Самый простой усилитель: УСИЛИТЕЛЬ ЗВУКА СВОИМИ РУКАМИ

УСИЛИТЕЛЬ ЗВУКА СВОИМИ РУКАМИ

   Всем привет, в этой статье мы будем рассматривать подробную сборку УНЧ (Усилителя низких частот) на TDA8560. Схемка довольно таки проста, и еще эта статья будет отличатся от других тем, что тут мы будем собирать конструкцию не навесным монтажом, как часто делают со специализированными микросхемами, а на печатной плате. Хотя тем, кто только начинает осваивать самостоятельную сборку УМЗЧ, рекомендуется для эксперимента подключить её «на проводках». В общем приступим. Для начала изучим даташит к микросхеме и саму принципиальную схему усилителя:

Схема усилителя звука на TDA8560

Плата печатная — рисунок из программы

   Понадобится нам:

• Сама микросхема TDA8560 – 1шт
• Керамический конденсатор или пленочный — 0.47 мкФ (Микрофарад) 2шт
  Керамический конденсатор или пленочный — 100 нФ (Нанофарад) 1шт
  Резистор – 22 кОм мощность 0. 25 Вт 1 шт
  Электролитический конденсатор – 1-4 мкФ (Микрофарад) от 16В 1шт
  Электролитический конденсатор – 2200 мкФ (Микрофарад) от 16В 1шт
  Клемники для подключения (Необязательно)
  Штекер «Джек 3.5 стерео» – 1 шт
  Радиатор с размером в 4 раза больше микросхемы
  Технические характеристики:
  Uпит.= +8…+18 V
  Uпит.оптим.= +12…+16 V
  Iпотр.макс.- до 4 А (4 ома), до 7 А (2 ома)
  Iпотр.средний — 2 А (4 ома), 3,5 А (2 ома)
  Iпотр.(Uвх=0) = 115…180 mА
  Uвх.= ~40…70 mV (без R*)
  Uвx.= ~0,2…4 V (R*= 20…200 кОм)
  Кусил.= 46 dB (200 раз)
  fраб.= 10…40000 Hz (-3 dB)
  Кгарм.=0,1 % (20 W; 2 ома; 1 kHz)
  Rнагр.=1,6…1б Ом

АЧХ усилителя

   Приступим к сборке устройства и для начала вытравим плату, файл печатной платы качайте здесь.

   Паяем саму микросхему

   Паяем керамические конденсаторы на 0. 47 мКф

   Припаивем резистор на 22 кОм и электролитический конденсатор на 2200 мкФ

   И далее паяем клемники, конденсатор на 100 нанофарад, электролит на 1-4 микрофарад (поставил 1 микрофарад) и подводим провода для питания.

   Ахтунг! Не включать устройство без радиатора! Подключаем динамики и запускаем… У меня запустилось с первого раза, так как спаял без ошибок и микросхема попалась работоспособная.

Сравнение параметров различных схем усилителя звука на TDA

   Данная микросхема-усилитель почти не отличается от своих сотоварок, типа TDA8563, TDA1555, TDA1552

и TDA1557. Разница лишь в выходной мощности — подключение абсолютно одинаковое. Видео работы данной микросхемы можете посмотреть ниже:

Видео работы УМЗЧ

   Блок питания усилителя можно взять готовый, от компьютера. Так как мощности его будет хватать с избытком — можно даже отключить кулер, он всё равно не перегреется. Схему собрал [PC]Boil.

   Форум по УНЧ

   Форум по обсуждению материала УСИЛИТЕЛЬ ЗВУКА СВОИМИ РУКАМИ

---

Простой и недорогой усилитель для акустики своими руками. Как сделать недорогой усилитель звука для колонок своими руками

Заводские устройства для усиления звукового сигнала отличаются высокой стоимостью и могут быть недостаточно мощными. Рассматривая фото самодельных усилителей звука очевидно, что они внешне ничем не уступают готовым изделиям. К тому же их изготовление своими силами не требует специальных навыков и больших материальных затрат.

Основа устройства

Начинающие радиолюбители в первую очередь задаются вопросом: из чего можно собрать простой усилитель звука в домашних условиях. Работа устройства основывается на транзисторах или микросхемах, либо возможен редкий вариант — на лампах. Рассмотрим подробнее каждый из них.

Микросхемы

Микросхему серии TDA и аналогичную можно приобрести в магазинах или воспользоваться микросхемой от ненужного телевизора.

Используя микросхемы автомобильных усилителей с блоком питания на 12 вольт, очень просто добиться качественного звучания без применения особых навыков и с минимумом деталей.

Транзисторы

Преимущества транзисторов в малом потреблении электроэнергии. Устройство выдает отличные показатели звука, легко встраивается в любую технику и не требует дополнительной настройки. К тому же нет необходимости в поиске и использовании сложных микросхем.

Лампы

На сегодняшний день устаревший метод сборки, основанный на лампах дает качественное звучание, но обладает рядом недостатков:

• повышенная энергоемкость
• габариты
• стоимость комплектующих

Рекомендации по правильной сборке усилителя звука своими руками

Устройство для усиления качества звука, собранное в домашних условиях на основе микросхем серий TDA и их аналогов, выделяет много тепла. Для охлаждения нужна радиаторная решетка подходящего размера в зависимости от модели самой микросхемы и мощности усилителя. В корпусе нужно предусмотреть место для нее.

Преимущество аппарата, изготовленного своими руками в низком потреблении энергии, что позволяет использовать его в автомобилях, подключив к аккумулятору, а также в дороге или дома с помощью батареи. Потребляемая мощность зависит от необходимой степени усиления сигнала. Некоторым изготовленным моделям требуется напряжение тока всего лишь в 3 Вольта.

К сборке усилителя звука применим серьезный и ответственный подход во избежание короткого замыкания и выхода из строя комплектующих.

