Какие устройства не входят в состав узч

19. УЗЧ С ТЕЛЕГРАФНЫМ ФИЛЬТРОМ.

Усилитель звуковых частот, схема которого приведена на рис. 1, предназначен для несложных связных устройств — супергетеродинов и приемников прямого преобразования. Коэффициент усиления этого УЗЧ около 1000 (60 дБ). Полоса пропускания от 250 до 2700 Гц(по уровню — 6 дБ). Для приема телеграфных сигналов ее можно сузить до 300 Гц при средней частоте примерно 900 Гц.

УЗЧ выполнен на операционном усилителе DA1, режим работы которого по постоянному току задает делитель на резисторах R1, R2. Сигнал звуковой частоты поступает на неинвертирующий вход OУ, а на его инвертирующий вход с выхода ОУ подается сигнал обратной связи. Он проходит через RC-цепи, которые определяют коэффициент усиления устройства и его амплитудно-частотные характеристики (АЧХ).
Когда контакты выключателя SA1 разомкнуты, АЧХ усилителя формируют резисторы R3, R4 и конденсаторы С2, С6. На средних частотах (1 . 2 кГц) коэффициент усиления К определяется только резисторами R3 и R4. Поскольку сигнал подается на неинвертирующий вход, тo K=1+R3/R4. При приведенных на рис.1 номиналах этих резисторов коэффициент усиления будет около 1000. Заметим, что 1000 — максимально допустимый коэффициент усиления УЗЧ при использовании операционного усилителя К140УД8 и некоторых других операционных усилителей с внутренней коррекцией. Это иллюстрирует рис. 2, на котором показана АЧХ собственно ОУ. Видно, что при больших значениях коэффициента усиления даже без учета влияния навесных элементов полоса пропускания уже будет меньше требуемых 3 кГц.

АЧХ усилителя на низких частотах в первую очередь формирует цепочка R4C2. На частоте F=1/2R4C2 коэффициент усиления уменьшится на 3 дБ по отношению к средним частотам. Нетрудно убедиться, что при указанных на схеме номиналах это произойдет на частоте примерно 280 Гц.
На высоких частотах АЧХ усилителя будет в основном определять АЧХ операционного усилителя DA1 (рис. 2). Дополнительно ослабить высокие частоты можно, включив параллельно R3 конденсатор (С6), емкость которого подбирают экспериментально. Если бы сам ОУ эффективно не «заваливал» частоты выше З кГц, то емкость этого конденсатора при указанном на схеме номинале резистора R3 должна быть около 1000 пф (она рассчитывается по такой же формуле, как и в предыдущем случае). С учетом реальной АЧХ конкретного экземпляра ОУ на практике емкость этого конденсатора будет меньше. В частности, он может вообще отсутствовать.
При приеме телеграфных сигналов в условиях помех полосу пропускания целесообразно сузить. Для этого в цепь обратной связи ОУ подключают так называемый «двойной Т-мост», который образован двумя Т-образными цепочками (R6R7C8 и R8C7C9), включенными параллельно.

Зависимость коэффициента передачи сигнала двойным Т-мостом от частоты приведена на рис. 3. На некоторой частоте (ее принято называть частотой квазирезонанса) коэффициент передачи такой цепи существенно — в сто и более раз — уменьшается. Если двойной Т-мост подключить в цепь обратной связи нашего усилителя параллельно резистору R3, то на частоте квазирезонанса мост практически не будет влиять на коэффициент передачи УЗЧ в целом. На частотах выше и ниже этой частоты отрицательная обратная связь будет усиливаться (двойной Т-мост как бы шунтирует резистор R3), уменьшая коэффициент передачи усилителя. В результате формируется «резонансная» АЧХ (кривая 1 на рис. 4). На этом же рисунке приведена и АЧХ усилителя с отключенным двойным Т-мостом (кривая 2). За уровень 0 дБ на этом рисунке принят коэффициент усиления УЗЧ на частоте 1 кГц.

Частота квазирезонанса двойного Т-моста определяется номиналами его элементов. При выполнении условий С=С7=С8=С9 и R=R6=R7=4R8 ее можно рассчитать по формуле F=0,45/RC. В небольших пределах частоту квазирезонанса можно изменять подбором только одного резистора R8.
Резистор R5 — развязывающий. Он уменьшает нагрузку моста относительно низкоомным резистором R4. Если его не устанавливать, то сужение полосы пропускания УЗЧ при подключении двойного Т-моста будет существенно меньшим, т.е. фильтр будет неэффективным. Подбирая этот резистор и контролируя при этом АЧХ усилителя, можно установить полосу пропускания УЗЧ при приеме телеграфных сигналов в соответствии с индивидуальными вкусами оператора.
Использование в УЗЧ операционного усилителя дает одно преимущество — собранная из исправных деталей конструкция налаживания не требует. Если усилитель «не пошел» с первого включения, то надо проверить режим ОУ по постоянному току. Напряжение на его выходе (вывод 7) должно быть близко к половине напряжения источника питания (оно задается делителем на резисторах R1 и R2). Если это не так, то либо вы сделали ошибки при монтаже или отборе элементов для конструкции, либо просто неисправен ОУ.
При повторении конструкции можно использовать большинство современных и не очень современных операционных усилителей. Если применен ОУ без полевых транзисторов на входе (например, К140УД7), то сопротивление резисторов R1 и R2 целесообразно уменьшить примерно до 100 кОм, сохраняя условие R1=R2. Оксидные конденсаторы могут быть любого типа.
Усилитель предназначен для использования с головными телефонами сопротивлением 50. 100 Ом. Если в распоряжении радиолюбителя есть головные телефоны с меньшим сопротивлением, то придется добавить к этому усилителю небольшой выходной каскад. Напряжение питания этого УЗЧ — 9. 12 В.
Коэффициент усиления 1000 более чем достаточный для УЗЧ супергетеродинного приемника. Для приемника прямого преобразования общий коэффициент усиления по тракту звуковой частоты должен быть раз в сто больше, поэтому УЗЧ, схема которого приведена на рис. 1, в этом случае применения надо дополнить каскадом предварительного усиления. Его схема показана на рис. 5. Он выполнен на транзисторе, работающем для уменьшения уровня собственных шумов в режиме с малым током коллектора (около 0,2 мА). Коэффициент усиления такого каскада определяется отношением сопротивления нагрузки в коллекторной цепи транзистора VT1 (в основном это включенные параллельно R3 и R7) и суммы сопротивлений резистора в цепи эмиттера, не зашунтированного конденсатором (R4), и сопротивления эмиттерного перехода. Последнее можно оценить по простой формуле R_э=25/I. Если в эту формулу ток подставить в миллиамперах, то сопротивление получится в омах. При токе эмиттера 0,2 мА сопротивление R_э будет 125 Ом. Нетрудно теперь оценить и коэффициент усиления этого каскада — около 80.

