugyanakkor nem szabad elfelejtenünk a negatív visszacsatolási láncot.
2. Nem invertáló - erősíti a jelet a fázis megváltoztatása nélkül. Nem invertáló erősítő összeszereléséhez, negatív visszacsatoló áramkört kell csatlakoztatnia az OP erősítőhöz, földelje az invertáló bemenetet, majd jelet küldjön a nem invertáló op erősítő érintkezőjének.
3. Differenciál - felerősíti a differenciáljeleket (olyan jelek, amelyek fázisonként különböznek, de amplitúdójukban és frekvenciájukban azonosak). A differenciálerősítő megszerzéséhez korlátozó ellenállásokat kell csatlakoztatnia az op-amp bemenetekhez, ne feledkezzen meg a negatív visszacsatoló áramkörről, és két jelet kell felvinni a bemeneti érintkezőkre: pozitív polaritású jelet kell alkalmazni egy nem invertáló bemenetre, negatívat egy invertálóra.
4. Mérés-a differenciálerősítő módosított változata. A mérőerősítő ugyanazt a funkciót látja el, mint a differenciálerősítő, csak két op-erősítő bemeneteit összekötő potenciométerrel képes beállítani az erősítést. Az ilyen erősítő kialakítása észrevehetően bonyolultabb, nem egy, hanem három op-erősítőt tartalmaz.

Mi a nehéz az operációs erősítőkkel való munka? Az Op-amp áramkörök esetében néha nehéz megtalálni a megfelelő alkatrészeket, például ellenállásokat és kondenzátorokat, mert az elemek gondos összehangolása nemcsak a névleges értékek, hanem az anyagok is szükségesek.

UMZCH integrált áramkörökön

Az integrált áramkörök olyan eszközök, amelyeket kifejezetten egy adott feladat elvégzésére terveztek. Az UMZCH esetében egy kis chip helyettesíti a tranzisztorok, műveleti erősítők vagy elektro-vákuum eszközök nagy kaszkádját.

Jelenleg a különböző sorozatszámú TDA chipek nagyon népszerűek, például a TDA7057Q vagy a TDA2030. Hatalmas számú UMZCH áramkör van a mikrochipeken.

Összetételükben nagyszámú ellenállással, kondenzátorral és működési erősítővel rendelkeznek, amelyek nagyon kis tokban vannak felszerelve, amelyek mérete nem haladja meg az 1 vagy 2 rubel névleges értékű érméket.

Az UMZCH tervezése

Vásárlás előtt a szükséges alkatrészek a textolit táblán lévő vezetők maratásához meg kell határozni az ellenállások és kondenzátorok értékeit, valamint ki kell választani a tranzisztorok, műveleti erősítők vagy integrált áramkörök szükséges modelljeit.

Ezt meg lehet tenni egy speciális számítógépen szoftver, , például NI Multisim. Ez a program tartalmaz egy nagy adatbázis elektronikus alkatrészek. Segítségével szimulálhatja bármely elektronikus eszköz működését, még a hibákat is figyelembe véve, ellenőrizheti az áramkörök működőképességét.

Az ilyen szoftverek segítségével különösen kényelmes az erőteljes UMZCH rendszereinek tesztelése.

Sztereó erősítő áramkör 200W tranzisztorokon

Az ebben a szakaszban tárgyalt rendszer sokkal bonyolultabb, mint a fent leírtak. De erősítő tulajdonságai jobbak, mint a bipoláris, terepi tranzisztorokon, valamint a cikkben már idézett műveleti erősítőkön és integrált áramkörökön alapuló minták.

Ez az eszköz a következő elemekből áll:

1. Ellenállások.
2. Kondenzátorok (mindkét poláris, nem poláris).
3. Diódák.
4. Zener dióda.
5. Biztosítékok.
6. N-p-N típusú bipoláris tranzisztorok.
7. P-n-p típusú bipoláris tranzisztorok.
8. Izolált kapu térhatású tranzisztorok p-típusú csatornával.
9. Izolált kapu térhatású tranzisztorok n-típusú csatornával.

Ennek a teljesítményerősítőnek a paraméterei:

1. P_{Névleges teljesítmény} = 200 W (minden csatornára).
2. U_{kimeneti fokozat tápegység} = 50 V (kis eltérés megengedett).
3. I_{a kimeneti szakasz többi része} = 200 mA.
4. I_{egy kimeneti tranzisztor többi része} = 50 mA.
5. U_{érzékenység} = 0,75 V.

A készülék összes fő része (transzformátor, hűtőrendszer radiátorok formájában és maga a tábla) egy duralumin lemezből készült eloxált alvázon helyezkedik el, amelynek vastagsága 5 mm. A készülék előlapja és a hangerőszabályzó gombok ugyanabból az anyagból készülnek.

A transzformátor két tekercs 35 V lehet megvásárolni kész. Kívánatos egy toroid mag kiválasztása (ennek a rendszernek a működőképességét tesztelték), a teljesítménynek 300 wattnak kell lennie.