Необходимые материалы

В процессе сборки потребуются следующие инструменты и комплектующие:

• микросхема
• корпус
• конденсаторы
• блок питания
• штекер
• кнопка-выключатель
• провода
• радиатор охлаждения
• шурупы
• термоклей и термопаста
• паяльник и канифоль

Схемы и инструкции по изготовлению усилителя в домашних условиях

Каждая схема уникальна и зависит от источника звука (старая или современная цифровая техника), источника питания, предполагаемых конечных размеров. Она собирается на печатной плате, которая сделает устройство компактным и более удобным. В процессе сборки не обойтись без паяльника или паяльной станции.

Схема британца Джона Линсли – Худа, основана на четырех транзисторах без микросхем. Она позволяет аналогично повторить форму входного сигнала, получив в результате лишь чистое усиление и синусоиду на выходе.

Самый простой и распространённый вариант изготовления одноканального усилителя — использование в основе микросхемы, дополненной резисторами и конденсаторами.

Алгоритм действий по изготовлению

• установить на печатную плату радиодетали, учитывая полярность
• собрать корпус (предусмотрев место под дополнительные детали, например, решетку радиатора)

Допустимо использование готового корпуса или создание его своими руками, а также установка платы в корпус колонок.

• запустить устройство в тестовом режиме (выявить и устранить неисправности в случае возникновения)
• сборка усилителя (подключение к блоку питания и остальным комплектующим)

Обратите внимание!

Домашние и автомобильные усилители своими силами

В домашних условиях часто не хватает мощного звучания при просмотре фильмов на ноутбуке или прослушивании музыки в наушниках. Рассмотрим, как правильно сделать усилитель звука своими руками.

Для ноутбука

Усилитель звуковых волн должен учитывать мощность внешних колонок до 2 ватт и сопротивление обмоток до 4 Ом.

Комплектующие для сборки:

• блок питания на 9 вольт
• печатная плата
• микросхема TDA 7231
• корпус
• конденсатор неполярный 0,1 мкФ — 2 шт
• конденсатор полярный 100 мкФ
• конденсатор полярный 220 мкФ
• конденсатор полярный 470 мкФ
• резистор постоянный 10 Ком м 4,7 Ом
• выключатель двухпозиционный
• гнездо для входа

Схема изготовления

Алгоритм действий по сборке выбирается в зависимости от выбранной схемы. Необходимо учитывать подходящий размер радиатора охлаждения, чтобы рабочая температура внутри корпуса не поднималась выше 50 градусов по Цельсию. При эксплуатации ноутбука на улице нужно предусмотреть отверстия в корпусе для доступа воздуха.

Для автомагнитолы

Усилитель для автомагнитолы возможно собрать на распространенной микросхеме TDA8569Q. Ее характеристики:

• напряжение питания 6-18 вольт
• входная мощность 25 ватт на канал в 4 Ом и 40 ватт на канал в 2 Ом
• диапазон частот 20-20000 Гц

Обратите внимание!

Обязательно необходимо предусмотреть дополнительно к схеме фильтр от помех, создаваемых работой автомобиля.

Для начала нарисуйте печатную плату, после просверлите отверстия в ней. Затем плату нужно протравить хлорным железом. После лудить и припаять все детали микросхемы. Во избежание присадок по питанию на дорожки питания нужно будет нанести толстый слой припоя. Предусмотреть систему охлаждения с помощью кулера или радиаторной решетки.

В заключении сборки необходимо изготовить фильтр от помех системы зажигания и плохой шумоизоляции по следующей схеме: на ферритовом кольце диаметром 20 мм намотать проводом сечением 1-1,5 мм в 5 витков дроссель.

Собрать устройство для улучшения качества звука в домашних условиях не составит труда. Главное определиться со схемой и иметь под рукой все комплектующие, из которых можно с легкостью собрать простой усилитель звука.

Фото усилителя звука своими руками

Обратите внимание!

На Хабре уже были публикации о DIY-ламповых усилителях, которые было очень интересно читать. Спору нет, звук у них чудесный, но для повседневного использования проще использовать устройство на транзисторах. Транзисторы удобнее, поскольку не требуют прогрева перед работой и долговечнее. Да и не каждый рискнёт начинать ламповую сагу с анодными потенциалами под 400 В, а трансформаторы под транзисторные пару десятков вольт намного безопаснее и просто доступнее.

В качестве схемы для воспроизведения я выбрал схему от John Linsley Hood 1969 года, взяв авторские параметры в расчёте на импеданс своих колонок 8 Ом.

Классическая схема от британского инженера, опубликованная почти 50 лет назад, до сих пор является одной из самых воспроизводимых и собирает о себе исключительно положительные отзывы. Этому есть множество объяснений:
— минимальное количество элементов упрощает монтаж. Также считается, что чем проще конструкция, тем лучше звук;
— несмотря на то, что выходных транзисторов два, их не надо перебирать в комплементарные пары;
— выходных 10 Ватт с запасом хватает для обычных человеческих жилищ, а входная чувствительность 0.5-1 Вольт очень хорошо согласуется с выходом большинства звуковых карт или проигрывателей;
— класс А — он и в Африке класс А, если мы говорим о хорошем звучании. О сравнении с другими классами будет чуть ниже.

Внутренний дизайн

Усилитель начинается с питания. Разделение двух каналов для стерео правильнее всего вести уже с двух разных трансформаторов, но я ограничился одним трансформатором с двумя вторичными обмотками. После этих обмоток каждый канал существует сам по себе, поэтому надо не забывать умножать на два всё упомянутое снизу. На макетке делаем мосты на диодах Шоттки для выпрямителя.

Можно и на обычных диодах или даже готовых мостах, но тогда их необходимо шунтировать конденсаторами, да и падение напряжения на них больше. После мостов идут CRC-фильтры из двух конденсаторов по 33000 мкф и между ними резистор 0.75 Ом. Если взять меньше и ёмкость, и резистор, то CRC-фильтр станет дешевле и меньше греться, но увеличатся пульсации, что не комильфо. Данные параметры, имхо, являются разумными с точки зрения цена-эффект. Резистор в фильтр нужен мощный цементный, при токе покоя до 2А он будет рассеивать 3 Вт тепла, поэтому лучше взять с запасом на 5-10 Вт. Остальным резисторам в схеме мощности 2 Вт будет вполне достаточно.