При расчете коэффициента усиления такого каскада не следует забывать о входном сопротивлении следующего за ним каскада УЗЧ. Но в нашем случае им можно спокойно пренебречь — оно около 200 кОм (сопротивление включенных параллельно резисторов R1 и R2 — на рис. 1). С учетом такого входного сопротивления последующего каскада коэффициент усиления предварительного усилителя уменьшится незначительно — до 75.
Конденсатор С4 ограничивает сверху полосу пропускания предварительного каскада значением 4. 5 кГц.
Для ориентировки на рис. 5 приведены режимы по постоянному току при напряжении источника питания 12 В. Если оно будет меньше, то надо взять резистор фильтра в цепи питания этого каскада (R6) с меньшим сопротивлением.

XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2019

Усилители низкой частоты предназначены для усиления гармонических составляющих непреобразованного передаваемого или принимаемого сообщения. Частотная характеристика усилителей низкой частоты охватывает спектральный диапазон от десятков Гц до десятков кГц (для УЗЧ), а для некоторых типов видеоусилителей высшая рабочая частота может составлять сотни кГц.

Основные характеристики усилителя низкой частоты

УНЧ являются элементом усилительного устройства, которое должно содержать также источник сигнала, нагрузку и источник питания (рис. 1).

Основное назначение УНЧ – усиливать мощность сигнала, т.е. при подаче на вход УНЧ электрического сигнала малой мощности получать на нагрузке сигнал той же формы, но большей мощности. Для усиления мощности УНЧ преобразует энергию источника питания с помощью усилительных приборов. В некоторых случаях УНЧ имеет и вспомогательное значение – осуществляет коррекцию формы сигнала.

Структурная схема УНЧ

По полосе усиливаемых частот (от нижней частоты диапазона до верхней) УНЧ делятся на усилители постоянного и переменного тока. Усилители постоянного тока (УПТ) – усилители медленно изменяющихся напряжений или токов, усилители переменного тока усиливают только переменную составляющую тока в необходимой спектральной полосе. Усилители звуковых частот – УНЧ, усиливающие сигналы в полосе частот, воспринимаемых ухом человека.

Основными элементами структурной схемы УНЧ (рис. 1) являются предварительный усилитель (ПУ) и усилитель мощности (УМ). К дополнительным элементам УНЧ относятся: цепи частотной коррекции и цепи обратной связи (ОС), кроме того в состав УНЧ часто включают регулятор усиления.

Усилитель мощности может содержать один или несколько каскадов усиления и предназначен для создания необходимой мощности в нагрузке.

Предварительный усилитель (или усилитель напряжения) служит для усиления слабого входного сигнала и создания необходимого уровня напряжения на входе усилителя мощности, он также может содержать один или несколько усилительных каскадов, причем часто в качестве входного каскада применяют эмиттерные (истоковые) повторители для лучшего согласования с источником сигнала.

Регулятор усиления в усилителях звуковой частоты используется в качестве регулятора громкости.

Цепи коррекции используются для изменения частотной характеристики УНЧ, в частности, к цепям частотной коррекции относится регулятор тембра. Коррекция частотной характеристики УНЧ часто применяется для компенсации искажений АЧХ источника входного сигнала (например, звука-снимающей магнитной головки в магнитофонах) или АЧХ нагрузки (например, звуковых колонок).

2.Простой усилитель низкой частоты

Этот усилитель можно встроить в любую маломощную аппаратуру с низковольтным питанием: приёмники, рации, слуховые аппараты и другая подобная аппаратура.

Максимальная выходная мощность (Нагрузка 8Ом, 1кГц) = 0,3 Вт

Номинальное напряжение питания (0,3Вт, 8 Ом) = 3в

THD+N (при максимальной выходной мощности, 1кГц) = 1 – 1,5%

Принципиальная схема усилителя

Устройство и принцип работы

Усилитель состоит из двух узлов: входной каскад на транзисторе Т1 и выходной двухтактный на транзисторах Т2 – Т5. Сигнал, усиленный транзистором Т1 поступает в нагрузку R1 и выходной каскад. Транзисторы выходного каскада образуют два так называемых «плеча» выходного каскада. Транзисторы в этих «плечах» разной структуры, что является обязательным условием для данного усилителя. Поскольку транзистор КТ315 открывается положительным, а КТ361 отрицательным напряжением, то и «плечи» выходного каскада образованные ими усиливают лишь ту полуволну сигнала, поступающего с транзистора Т1, которая «открывает» транзисторы образующие их. Получается так: Т3 и Т4 усиливают положительные полуволны сигнала, Т2 и Т5 отрицательные. В точке соединения эммитеров транзисторов Т4 и Т5 происходит объединение сигнала и его подача в нагрузку. Так как для данного усилителя характерны искажения типа ступенька, которые неизбежно появятся при работе данного усилителя, для их ослабления включается резистор R2. Этот резистор создаёт небольшое напряжение смещения на базах транзисторов и ослабляет искажения сигнала.