Az áramkör tápegységét szintén függetlenül kell összeszerelni az UMZCH tápellátási sémája szerint. A tervezéshez szüksége lesz egy biztosítékra, egy transzformátorra, egy diódahídra, valamint négy poláris kondenzátorra.

Az UMZCH tápegység diagramja ugyanabban a szakaszban található.

Három egyszerű igazság, amelyet érdemes megjegyezni bármilyen elektromos áramkör összeszerelésekor:

1. Meg kell figyelni a poláris kondenzátorok polaritását. Ha összekevered a plusz-mínusz egy kis erősítő áramkörben, akkor semmi szörnyű nem fog történni, az UMZCH áramkör egyszerűen nem fog működni, de egy ilyen látszólag jelentéktelen hiba miatt a rakéták felszereléssel és legénységgel a fedélzeten estek.
2. A diódák polaritását be kell tartani: tilos a katódot az anóddal cserélni. A zener dióda esetében ez a szabály is releváns.
3. A lényeg az, hogy az alkatrészeket csak akkor forrasztjuk, ha van egy érintkezési pont a diagramon. A legtöbb hibás elektromos áramkör nem működik pontosan azért, mert a telepítő nem forrasztotta meg az alkatrészeket, vagy nem forrasztotta meg őket, ahol erre nincs szükség.

Ez a rendszer szerepel az egyik legjobb UMZCH rendszerben? Lehetséges. Mindez a fogyasztó kívánságaitól függ.

Sukhov rendszere

Ha az előző teljesítményerősítő áramkör önállóan összeszerelhető, mivel viszonylag kevés elemet tartalmaz, akkor jobb, ha a Sukhov erősítő áramkört nem kézzel szereljük össze. Miért? A hatalmas számú elem és kapcsolat miatt nagy esély van a hibára, ami miatt a teljes jelentős mennyiségű munkát újra kell végezni.

Valójában helytelen az ebben a szakaszban megadott rendszert Sukhov-rendszernek nevezni. Ez az Air Force-2011 modell nagy hűségű UMZCH-je (az ilyen típusú UMZCH vázlatos rajza ebben a szakaszban található). Összetételében nem tartalmaz terepi tranzisztorokat, de magában foglalja:

1. Zener diódák.
2. Nemlineáris ellenállások.
3. Hagyományos ellenállások.
4. Poláris és nem poláris kondenzátorok.
5. Diódák.
6. Mindkét típusú bipoláris tranzisztor.
7. Műveleti erősítők.
8. Fojtószelep.

A befogadás lehetőségei:

1. P = 150 W fordulatnál_terhelés = 8 Ohm.
2. Linearitás: 0,0002-0,0003% 20 kHz frekvencián, P = 100 W és_{r terhelés} = 4 Ohm.
3. Állandó U = 0 V támogatás elérhetősége.
4. A vezetékek ellenállásának kompenzációja váltakozó árammal.
5. A jelenlegi védelem jelenléte.
6. Az UMZCH áramkör védelme az U-tól_kimenet = const.
7. A sima indítás jelenléte.

Egy ilyen rendszer ipari méretekben van összeállítva, és egy kis táblára illeszkedik. A vezetékek bekötése és az elemek elhelyezkedése megtalálható az interneten, ahol ezek az anyagok szabadon hozzáférhetők.

A Sukhov sorozat sémái az UMZCH egyik legjobb sémája.

Eredmény

A hangteljesítmény-erősítő nagyon népszerű eszköz mind a profi zenészek, mind a hétköznapi zene szerelmeseinek körében. Az UMZCH-t mind elektro-vákuum eszközök, mind tranzisztorok, valamint műveleti erősítők, integrált áramkörök alapján hajtják végre.

Az ilyen eszközöket szaküzletekben lehet megvásárolni, vagy saját maga is elkészítheti őket. Ami az árat illeti, a legdrágábbak a lámpák erősítői, a legolcsóbbak az integrált áramkörök.

Az UMZCH csőáramkörök magasabb nyereségminőséggel rendelkeznek, mint az integrált vagy Tranzisztoros UMZCH. Ez az oka annak, hogy az emberek hajlandóak ilyen eszközöket vásárolni 50 000, 100 000, valamint 450 000.

Az erősítők saját összeszerelésekor érdemes megjegyezni a következő szabályokat:

1. Szigorúan tilos összekeverni a diódák, zener diódák és más anód-katód eszközök polaritását, valamint a poláris kondenzátorokat. Ez tele van azzal a ténnyel, hogy az ennek eredményeként összeállított UMZCH rendszer nem fog működni.
2. Az áramkör összeszerelésekor meg kell forrasztani azokat az alkatrészeket, ahol a rajzon van egy érintkezési pont. Nyilvánvaló szabálynak hangzik. Ez igaz, de sok telepítő elfelejti.

Ha a fenti ajánlásokat használja, akkor egy jó hangteljesítmény-erősítőt saját maga is összeállíthat az umzch séma szerint tranzisztorokon vagy más elemeken.