Далее переходим к самой плате усилителя. В интернет-магазинах продаётся куча готовых китов, однако не меньше и жалоб на качество китайских компонентов или безграмотных разводок на платах. Поэтому лучше самому, под свою же «рассыпуху». Я сделал оба канала на единой макетке, чтобы потом прикрепить её ко дну корпуса. Запуск с тестовыми элементами:

Всё, кроме выходных транзисторов Tr1/Tr2, находится на самой плате. Выходные транзисторы монтируются на радиаторах, об этом чуть ниже. К авторской схеме из оригинальной статьи нужно сделать такие ремарки:

Не всё нужно сразу впаивать намертво. Резисторы R1, R2 и R6 лучше сначала поставить подстроечными, после всех регулировок выпаять, измерить их сопротивление и припаять окончательные постоянные резисторы с аналогичным сопротивлением. Настройка сводится к следующим операциям. Сначала с помощью R6 выставляется, чтобы напряжение между X и нулём было ровно половиной от напряжения +V и нулём. В одном из каналов мне не хватило 100 кОм, так что лучше брать эти подстроечники с запасом. Затем с помощью R1 и R2 (сохраняя их примерное соотношение!) выставляется ток покоя – ставим тестер на измерение постоянного тока и измеряем этот самый ток в точке входа плюса питания. Мне пришлось ощутимо снизить сопротивление обоих резисторов для получения нужного тока покоя. Ток покоя усилителя в классе А максимальный и по сути, в отсутствие входного сигнала, весь уходит в тепловую энергию. Для 8-омных колонок этот ток, по рекомендации автора, должен быть 1. 2 А при напряжении 27 Вольт, что означает 32.4 Ватта тепла на каждый канал. Поскольку выставление тока может занять несколько минут, то выходные транзисторы должны быть уже на охлаждающих радиаторах, иначе они быстро перегреются и умрут. Ибо греются в основном они.

Не исключено, что в порядке эксперимента захочется сравнить звучание разных транзисторов, поэтому для них тоже можно оставить возможность удобной замены. Я попробовал на входе 2N3906, КТ361 и BC557C, была небольшая разница в пользу последнего. В предвыходных пробовались КТ630, BD139 и КТ801, остановился на импортных. Хотя все вышеперечисленные транзисторы очень хороши, и разница может быть скорее субъективной. На выходе я поставил сразу 2N3055 (ST Microelectronics), поскольку они нравятся многим.

При регулировке и занижении сопротивления усилителя может вырасти частота среза НЧ, поэтому для конденсатора на входе лучше использовать не 0.5 мкф, а 1 или даже 2 мкф в полимерной плёнке. По Сети ещё гуляет русская картинка-схема «Ультралинейный усилитель класса А», где этот конденсатор вообще предложен как 0. 1 мкф, что чревато срезом всех басов под 90 Гц:

Пишут, что эта схема не склонна к самовозбуждению, но на всякий случай между точкой Х и землёй ставится цепь Цобеля: R 10 Ом + С 0.1 мкф.
— предохранители, их можно и нужно ставить как на трансформатор, так и на силовой вход схемы.
— очень уместным будет использование термопасты для максимального контакта между транзистором и радиатором.

Слесарно-столярное

Теперь о традиционно самой сложной части в DIY — корпусе. Габариты корпуса задаются радиаторами, а они в классе А должны быть большими, помним про 30 Ватт тепла с каждой стороны. Сначала я недоучёл эту мощность и сделал корпус со средненькими радиаторами 800см² на канал. Однако при выставленном токе покоя 1.2А они нагрелись до 100°С уже за 5 минут, и стало ясно, что нужно нечто помощнее. То есть нужно либо ставить радиаторы побольше, либо использовать кулеры. Делать квадрокоптер мне не хотелось, поэтому были куплены гигантские красавцы HS 135-250 площадью 2500 см² на каждый транзистор. Как показала практика, такая мера оказалась немного избыточной, зато теперь усилитель спокойно можно трогать руками – температура равна лишь 40°С даже в режиме покоя. Некоторой проблемой стало сверление отверстий в радиаторах под крепления и транзисторы – изначально купленные китайские свёрла по металлу сверлили крайне медленно, на каждую дырку уходило бы не менее получаса. На помощь пришли кобальтовые свёрла с углом заточки 135° от известного немецкого производителя — каждое отверстие проходится за несколько секунд!

Сам корпус я сделал из оргстекла. Заказываем у стекольщиков сразу нарезанные прямоугольники, выполняем в них необходимые отверстия для креплений и красим с обратной стороны чёрной краской.

Покрашенное с обратной стороны оргстекло смотрится очень красиво. Теперь остаётся только всё собрать и наслаждаться музы… ах да, при окончательной сборке ещё важно для минимизации фона правильно развести землю. Как было выяснено за десятилетия до нас, C3 нужно присоединять к сигнальной земле, т. е. к минусу входа-входа, а все остальные минуса можно отправить на «звезду» возле конденсаторов фильтра. Если всё сделано правильно, то никакого фона не расслышать, даже если на максимальной громкости поднести ухо к колонке. Ещё одна «земляная» особенность, которая характерна для звуковых карт, не развязанных с компьютером гальванически – это помехи с материнки, которые могут пролезть через USB и RCA. Судя по интернету, проблема встречается часто: в колонках можно услышать звуки работы HDD, принтера, мышки и фон БП системника. В таком случае проще всего разорвать земляную петлю, заклеив изолентой заземление на вилке усилителя. Опасаться тут нечего, т.к. останется второй контур заземления через компьютер.