Данный усилитель требует тщательной настройки, а именно:

Подбором резистора R1 устанавливается начальный ток покоя транзисторов (ток протекающий через транзисторы при отсутствии сигнала). Подбором этого резистора необходимо установить ток покоя на уровне 5 — 7 мА.

Подбором сопротивления резистора R5 необходимо установить напряжение в точке соединения транзисторов выходного каскада равное половине питающего напряжения, то есть 1.5 В.

Возможные дополнения

Если то устройство к которому подключается усилитель не имеет регулятора тембра или сигнал снимаемый с него слаб, можно собрать предварительный усилитель.

Таким образом рассмотрено построение электронного устройства.

Кибакин В.М. Основы теории и разработки транзисторных низкочастотных усилителей мощности. – М.: Радио и связь, 1988. – 240 с.

Электротехника и основы электроники. / Под ред. О.П. Глудкина, Б.П. Соколова. – М.: Высш. шк., 1993.

Джонс М.Х. Электроника – практический курс. – М.: Постмаркет, 1999. – 528 с.

Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. –М.: Мир, 1986. – 600 с.

Манаев Е.И. Основы радиоэлектроники. – М.: Радио и связь, 1985. – 488 с.

Забродин Ю.С. Промышленная электроника. – М.: Высш. шк., 1982. – 496 с.

Колонтаевский Ю.Ф. Лабораторный практикум по радиоэлектронике. – М.: Высшая школа, 1989. – 206 с.