Регулятор громкости на усилителе я не стал делать, поскольку достать какой-нибудь качественный ALPS не удалось, а шуршание китайских потенциометров мне не понравилось. Вместо него был установлен обычный резистор 47 кОм между «землёй» и «сигналом» входа. Тем более регулятор у внешней звуковой карты всегда под рукой, да и в каждой программе тоже есть ползунок. Регулятора громкости нет только у винилового проигрывателя, поэтому для его прослушивания я приделал внешний потенциометр к соединительному кабелю.

Я угадаю этот контейнер за 5 секунд…

Наконец, можно приступать к прослушиванию. В качестве источника звука используется Foobar2000 → ASIO → внешняя Asus Xonar U7. Колонки Microlab Pro3. Главное достоинство этих колонок — это отдельный блок собственного усилителя на микросхеме LM4766, который можно сразу убрать куда-то подальше. Намного интереснее с этой акустикой звучали усилок от мини-системы Panasonic с гордой надписью Hi-Fi или усилитель советского проигрывателя Вега-109. Оба вышеупомянутых аппарата работают в классе АВ. Представленный в статье JLH переиграл всех вышеперечисленных товарищей в одну калитку, по результатам слепого теста для 3 человек. Хотя разницу было слышно невооружённым ухом и без всяких тестов – звук явно детальнее и прозрачнее. Весьма легко, например, услышать различие между MP3 256kbps и FLAC. Раньше я думал, что эффект lossless больше как плацебо, но теперь мнение изменилось. Аналогичным образом гораздо приятнее стало слушать нескомпрессованые от loudness war файлы — dynamic range меньше 5 Дб вообще не айс. Линсли-Худ стоит затрат времени и денег, ибо аналогичный брендовый усилок будет стоить намного дороже.

Материальные затраты

Трансформатор 2200 р.
Выходные транзисторы (6 шт. с запасом) 900 р.
Конденсаторы фильтра (4 шт) 2700 р.
«Рассыпуха» (резисторы, мелкие конденсаторы и транзисторы, диоды) ~ 2000 р.
Радиаторы 1800 р.
Оргстекло 650 р.
Краска 250 р.
Разъёмы 600 р.
Платы, провода, серебряный припой и пр. ~1000 р.
ИТОГО ~12100 р.

Схема простого усилителя звука на транзисторах , которая реализована на двух мощных составных транзисторах TIP142-TIP147 установленных в выходном каскаде, двух маломощных BC556B в дифференциальном тракте и один BD241C в цепи предварительного усиления сигнала — всего пять транзисторов на всю схему! Такая конструкция УМЗЧ свободно может быть использована например в составе домашнего музыкального центра или для раскачки сабвуфера установленного в автомобиле, на дискотеке.

Главная привлекательность данного усилителя мощности звука заключается в легкости его сборки даже начинающими радиолюбителями, нет необходимости в какой либо специальной его настройке, не возникает проблем в приобретении комплектующих по доступной цене. Представленная здесь схема УМ обладает электрическими характеристиками с высокой линейностью работы в частотном диапазоне от 20Гц до 20000Гц. p>

При выборе или самостоятельном изготовлении трансформатора для блока питания нужно учитывать такой фактор: — трансформатор должен иметь достаточный запас по мощности, например: 300 Вт из расчета на один канал, в случае двухканального варианта, то естественно и мощность удваивается. Можно применить для каждого свой отдельный трансформатор, а если использовать стерео вариант усилителя, то тогда вообще получится аппарат типа «двойное моно», что естественно повысит эффективность усиления звука.

Действующее напряжение во вторичных обмотках трансформатора должно составлять ~34v переменки, тогда постоянное напряжение после выпрямителя получится в районе 48v — 50v. В каждом плече по питанию необходимо установить плавкий предохранитель рассчитанный на рабочий ток 6А, соответственно для стерео при работе на одном блоке питания — 12А.

Статья о том, как можно своими руками собрать усилитель, который имеет звучание на уровне заводских, среднего ценового диапазона. Нижее будет описана сборка полного УНЧ, в состав которого входят предусилитель, усилитель мощности звука, индикатор, защита, два блока питания. Всё это собрано в корпусе от Радиотехники. Для увеличения электросхемы — клик.

Из множества различных схем те, что по моему личному мнению, являются оптимальными по соотношению цена/качество. Никаких изменений кроме описанных в оригинальные схемы не вносил, всё сделано так, как оно есть. Для питания усилителя мощности взял тороидальный трансформатор с двумя одинаковыми вторичными обмотками по 20 В мощностью около 100 Вт и прикрутил его болтом к металлической подложке на дне корпуса усилителя, предварительно просверлив в ней отверстие нужного диаметра. Рядом с этим трансом располагаем выпрямитель усилителя мощности. Собираем блок из 6 конденсаторов по 4700 мкФ х 50В, по 3 в плечо и шунтируем двумя плёночными конденсаторами по 1 мкФ. Предусилитель, индикатор, защита и коммутация будут работать от родного трансформатора.

Предусилитель на трёх ОУ NE5532 – звук отличный! Есть режим линейности АЧХ, коэффициента гормоник на данные опреционники в даташите я почему то не нашёл, но есть данные что 0,007 %. Плохо, что нет тонкомпенсации и её реализация возможна опять же со специальным резистором. Как раз этот темброблок и пойдёт в состав моего полного усилителя. Плату не нашёл, пришлось разрабатывать самому. Можно .

Усилитель мощности при напряжении +/- 27 Вольт и при подаче синусоиды частотой 1 кГц при 4-х омной нагрузке выдал 104 Ватта. Конечно, существует множество других схем усилителей мощности, но я выбрал эту, потому что она простая, дешёвая и качество звучания несравнимо лучше чем у .

Общий провод блока питания усилителя мощности с рамой корпуса непосредственно как предусилитель не соединять! Появляется низкочастотный гул, как раз поэтому проблема с питанием защиты так и осталась нерешённой, т. к. при присоединении общего провода защиты с общим проводом усилителя мощности также появляется небольшой гул. Поэтому схема защиты на данный момент функционирует только как схема задержки включения включения, в таком режиме никаких лишних шумов нет. В качестве катушки в усилителе мощности прекрасно подошла катушка от Холтона — родного мощника Радиотехники.

Испытания. Отличная детализация звука, хорошая стереопанорама. Что касается баса – тут тоже всё в порядке, он чёткий, но не жёсткий. Радиаторы предвыходных транзисторов тёплые, выходных – холодные, так и должно быть. Мощность 100 Ватт на 4 Ома, замерить коэффициент искажений возможности нет, однако думаю он небольшой.

Простейший усилитель на транзисторах может быть хорошим пособием для изучения свойств приборов. Схемы и конструкции достаточно простые, можно самостоятельно изготовить устройство и проверить его работу, произвести замеры всех параметров. Благодаря современным полевым транзисторам можно изготовить буквально из трех элементов миниатюрный микрофонный усилитель. И подключить его к персональному компьютеру для улучшения параметров звукозаписи. Да и собеседники при разговорах будут намного лучше и четче слышать вашу речь.

Частотные характеристики

Усилители низкой (звуковой) частоты имеются практически во всех бытовых приборах — музыкальных центрах, телевизорах, радиоприемниках, магнитолах и даже в персональных компьютерах. Но существуют еще усилители ВЧ на транзисторах, лампах и микросхемах. Отличие их в том, что УНЧ позволяет усилить сигнал только звуковой частоты, которая воспринимается человеческим ухом. Усилители звука на транзисторах позволяют воспроизводить сигналы с частотами в диапазоне от 20 Гц до 20000 Гц.

Следовательно, даже простейшее устройство способно усилить сигнал в этом диапазоне. Причем делает оно это максимально равномерно. Коэффициент усиления зависит прямо от частоты входного сигнала. График зависимости этих величин — практически прямая линия. Если же на вход усилителя подать сигнал с частотой вне диапазона, качество работы и эффективность устройства быстро уменьшатся. Каскады УНЧ собираются, как правило, на транзисторах, работающих в низко- и среднечастотном диапазонах.

Классы работы звуковых усилителей

Все усилительные устройства разделяются на несколько классов, в зависимости от того, какая степень протекания в течение периода работы тока через каскад:

1. Класс «А» — ток протекает безостановочно в течение всего периода работы усилительного каскада.
2. В классе работы «В» протекает ток в течение половины периода.
3. Класс «АВ» говорит о том, что ток протекает через усилительный каскад в течение времени, равного 50-100 % от периода.
4. В режиме «С» электрический ток протекает менее чем половину периода времени работы.
5. Режим «D» УНЧ применяется в радиолюбительской практике совсем недавно — чуть больше 50 лет. В большинстве случаев эти устройства реализуются на основе цифровых элементов и имеют очень высокий КПД — свыше 90 %.

Наличие искажений в различных классах НЧ-усилителей

Рабочая область транзисторного усилителя класса «А» характеризуется достаточно небольшими нелинейными искажениями. Если входящий сигнал выбрасывает импульсы с более высоким напряжением, это приводит к тому, что транзисторы насыщаются. В выходном сигнале возле каждой гармоники начинают появляться более высокие (до 10 или 11). Из-за этого появляется металлический звук, характерный только для транзисторных усилителей.

При нестабильном питании выходной сигнал будет по амплитуде моделироваться возле частоты сети. Звук станет в левой части частотной характеристики более жестким. Но чем лучше стабилизация питания усилителя, тем сложнее становится конструкция всего устройства. УНЧ, работающие в классе «А», имеют относительно небольшой КПД — менее 20 %. Причина заключается в том, что транзистор постоянно открыт и ток через него протекает постоянно.

Для повышения (правда, незначительного) КПД можно воспользоваться двухтактными схемами. Один недостаток — полуволны у выходного сигнала становятся несимметричными. Если же перевести из класса «А» в «АВ», увеличатся нелинейные искажения в 3-4 раза. Но коэффициент полезного действия всей схемы устройства все же увеличится. УНЧ классов «АВ» и «В» характеризует нарастание искажений при уменьшении уровня сигнала на входе. Но даже если прибавить громкость, это не поможет полностью избавиться от недостатков.

Работа в промежуточных классах

У каждого класса имеется несколько разновидностей. Например, существует класс работы усилителей «А+». В нем транзисторы на входе (низковольтные) работают в режиме «А». Но высоковольтные, устанавливаемые в выходных каскадах, работают либо в «В», либо в «АВ». Такие усилители намного экономичнее, нежели работающие в классе «А». Заметно меньшее число нелинейных искажений — не выше 0,003 %. Можно добиться и более высоких результатов, используя биполярные транзисторы. Принцип работы усилителей на этих элементах будет рассмотрен ниже.

Но все равно имеется большое количество высших гармоник в выходном сигнале, отчего звук становится характерным металлическим. Существуют еще схемы усилителей, работающие в классе «АА». В них нелинейные искажения еще меньше — до 0,0005 %. Но главный недостаток транзисторных усилителей все равно имеется — характерный металлический звук.

«Альтернативные» конструкции

Нельзя сказать, что они альтернативные, просто некоторые специалисты, занимающиеся проектировкой и сборкой усилителей для качественного воспроизведения звука, все чаще отдают предпочтение ламповым конструкциям. У ламповых усилителей такие преимущества:

1. Очень низкое значение уровня нелинейных искажений в выходном сигнале.
2. Высших гармоник меньше, чем в транзисторных конструкциях.

Но есть один огромный минус, который перевешивает все достоинства, — обязательно нужно ставить устройство для согласования. Дело в том, что у лампового каскада очень большое сопротивление — несколько тысяч Ом. Но сопротивление обмотки динамиков — 8 или 4 Ома. Чтобы их согласовать, нужно устанавливать трансформатор.