Усилители сигналов звуковой частоты

Классификация и терминология. Усилитель сигналов звуковой частоты (УЗЧ) в любом своем исполнении представляет собой полностью законченный функциональный блок (или участок схемы БРТА), единственное назначение которого — усиление маломощных электрических сигналов звуковых (иногда — ультразвуковых) частот, как по размаху, так и по мощности. К этой общей формулировке следует дать разъяснения. Во-первых, надо предостеречь от одного очень распространенного заблуждения, будто в задачу УЗЧ входит воспроизведение звука. На самом деле воспроизведение звука осуществляется электромеханическими преобразователями (ЭМП), не входящими в состав УЗЧ. Во-вторых, в подавляющем большинстве практических случаев УЗЧ, помимо двух указанных основных функций, выполняет еще одну вспомогательную — корректирует и (или) позволяет произвольно изменять форму АЧХ. Эту вспомогательную функцию выполняют регуляторы тембра или многоканальные эквалайзеры, которые, входя в состав УЗЧ, к процессу усиления сигнала не имеют никакого отношения. С учетом этих уточнений рассмотрим все сегодняшнее многообразие усилителей. И начнем с другого очень распространенного заблуждения, будто имеются усилители монофонические и стереофонические. На самом деле никаких стереофонических усилителей в природе не существует. Существуют системы стереофонического звуковоспроизведения, состоящие из двух самостоятельных независимых монофонических УЗЧ (как правило — полностью идентичных) и, как минимум, двух ЭМП, разнесенных в пространстве определенным образом. В таких системах оба канала усиления нередко могут быть объединены в один конструктивно оформленный узел или блок с общими или раздельными регуляторами уровня сигнала и тембра, что и создает иллюзию существования самостоятельного стереофонического УЗЧ. На самом деле технически более грамотным представляется разделение УЗЧ на одноканальные и многоканальные. Хотя, строго говоря, даже такое разделение не вполне корректно, поскольку любой многоканальный УЗЧ по сути является комбинацией нескольких одноканальных усилителей, как и упоминавшийся выше стереофонический усилитель. Уяснив эти основные положения, договоримся, что все дальнейшие рассуждения будут относиться к одноканальному широкополосному УЗЧ, а специфические особенности и отличия многоканальных усилителей рассмотрим в заключительном разделе этой главы. Структурная схема УЗЧ. Чуть дальше мы подробно рассмотрим наиболее типичные структурные схемы современных УЗЧ, но перед этим целесообразно познакомиться с двумя другими критериями, разграничивающими усилители на две весьма существенно различающиеся разновидности. Первый критерий разделяет все УЗЧ на усилители с дискретными схемными элементами и усилители с так называемыми интегральными схемными элементами (микросхемами, микросборками, матрицами). Это различие весьма существенно, поскольку приводит к двум совершенно различным методикам обнаружения неисправностей и ремонтных работ при сервисном обслуживании аппаратуры. Другой критерий разделяет все УЗЧ на однотактные и двухтактные, что существенно отражается на их структурных схемах, но почти не сказывается на методике ремонта. Переходя к рассмотрению реальных структурных схем УЗЧ, скажем, что в любой из них, даже самой примитивной, всегда можно провести условную границу, по одну сторону которой окажутся каскады усиления напряжения, а по другую — каскады усиления мощности. На языке профессионалов чаще принято различать каскады предварительного усиления и каскады оконечные (мощные). Таким образом, структурная схема самого простейшего УЗЧ будет изображаться двумя «квадратиками», символизирующими предварительный и оконечный каскады усиления соединяющей их стрелкой, направленной от первого квадратика ко второму (рис. 1). I Рис. 1. Структурная схема простейшего двухкаскадного УЗЧ
На практике такую примитивную структурную схему имели только ламповые усилители в наиболее дешевых радиоприемниках. Они имели чувствительность порядка 50… 150 мВ и выходную мощность 0,5. 2,5 Вт. Появление транзисторов повлекло за собой необходимость увеличения числа каскадов Предварительного усиления, поскольку один транзисторный каскад на первых порах имел весьма малый коэффициент усиления — порядка 5. 10 (в отличие, например, от каскада на ламповом триоде с усилением порядка 50. 100). Кроме того, введение в схему УЗЧ регуляторов тембра и тонкомпенсированного регулятора громкости дополнительно «съедало» до 20 дБ уровня сигнала, что могло быть скомпенсировано только введением в структурную схему одного или даже нескольких дополнительных каскадов. Массовый переход схемотехники УЗЧ с радиоламп на транзисторы сразу же выявил полную непригодность последних для использования в однотактной схеме усилителя мощности из-за недопустимых значений коэффициента нелинейных искажений, обусловленных специфической формой коллекторно-базовой характеристики транзистора. Поэтому уже самые первые маломощные транзисторные УЗЧ строились по схеме с двухтактным оконечным каскадом. Однако для согласования однотактных каскадов предварительного усиления с двухтактным оконечным каскадом возникла потребность в промежуточном устройстве, создающем на входе оконечного каскада два равных по величине противофазных напряжения. На первых порах таким устройством был специальный переходный трансформатор, имевший одну первичную и две одинаковые вторичные обмотки. В дальнейшем он был вытеснен специальным фазоинверсным каскадом — неким промежуточным звеном между предварительными и оконечным каскадом. Использование транзисторов в УЗЧ выявило еще одну их особенность по сравнению с ламповыми: коэффициент передачи по току (а следовательно, и по мощности) у транзисторов чаще всего не превышал 10, поэтому при создании УЗЧ с выходной мощностью свыше 5. 10 Вт к базам оконечных транзисторов оказывалось необходимым подводить сигнал мощностью порядка 0,5. 1,0 Вт, а обычные маломощные транзисторы, используемые в каскадах предварительного усиления, такую мощность, как правило, не обеспечивали. Эта проблема была решена введением специального дополнительного предоконечного, или драйверного, каскада на транзисторе средней мощности. В результате всех этих усовершенствований транзисторные УЗЧ, как правило, являются многокаскадными. В качестве иллюстрации на рис. 2 приведена структурная схема УЗЧ весьма популярного и широко распространенного в свое время транзисторного стереофонического радиоприемника «Рига-101», состоящего из двух полностью идентичных каналов, каждый из которых представляет собой семикаскадный усилитель. Последний, седьмой, каскад — двухтактный усилитель мощности с бестрансформаторным (емкостным) выходом. Предпоследний, шестой, каскад представляет собой предоконечный (драйверный) усилитель промежуточной мощности, одновременно осуществляющий функции фазоинвертора за счет использования в нем транзисторов разной проводимости (р-п-р и п-р-п). Первые пять каскадов входят в состав предварительного усилителя (или усилителя напряжения), хотя, если быть совсем уж точными, один из этих каскадов (четвертый) имеет отрицательный (меньше единицы) коэффициент усиления, поскольку выполнен по схеме эмиттерного повторителя, принцип работы и назначение которого будут рассмотрены ниже. Рис.2. Структурная схема УЗЧ радиоприемника «Рига 101» Усилительный каскад. Каскадом в радиотехнике в общем случае принято считать некий условный четырехполюсник, в состав которого входит один (иногда два) активных радиокомпонента (транзистор, радиолампа) и несколько «обслуживающих» пассивных элементов (резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, трансформаторы), с помощью которых обеспечиваются оптимальные условия работы активного элемента и достигаются наперед заданные параметры каскада. Условным такой четырехполюсник надо считать потому, что на самом деле реальный радиотехнический каскад, в отличие от классического четырехполюсника, может иметь не один вход и один выход, а несколько входов и несколько выходов, что превращает его в многополюсник. Наличие в каскаде активного элемента делает неизбежным и обязательное наличие источника питания этого элемента в виде выпрямителя переменного тока или гальванических элементов. Что же касается электрических характеристик и параметров каскада в целом, то они определяются назначением каскада и весьма существенно отличаются друг от друга. В УЗЧ, используемых в БРТА, чаще других встречаются следующие типы каскадов:

линейный усилитель напряжения. Это каскад на базе полупроводникового триода, включенного по схеме с общим эмиттером, электрический режим которого выбирается таким, чтобы обеспечивалось максимально возможное использование линейного участка коллекторно-базовой характеристики. Такой каскад обладает большим коэффициентом усиления подводимого сигнала при незначительных нелинейных искажениях. Характерной особенностью такого каскада является то, что сигнал на его выходе сдвинут на 180° относительно входного сигнала. С целью существенного (в несколько раз) снижения нелинейных искажений, вносимых активным элементом, каскад часто охватывается отрицательной обратной связью по току путем включения в разрыв эмиттерной цепи резистора, не шунтированного (в отличие от резистора автоматического смещения) конденсатором большой емкости. Следует при этом отметить, что введение такой обратной связи одновременно со снижением нелинейных искажений существенно уменьшает реальный коэффициент усиления каскада. Принципиальные схемы всех рассматриваемых в этом разделе каскадов приведены на рис. 3;
эмиттерный повторитель. В таком каскаде активный элемент включается по схеме с общим коллектором, т.е. полезный сигнал снимается с нагрузки (резистора, катушки индуктивности или обмотки трансформатора), включенной в разрыв цепи эмиттера. Такое включение нагрузки равнозначно введению 100%-ной отрицательной обратной связи по току, поэтому каскад повторителя не только не усиливает подводимый сигнал, но всегда имеет коэффициент передачи меньше единицы. Возникает естественный вопрос: для чего нужен усилитель, который ничего не усиливает? Ответ кроется в специфической особенности каскада: входное сопротивление повторителя на порядок выше, чем у обычного усилительного каскада, а выходное сопротивление очень маленькое и определяется сопротивлением резистора, включенного в цепь эмиттера. Это сопротивление, как правило, колеблется в пределах от нескольких десятков до нескольких сотен ом, редко достигая нескольких килоом.