Конечно, это не очень большой недостаток — существуют и транзисторные устройства, в которых используются трансформаторы для согласования выходного каскада и акустической системы. Некоторые специалисты утверждают, что наиболее эффективной схемой оказывается гибридная — в которой применяются однотактные усилители, не охваченные отрицательной обратной связью. Причем все эти каскады функционируют в режиме УНЧ класса «А». Другими словами, применяется в качестве повторителя усилитель мощности на транзисторе.

Причем КПД у таких устройств достаточно высокий — порядка 50 %. Но не стоит ориентироваться только на показатели КПД и мощности — они не говорят о высоком качестве воспроизведения звука усилителем. Намного большее значение имеют линейность характеристик и их качество. Поэтому нужно обращать внимание в первую очередь на них, а не на мощность.

Схема однотактного УНЧ на транзисторе

Самый простой усилитель, построенный по схеме с общим эмиттером, работает в классе «А». В схеме используется полупроводниковый элемент со структурой n-p-n. В коллекторной цепи установлено сопротивление R3, ограничивающее протекающий ток. Коллекторная цепь соединяется с положительным проводом питания, а эмиттерная — с отрицательным. В случае использования полупроводниковых транзисторов со структурой p-n-p схема будет точно такой же, вот только потребуется поменять полярность.

С помощью разделительного конденсатора С1 удается отделить переменный входной сигнал от источника постоянного тока. При этом конденсатор не является преградой для протекания переменного тока по пути база-эмиттер. Внутреннее сопротивление перехода эмиттер-база вместе с резисторами R1 и R2 представляют собой простейший делитель напряжения питания. Обычно резистор R2 имеет сопротивление 1-1,5 кОм — наиболее типичные значения для таких схем. При этом напряжение питания делится ровно пополам. И если запитать схему напряжением 20 Вольт, то можно увидеть, что значение коэффициента усиления по току h31 составит 150. Нужно отметить, что усилители КВ на транзисторах выполняются по аналогичным схемам, только работают немного иначе.

При этом напряжение эмиттера равно 9 В и падение на участке цепи «Э-Б» 0,7 В (что характерно для транзисторов на кристаллах кремния). Если рассмотреть усилитель на германиевых транзисторах, то в этом случае падение напряжения на участке «Э-Б» будет равно 0,3 В. Ток в цепи коллектора будет равен тому, который протекает в эмиттере. Вычислить можно, разделив напряжение эмиттера на сопротивление R2 — 9В/1 кОм=9 мА. Для вычисления значения тока базы необходимо 9 мА разделить на коэффициент усиления h31 — 9мА/150=60 мкА. В конструкциях УНЧ обычно используются биполярные транзисторы. Принцип работы у него отличается от полевых.

На резисторе R1 теперь можно вычислить значение падения — это разница между напряжениями базы и питания. При этом напряжение базы можно узнать по формуле — сумма характеристик эмиттера и перехода «Э-Б». При питании от источника 20 Вольт: 20 — 9,7 = 10,3. Отсюда можно вычислить и значение сопротивления R1=10,3В/60 мкА=172 кОм. В схеме присутствует емкость С2, необходимая для реализации цепи, по которой сможет проходить переменная составляющая эмиттерного тока.

Если не устанавливать конденсатор С2, переменная составляющая будет очень сильно ограничиваться. Из-за этого такой усилитель звука на транзисторах будет обладать очень низким коэффициентом усиления по току h31. Нужно обратить внимание на то, что в вышеизложенных расчетах принимались равными токи базы и коллектора. Причем за ток базы брался тот, который втекает в цепь от эмиттера. Возникает он только при условии подачи на вывод базы транзистора напряжения смещения.

Но нужно учитывать, что по цепи базы абсолютно всегда, независимо от наличия смещения, обязательно протекает ток утечки коллектора. В схемах с общим эмиттером ток утечки усиливается не менее чем в 150 раз. Но обычно это значение учитывается только при расчете усилителей на германиевых транзисторах. В случае использования кремниевых, у которых ток цепи «К-Б» очень мал, этим значением просто пренебрегают.

Усилители на МДП-транзисторах

Усилитель на полевых транзисторах, представленный на схеме, имеет множество аналогов. В том числе и с использованием биполярных транзисторов. Поэтому можно рассмотреть в качестве аналогичного примера конструкцию усилителя звука, собранную по схеме с общим эмиттером. На фото представлена схема, выполненная по схеме с общим истоком. На входных и выходных цепях собраны R-C-связи, чтобы устройство работало в режиме усилителя класса «А».

Переменный ток от источника сигнала отделяется от постоянного напряжения питания конденсатором С1. Обязательно усилитель на полевых транзисторах должен обладать потенциалом затвора, который будет ниже аналогичной характеристики истока. На представленной схеме затвор соединен с общим проводом посредством резистора R1. Его сопротивление очень большое — обычно применяют в конструкциях резисторы 100-1000 кОм. Такое большое сопротивление выбирается для того, чтобы не шунтировался сигнал на входе.

Это сопротивление почти не пропускает электрический ток, вследствие чего у затвора потенциал (в случае отсутствия сигнала на входе) такой же, как у земли. На истоке же потенциал оказывается выше, чем у земли, только благодаря падению напряжения на сопротивлении R2. Отсюда ясно, что у затвора потенциал ниже, чем у истока. А именно это и требуется для нормального функционирования транзистора. Нужно обратить внимание на то, что С2 и R3 в этой схеме усилителя имеют такое же предназначение, как и в рассмотренной выше конструкции. А входной сигнал сдвинут относительно выходного на 180 градусов.

УНЧ с трансформатором на выходе

Можно изготовить такой усилитель своими руками для домашнего использования. Выполняется он по схеме, работающей в классе «А». Конструкция такая же, как и рассмотренные выше, — с общим эмиттером. Одна особенность — необходимо использовать трансформатор для согласования. Это является недостатком подобного усилителя звука на транзисторах.

Коллекторная цепь транзистора нагружается первичной обмоткой, которая развивает выходной сигнал, передаваемый через вторичную на динамики. На резисторах R1 и R3 собран делитель напряжения, который позволяет выбрать рабочую точку транзистора. С помощью этой цепочки обеспечивается подача напряжения смещения в базу. Все остальные компоненты имеют такое же назначение, как и у рассмотренных выше схем.

Двухтактный усилитель звука

Нельзя сказать, что это простой усилитель на транзисторах, так как его работа немного сложнее, чем у рассмотренных ранее. В двухтактных УНЧ входной сигнал расщепляется на две полуволны, различные по фазе. И каждая из этих полуволн усиливается своим каскадом, выполненном на транзисторе. После того, как произошло усиление каждой полуволны, оба сигнала соединяются и поступают на динамики. Такие сложные преобразования способны вызвать искажения сигнала, так как динамические и частотные свойства двух, даже одинаковых по типу, транзисторов будут отличны.

В результате на выходе усилителя существенно снижается качество звучания. При работе двухтактного усилителя в классе «А» не получается качественно воспроизвести сложный сигнал. Причина — повышенный ток протекает по плечам усилителя постоянно, полуволны несимметричные, возникают фазовые искажения. Звук становится менее разборчивым, а при нагреве искажения сигнала еще больше усиливаются, особенно на низких и сверхнизких частотах.

Бестрансформаторные УНЧ

Усилитель НЧ на транзисторе, выполненный с использованием трансформатора, невзирая на то, что конструкция может иметь малые габариты, все равно несовершенен. Трансформаторы все равно тяжелые и громоздкие, поэтому лучше от них избавиться. Намного эффективнее оказывается схема, выполненная на комплементарных полупроводниковых элементах с различными типами проводимости. Большая часть современных УНЧ выполняется именно по таким схемам и работают в классе «В».

Два мощных транзистора, используемых в конструкции, работают по схеме эмиттерного повторителя (общий коллектор). При этом напряжение входа передается на выход без потерь и усиления. Если на входе нет сигнала, то транзисторы на грани включения, но все равно еще отключены. При подаче гармонического сигнала на вход происходит открывание положительной полуволной первого транзистора, а второй в это время находится в режиме отсечки.

Следовательно, через нагрузку способны пройти только положительные полуволны. Но отрицательные открывают второй транзистор и полностью запирают первый. При этом в нагрузке оказываются только отрицательные полуволны. В результате усиленный по мощности сигнал оказывается на выходе устройства. Подобная схема усилителя на транзисторах достаточно эффективная и способна обеспечить стабильную работу, качественное воспроизведение звука.

Схема УНЧ на одном транзисторе

Изучив все вышеописанные особенности, можно собрать усилитель своими руками на простой элементной базе. Транзистор можно использовать отечественный КТ315 или любой его зарубежный аналог — например ВС107. В качестве нагрузки нужно использовать наушники, сопротивление которых 2000-3000 Ом. На базу транзистора необходимо подать напряжение смещения через резистор сопротивлением 1 Мом и конденсатор развязки 10 мкФ. Питание схемы можно осуществить от источника напряжением 4,5-9 Вольт, ток — 0,3-0,5 А.

Если сопротивление R1 не подключить, то в базе и коллекторе не будет тока. Но при подключении напряжение достигает уровня в 0,7 В и позволяет протекать току около 4 мкА. При этом по току коэффициент усиления окажется около 250. Отсюда можно сделать простой расчет усилителя на транзисторах и узнать ток коллектора — он оказывается равен 1 мА. Собрав эту схему усилителя на транзисторе, можно провести ее проверку. К выходу подключите нагрузку — наушники.

Коснитесь входа усилителя пальцем — должен появиться характерный шум. Если его нет, то, скорее всего, конструкция собрана неправильно. Перепроверьте все соединения и номиналы элементов. Чтобы нагляднее была демонстрация, подключите к входу УНЧ источник звука — выход от плеера или телефона. Прослушайте музыку и оцените качество звучания.

12 самых дорогих усилителей – Мощники для тех, кто не считает деньги

Мощники для тех, кто не считает деньги

Этот обзорный материал по самым дорогим интегральным и усилителям мощности позволит вам увидеть «вершину горы»: те самые разработки и характеристики, за которые производители просят сотни тысяч долларов. При чем, заметим, за исключением первого места – перед нами список из серийно выпускаемых аппаратов. Стоит ли игра свеч? Посмотрим!

12. Vitus MP-S201 – 72 000 фунтов за пару
http://www.vitusaudio.com/files/6422https://www.hi-fi.ru/upload/images/series/masterpiece/specs/MP-S201%202017%20v.1.0.pdf

2 x 25 Вт в чистом классе А, 2 х 700 Вт в классе АВ. Сигнал – шум 130 дБ, емкость конденсаторного блока 1 200 000 мкФ, АЧХ – 0 – 800 000 Гц, вес – 125 кг. Добротный «начальный класс» в нашем списке.

Vitus MP-S201

11. Audio Note UK Ongaku — $114 000 за штуку
http://www.audionote.co.uk/products/amps_integrated/ongaku_01.shtml

Легендарный однотактный интегральник на лампах 211. Входной каскад построен на оригинальных Telefunken 6463, выходная мощность 2 х 18 Вт. Трансформаторы с полностью серебряными обмотками. На ватты внимания не обращаем – усилитель совладает с большинством АС «одной левой».

Audio Note UK Ongaku

10. Soulution 701 — $130 000 за пару
https://soulution-audio.com/series7/soulution-701-mono-amplifier/

В моноблочном режиме аппарат выдает 600 Вт на 8 Ом, допускается перевод в режим стерео (тогда вам потребуется только один усилитель и цена окажется вдвое ниже). Применены четыре блока питания по 600 Вт, работающих в специальном переключаемом режиме, суммарная емкость конденсаторного блока составляет 1 000 000 мкФ. Пиковый ток – до 12 А, импульсная пиковая мощность – до 12 000 Вт. Вес модели – 75 кг.