Рис.3 Принципиальные схемы линейных УЗЧ: а — трансформаторный усилитель напряжения по схеме с общим эмиттером; б — резистивный усилитель напряжения по схеме с общим эмиттером; в — эмиттерный повторитель по схеме с общим коллектором Таким образом, каскад «повторителя» вполне можно рассматривать как некий «безындукционный» трансформатор сопротивлений, потребность в котором часто возникает при необходимости согласования двух соседних каскадов (или других участков схемы — например, блока регуляторов тембра), входные и выходные сопротивления которых различаются на порядок и больше. При необходимости получить еще большее соотношение входного и выходного сопротивлений нередко в каскаде повторителя используют составной транзистор, входная часть которого выполнена на полевом транзисторе, а выходная — на обычном. В таком повторителе входное сопротивление может составлять несколько мегаом, а выходное — измеряться долями килоома. Свое название «повторитель» получил потому, что в отличие от обычного усилительного каскада не изменяет фазу подводимого сигнала, в силу чего выходной сигнал как бы полностью повторяет входной, если не считать незначительного уменьшения его размаха;

дифференциальный каскад. Так называемый дифференциальный каскад, принципиальная схема которого приведена на рис. 4, используется почти исключительно в многокаскадных транзисторных УЗЧ с гальванической междукаскадной связью. Основное назначение такого каскада — обеспечение термостабильности схемы за счет компенсационного влияния одного (вспомогательного) триода на электрический режим другого — основного усилительного триода. Такое влияние обеспечивается за счет общего для обоих триодов резистора в объединенной эмиттерной цепи. Помимо этой основной функции дифференциальный каскад существенно упрощает введение в канал сигнала отрицательной (или, при необходимости, положительной) обратной связи регулируемой величины. Как правило, дифференциальные каскады чаще применяются в дорогих высококлассных моделях БРТА;

Рис 4

фазоинвертор. Существует несколько разных способов получения из однофазного входного сигнала двух противофазных сигналов для раскачки двухтактных оконечных каскадов. На рис. 5 приведены наиболее часто встречающиеся на практике схемы фазоинверторов на полупроводниковых триодах. Схема рис. 5, а применяется в дешевых массовых «карманных» приемниках и некоторых типах плееров, поскольку позволяет за счет большого положительного коэффициента трансформации получить выходные противофазные сигналы большего размаха, используя всего один каскад предварительного усиления. К недостаткам схемы относится необходимость применения трансформатора, что всегда нежелательно. Схема рис. 5, б широко применялась в транзисторных УЗЧ разных классов до появления специальных интегральных микросхем более сложного схемного состава. Здесь инвертирование фазы входного сигнала осуществлялось за счет использования последовательного включения двух транзисторов разной проводимости (р-п-р и п-р-п). Связь такого инвертора с базами оконечных транзисторов обычно осуществлялась непосредственно, без разделительных конденсаторов;

Рис 5

оконечный каскад (усилитель мощности). Абсолютное большинство УЗЧ (за исключением усилителя записи магнитофона) предназначается для приведения в действие электромеханического излучателя звука — будь то телефонный капсюль, головные телефоны, одиночный электродинамический громкоговоритель или сложные акустические системы. Электрическая мощность, необходимая для раскачки таких излучателей, колеблется в широчайших пределах — от сотых долей до десятков ватт. Единственным источником этой мощности является электрический источник питания УЗЧ — выпрямитель или гальваническая батарея, энергия которых преобразуется оконечным каскадом УЗЧ в сигнал звуковой частоты. Естественно, что допустимая мощность рассеяния транзисторов оконечного каскада должна быть заведомо выше номинальной выходной мощности УЗЧ. Эта мощность рассеяния реализуется в виде тепла, выделяемого активными элементами каскада, поэтому в усилителях с выходной мощностью свыше 1 Вт это избыточное тепло приходится искусственно отводить с помощью специальных радиаторов. Степень отбора тепла радиатором решающим образом зависит от качества механического контакта корпуса транзистора (или микросхемы) со шлифованной контактной поверхностью радиатора. При плохом контакте и наличии «воздушной подушки» степень теплопередачи уменьшается во много раз, что неизбежно приводит к перегреву транзистора (микросхемы) и выходу их из строя. Поэтому при замене мощных транзисторов или микросхем особое внимание следует обращать на качество механического контакта. В промышленной аппаратуре для улучшения теплопередачи часто применяют специальные уплотняющие пасты с высокой теплопроводностью.

В современных УЗЧ практически невозможно выделить в чистом виде оконечный каскад, поскольку правильнее говорить о целом оконечном блоке, в состав которого входят неразрывно связанные между собой и гальванически соединенные четыре-пять-шесть транзисторов, полупроводниковых диодов, термисторов, осуществляющих функции драйвера, фазоинвертора и усилителя мощности. Такая тесная взаимосвязь нескольких активных элементов со временем привела к появлению нового вида элементной базы — функционально законченных интегральных микросхем, о которых мы теперь и поговорим.

15.11.2019 25.44 Mб 2 бтз му 22.02.12.doc

20.09.2019 76.8 Кб 5 Буклет спец-маг 2012.doc

03.03.2016 7.23 Mб 119 Бунтовский С. (учебник).docx

03.03.2016 8.83 Mб 28 Буровое оборудование и инструмент.djvu

03.03.2016 34.49 Кб 16 бщее экономическое равновесие.docx

03.03.2016 21.4 Mб 137 Бытовая радио-теле аппаратура.docx

22.11.2019 390.14 Кб 1 Вакуумна_електроніка.DOC

1.4 Описание функциональной схемы узч

Усилитель звуковых частот (УЗЧ) — это электронное устройство, с помощью которого усиливаются напряжение, ток сигналов звуковых частот за счет энергии источника питания. К сигналам звуковых частот относятся сигналы с частотами в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц. В состав УЗЧ входят: непосредственно усилитель, источник питания, нагрузка (рис. 7.1).

Входным напряжением (t/_BX) усилителя могут быть сигналы звуковых частот различных источников: микрофон, магнитная головка (в магнитофонах), амплитудный или частотный детектор (в радио- или телевизионных приемниках) и т. д. Во всех случаях источник сигнала характеризуется значением ЭДС £_с и внутренним сопротивлением Z_c (рис. 7.1). Нагрузки усилительного устройства — головки громкоговорителей, акустические системы, телефоны, головки магнитофонов и т. д. Нагрузка характеризуется сопротивлением Z,, и его зависимостью от частоты. В качестве источников питания используются сетевые стабилизированные блоки питания или автономные источники на основе гальванических элементов.

УЗЧ входят в состав различной бытовой РЭА (магнитофоны, радиоприемники, телевизионные приемники), а также могут применяться как самостоятельные аппараты.

Входное устройство предназначено для согласования входного сопротивления УЗЧ с сопротивлением источника сигнала. В этом устройстве происходит нормирование сигналов, если в усилителе имеется несколько входов.

Предварительный усилитель (ПУ) осуществляет усиление сигналов источника до значения, необходимого для нормальной работы усилителя мощности (обычно до 250 — 1000 мВ). ПУ обеспечивает кик можно большее усиление сигнала звуковых частот при малом расходе пи тания и с минимальными искажениями. В ПУ также могут осуществлять ся различные регулировки (громкости, тембров и т. д.).

Усилитель мощности (УМ) производит усиление сигналов звуковых частот по току до необходимого значения при максимальном КПД и минимальных искажениях. При этом в УМ осуществляется согласование выходного сопротивления УЗЧ с сопротивлением нагрузки.

ПУ, УМ состоят из усилительных каскадов. Усилительный каскад строится на активных и пассивных элементах. Активные элементы (транзисторы, микросхемы), управляемые входным сигналом inv новых частот, преобразуют энергию источника питания в энергию выходного сигнала звуковых частот, осуществляя усиление. Пассивные элементы (резисторы, конденсаторы, дроссели НЧ и др.) обеспечивают заданный р ежим работы активных элементов. Различают следующие режимы работы усилительных элементов УЗЧ: А, В, АВ.

Технологическая часть

Организация рабочего места

В связи с постоянно растущим уровнем сложности электронных модулей, а также требований к качеству их изготовления, особенное внимание следует уделить не только качественным материалам и инструментам, но и организации труда радиомонтажника. При оснащении рабочих мест необходимо соблюдение требований по охране труда: использование дымоуловителей помогает сохранить здоровье людей, а применение специальных осветительных систем позволяет выполнять сложнейшие операции без излишнего напряжения зрения.

Рабочее место современного радиомонтажника состоит из нескольких элементов: это промышленная мебель, антистатика, освещение и дымоудаление.

Основой рабочего места радиомонтажника является его рабочий стол. Это многофункциональное изделие, обеспечивающее удобное расположение оператора, оптимальное размещение приборов и инструмента, электропитание, освещение, антистатическую защиту и множество других дополнительных функций.

Монтажный стол представляет собой сборно-разборную конструкцию: металлический каркас из окрашенных труб квадратного сечения различной высоты, столешницу из ламинированного износоустойчивого ДСП с закругленными углами с ПВХ-окантовкой по периметру, запираемые на ключ выдвижные ящики, блок коммутации и верхнее освещение. Высот а столешницы по стандарту 800-900-100 мм. Стол может имеет регулируемые по высоте ножки с резиновыми прокладками и нескользящую подставку для ног.

Стол должен обеспечивать удобное размещение и подключение контрольно-измерительной аппаратуры, паяльных станций, монтажного инструмента, выполнен с учетом требований к электростатической безопасности и электрической безопасности.

Средства антистатической защиты

Одной из причин отказов электронных изделий сегодня является электростатический разряд. Опасность электростатики многие недооценивают главным образом потому, что статический потенциал ниже 3000В человек не чувствует. При этом для повреждения электронных компонентов достаточно разряда всего в несколько сот вольт. Таким образом, монтажник без антистатического браслета представляет потенциальную опасность для любой электронной системы. Точно так же изделие может быть повреждено при контакте с заряженными предметами: столом, полкой, инструментом и т.п.

Для обеспечения ESD-безопасности на рабочем месте и в производственных помещениях необходимо соблюдать базовые правила:

— использовать только антистатические материалы и инструмент;

— обеспечить надежное заземление всех «заземляемых» объектов (с которых принципиально может стекать заряд через проводник); по возможности удалить из зоны все диэлектрики.

Все пластиковые изделия – корпуса приборов, рукоятки инструмента, тара и т.п. – должны быть изготовлены из рассеивающего заряд материала. Поверхность стола покрывается заземленным настольным ковриком.

Коврики, как правило, делают двухслойными: нижний слой – проводящий, верхний – рассеивающий.

К розетке настольного коврика подключается антистатический браслет, без которого нельзя приступать к работе.

Со временем поверхность антистатических материалов теряет свои свойства вследствие старения и загрязнения. Для очистки и восстановления антистатических свойств рабочие поверхности следует периодически обрабатывать специальным очистителем.

Мы не можем не вспомнить также о системах дымоудаления, так как важность качественной системы очистки воздуха на монтажном участке сложно переоценить. Паяльные работы напрямую связаны с выделением токсичных веществ – в первую очередь продуктов сгорания канифоли (абитиновой кислоты) и паров свинца. Первые вызывают тяжелую форму астмы, а вторые имеют тенденцию к накоплению в организме, вызывая проблемы со зрением, общее отравление, вплоть до онкологических заболеваний.

Современные системы дымоудаления ликвидируют источник загрязнения воздуха в самом месте его возникновения и подразделяются на два типа удаление дыма непосредственно в точке пайки (с жала паяльника и удаление дыма при помощи раструба из зоны пайки 1гр. Удаление дыма с жала паяльника характеризуется тем, что:

— дым удаляется непосредственно с жала паяльника;

— создаётся высокий вакуум и малый поток воздуха;

— это недорогое решение по очистке воздуха, рекомендуется использовать при количестве рабочих мест от 1-2 до 20 шт. 2гр. Удаление дыма из зоны пайки характеризуется тем, что:

— дым удаляется из рабочей зоны пайки при помощи раструба;

— создаётся низкий вакуум и большой поток воздуха;

— осуществляется более эффективная очистка воздуха;

Оборудование из группы 2 , также предназначено для более широкого применения – например, для удаления дыма при работе с паяльниками горячего воздуха, паяльными и лудильными ваннами, при

проведении работ по лакировке, отмывке плат или узлов, и других работ, связанных с испарением вредных веществ.

Для выполнения точных операций необходимо как идеальн ое освещение, так и специальная оптика. Комбинированные светильники с линзой предназначены именно для такой работы. Линза с увеличением 3 диоптрии (175%) из специального просветленного оптического стекла обеспечивает передачу изображения без искажений. Для большего увеличения могут быть применены линзы на 5 и 8 диоптрий, а также дополнительные линзы на 3+12 или 5+12 диоптрий.

Монтажный инструмент радиомастера

К монтажному инструменту относятся: плоскогубцы (разные), круглогубцы, овалогубцы, острогубцы, (разные), ножницы, пинцет, ключи гаечные (разные), монтажный нож, напильники (разные), молоток, кисточка, брусок, паяльники (разные).

Ниже приводятся краткие указания по назначению перечисленного инструмента и основные требования, предъявляемые к нему при эксплуатации.

Плоскогубцы желательно иметь двух размеров — длиной 125 и 200 мм. Плоскогубцы длиной 125 мм и шириной губок до 6 мм применяются для изгибания монтажных проводов, лепестков различных панелей, а также для поддержки крепежных деталей в процессе монтажных работ. Плоскогубцы длиной 200 мм и шириной губок до 10 мм используются для монтажных работ, требующих применения значительных усилий, например, для изгибания полос и толстых проводов, для поддержки деталей при их механической обработке и т. п.

Губки плоскогубцев не должны иметь раковин, зазубрин и трещин. На их внутренней поверхности должна быть насечка. При сжимании ручек губки должны сходиться вплотную на концах так, чтобы зазор

между их поверхностями у шарнира не превышал 0,8 мм.

Плоскогубцы с удлиненными губками имеют тонкие и узкие губки длиной до 50 мм. Применяются в основном для захвата и поддержки мелких деталей в труднодоступных местах монтажа и в углублениях.

При пользовании ими нельзя допускать больших усилий, так как при этом губки деформируются.

Плоскогубцы комбинированные (пассатижи) отличаются от простых плоскогубцев тем, что, помимо плоских губок, они имеют в средней части режущие кромки для перекусывания проволоки, а также рифленый захват, которым можно прочно удерживать круглые детали в процессе монтажа.

Комбинированные плоскогубцы также целесообразно иметь двух размеров: длиной 125 мм с губками шириной 8 мм и длиной 200 мм с губками шириной 12 мм

Тип плоскогубцев, применяемых при работе, должен согласовываться с прилагаемыми при этом усилиями.

Круглогубцы предназначены для выгибания колец и петель из проводов и узких металлических полосок.

Для монтажных работ целесообразно иметь круглогубцы длиной 150 мм с диаметром губок у конца 2,5 мм.

При работе с круглогубцами, так же как и со всеми видами плоскогубцев, необходимо помнить, что чрезмерные боковые усилия быстро расшатывают их шарнирные соединения и тем самым выводят их из строя. Овалогубцы совмещают в себе качества плоскогубцев и круглогубцев. Поэтому они применяются для выгибания провинчи при монтаже, а также для механического соединения тонких деталей и проводов перед пайкой.

Острогубцы (кусачки) применяются для перекусывания медной и мягкой стальной проволоки, а также мягких изоляционных материалов

— кембриковых, хлорвиниловых трубок и т.п.

Для радаомонтажных работ необходимо иметь острогубцы двух типов: прямые и боковые (бокорезы) длиной 125—150 мм. Хорошо заправленные острогубцы должны перекусывать полоску обычной писчей бумаги ровно по всей длине режущих кромок.

Запрещается применять острогубцы для вытаскивания Гвоздей, а также для откусывания жесткой стальной проволоки.

Отвертки существуют разнообразных типов.

По целевому назначению различают следующие типы отверток: проволочные отвертки, применяемые при монтажных работах, не требующих значительных усилий (например, для отвинчивания и завинчибания винтов с шлицевой головкой); такие отвертки обычно изготовляются из стальной проволоки диаметром 2—5 мм; они имеют узкое лезвие, заправленное род шлицы шириной до 1 мм;

Силовые отвертки, применяемые для работ, требующих значительных усилий; эти отвертки изготовляются из стальных стержней, круглых или многогранных; лезвие у них значительно шире и прочнее, чем у проволочных отверток.

Как проволочные, так и силовые отвертки могут быть различной длины (от 60—70 до 300—400 мм).

Радиомастер должен иметь в своем распоряжении 4—6 отверток, подобранных в соответствии с основной специализацией его работы.

Лезвия отверток должны быть ровными по торцу и симметричными по форме.

При выборе отвертки нужно исходить из того, чтобы ее лезвие входило в шлиц монтируемой детали плотно, на всю глубину и по всей длине шлица.

В противном случае в процессе монтажа будут портиться, шлицы, а также выходить из строя сами отвертки, вследствие ненадежного их

Ножницы применяются для резки тонкого листового металла толщиной до 0,5 мм и изоляционного материала —

лакоткдни, фибры, электрокартона и т. п. Радиомастеру необходимы малые ножницы длиной до 175 мм.

Пинцет применяется для захвата и поддержки мелк их деталей, проводов монтажа, а также для переноса деталей «тем частям блока, которые мастер не может достать рукой. Иногда пинцетом пользуются для исправления мелких дефектов монтажа — для выправления лепестков, выводов сопротивлений, гнезд ламповых панелей и т. П.

Ножки пинцета должны быть заправлены и плотно прилегать одна к другой при его сжатии. На внутренних частях, кончиков пинцета долина быть мелкая насечка для удобства захвата детали.

Ключи гаечные. Для монтажных работ рдиомастеру необходимо иметь набор торцовых и плоских гаечных ключей на все размеры гаек и болтов, встречающихся в конструкциях ремонтируемых блоков. Торцовые ключи применяются для 25 завинчивания и отвинчивания гаек и болтов в углубленных Частях конструкции, где невозможно пользоваться плоскими ключами.

Для уменьшения общего количества инструмента желательно иметь двусторонние ключи следующих стандартных размеров: 5X7, 6X8, 9ХП, ЮХ12, 14X17 мм.

Монтажный нож служит для зачистки изоляции проводов, а также для резки эластичных материалов. B качестве монтажного ножа может применяться перочинный нож, с достаточно прочным и острым лезвием. Лезвие монтажного ножа не должно иметь сколотостей, искривлений и вмятин, которые ухудшают качество монтажных работ.

Напильники в монтажном деле применяются для зачистки мелких

деталей, а также проводов (особенно толстых) и лезвий паяльников. Желательно иметь несколько небольших напильников размером до 200 мм плоской, круглой и трехгранной формы какдрачевых (с крупной насечкой), так и личных (с более мелкой насечкой).

Молоток дрименяется в монтажном деле довольно редко (в основном для придания необходимой формы тонким изгибающимся деталям — наконечникам, монтажным шинам и т. П.). Желательно иметь молоток весом 100 г и небольшую наковальню или ровный стальной брусок весом 1—2 кг.

Кисточка применяется для очистки пыли или опилок с монтируемого блока. Кисточки желательно иметь двух типов: тонкую круглую с мягким волосом и более крупную плоскую с жестким волосом.- Тонкая кисточка применяется для очистки мелких деталей и блоков — УКВ головки приемника, контуров, катушек и т. п. с последующей продувкой их воздухом.

Брусок применяется для тонкой правки инструмента и монтируемых металлических деталей.

Паяльники для пайки при радиомонтажных работах обычно применяются лишь электрические, как более удобные в эксплуатации. Существуют два основных типа электрических паяльников: торцовые и боковые.

Торцовые паяльники, как правило, бывают маломощными (от 40 до 100 Вт) и применяются для мелких паек. Лезвия их могут быть прямыми или изогнутыми в зависимости от рода выполняемых паек. Баковые паяльники изготовляются на большие мощности (100—200 Вт). Однако независимо от типа паяльников конструкции их принципиально одинаковы.

Верхняя часть стержня паяльника заключена в нагревательный элемент, который защищен от механических повреждений защитным

чехлом из листовой стали.

Между нагревательным элементом и защитным чехлом проложен слой асбеста для уменьшения излучения тепла (повышения КПД паяльника).

Сам нагревательный элемент состоит из нихромовой проволоки, намотанной на изоляционную основу, в качестве которой обычно применяется слюда или керамика.

Выводы электрического шнура заключены в керамические изоляторы, похожие на бусы.

Нашей промышленностью изготовляются паяльники на напряжения 220, 120 и 24 В (существуют также специальные паяльники).

Преимущество паяльников на 220 и 120-е закл ючается в том, что они могут питаться непосредственно от промышленной электросети (соответственно 220 и 120 В) и не нуждаются в доголнительных понижающих трансформаторах. Однако эти паяльники менее долговечны в эксплуатации, и при их применении требуется тщательное соблюдение правил техники безопасности.

Низковольтные паяльники на 24 В и менее могут питаться лишь от специальных источников, а для питания от сети переменного тока нуждаются в специальных понижающих трансформаторах мощностью, равной сумме «мощностей одновременно питаемых паяльников. Однако низковольтные паяльники более долговечны, так как их нагревательные элементы изготовляются из более толстого провода. Кроме того, они совершенно безопасны в работе.

С целью продления срока службы паяльников их не следует без необходимости оставлять включенными, так как при этом Нагревательный элемент и лезвие паяльника перегреваются и обгорают.

Паяльники всегда нужно содержать в чистоте. Окалину лезвия надо снимать шкуркой, а выгоревший конец лезвия затачивать напильником и

Перегоревшую нихромовую проволоку нагревательного элемента необходимо заменять новой, равной ей по сечению.

Во время работы паяльник нужно ставить на специальную металлическую подставку.

Какие устройства не входят в состав узч