Solution 701

9. Analog Domain Artemis — $130 000 за пару
https://analogdomain.eu/index.php?option=com_content&view=article&id=20&Itemid=21

Гигант, который может совладать с любыми акустическими с системами. Каждый из моноблоков обеспечивает 1 000 Вт мощности на нагрузку в 8 Ом, при падении сопротивления АС мощность линейно растет. Динамический диапазон достигает 126 дБ. Весит каждый моноблок «всего» 65 кг. Ток – до 70 А, демпинг-фактор – 1 000.

Analog Domain Artemis

8. Constellation Audio Hercules II — $155 000 за пару
https://www.constellationaudio.com/reference/hercules-ii-mono

100 кг веса, 1 100 Вт выходной мощности на нагрузку 8 Ом, демпинг-фактор 150, искажения 0,05%, АЧХ 10 – 100 000 Гц. На 2 Ома аппарат выдаст 2 000 Вт. В общем, все стандартно для этой ценовой группы…

Constellation Audio Hercules II

7. WAVAC HE-833v2 — $175 000 за пару
https://www.wavac-audio.jp/he833v2_e.shtml

Лампы KT-88, 150 Вт выходной мощности, масса 53 кг, соотношение «сигнал – шум» 90 дБ. Все хорошо, но цена с блоками питания такова, что голова кругом идет…

WAVAC HE-833v2

6. FM Acoustics FM 1811 — $230 000 за пару
https://www.fmacoustics.com/products/resolution-series/fm-1811-1/

Самая «закрытая» компания на ниве High End не любит делиться секретами своих разработок. Известно лишь, что FM Acoustics FM 1811 имеет фирменный симметичный входной каскад, идеально задемпфированный корпус (аппарат весит 45 кг). Усилитель толерантен к нагрузке до 1 Ома. Класс – А+, выходная мощность 500 Вт на 8 Ом с линейным ростом до 4 500 Вт при падении сопротивления АС. Максимальный ток – 550 А! FM Acoustics освещает и предполагаемый срок службы устройства – при 10 часах работы в день все 365 дней в году – FM Acoustics FM 1811 должен проработать 38 лет.

FM Acoustics FM 1811

5. Dan D’Agostino Relentless Monoblock – $250 000 за пару
http://dandagostino.com/products/relentless-monoblock.php

Вершина творчества Dan’а D’Agostino: блок питания на 5,5 КВт, 1 500 Вт выходной мощности на 8 Ом (с линейным ростом до 6 000 Вт на 2 Ома), конденсаторный блок на 600 000 мкФ. АЧХ Dan D’Agostino Relentless Monoblock находится в пределах 0,1 — 100 000 Гц, соотношение «сигнал — шум» составляет 113 дБ, пиковый ток достигает 400 А, а демпинг фактор равен 267.

Dan D’Agostino Relentless Monoblock

4. Burmester 159 — $225 000 за пару
https://www.burmester.de/en/

Как мы писали, усилители весят по 350 кг каждый и содержат более 4 000 специально разработанных элементов; на их проектирование ушло семь лет. Выходная мощность достигает 1 200 Вт. Дизайн – стандартный для фирмы, спутать мощники с другими аппаратами невозможно.

Burmester 159

3. Kondo Audio Note Gakuon II — $265 000 за пару
http://www.audionote.co.jp/en/products/power_amplifier/gakuon2.html

Опять же, однотактник, 211 лампы – но в параллельном включении. Чистое серебро везде. Ламповая конфигурация — 6072 x1, 5687 x2, GZ34 x4. Выходная мощность достигла 2 х 50 Вт. Усилитель недавно пережил косметический апгрейд. Об истории расставания Кондо и Квортрупа сказано уже слишком много, но ломать копья, какие аппараты на сегодня лучше, бессмысленно. Отлично играют и британцы, и японцы.

Kondo Audio Note Gakuon II

2. Goldmund Telos 5000 – 375 000 евро за пару
http://www.goldmund.com

260 кг веса, ток 252 А, мощность 1 510 Вт на 8 Ом и 6 050 Вт на 2 Ом – артиллерия уже самая тяжелая. Обратите внимание на АЧХ: с погрешностью в 3 Дб она покрывает диапазон от 0 до 2 500 000 Гц! Сигнал – шум равен 122 дБ, скорость нарастания сигнала 200 нс, искажения — 0,0005%.

Goldmund Telos 5000

1. Pivetta Opera — $650 000 – $2 200 000 за штуку
http://www.onlycreative.it/opera-only

В зависимости от конфигурации (Power One – Opera Only) этот мастодонт увеличивает и без того сумасшедшую цену в разы. Два метра «роста» и 1 000 кг «живого веса». Старшая модель умеет выдавать 2 х 24 000 Вт на нагрузку в 8 Ом, работая в чистом классе А. Сопротивление АС возможно до 0,1 Ома, искажения не превышают 0,002%.

Pivetta Opera

Денис Репин
18 мая 2018 года

Редакция Hi-Fi.ru

Делаем усилитель звука своими руками: рекомендации, схемы

Если музыка для вас – это не просто совокупность звуков и нот, то такое устройство, как усилитель для колонки или сабвуфера, вам просто необходимо. Настоящие ценители музыки благодаря этому устройству выставляют динамик таким образом, что любая мелодия звучит сказочно и завораживает с каждой секундой все больше и больше. Причем не обязательно бежать в магазин и тратить деньги на его покупку. Достаточно просто сделать «усилок» своими руками. Как именно, давайте разберемся.

Как сделать усилитель звука своими руками? Делаем корпус

Вначале необходимо подготовить корпус, в котором все электронное устройство будет защищено от различных механических повреждений, влаги и прочих негативных воздействий окружающей среды. Поскольку мы упомянули в вышеперечисленном списке защиту от повреждений, данная деталь у нас будет изготавливаться из металла, а чтобы не утяжелять устройство, можно применить несколько алюминиевых уголков. После этого нарежьте заготовки и сделайте вертикальные стойки. Что касается размеров, толщина нашего усилителя будет составлять порядка 5-6 сантиметров, при этом габариты стеклянной крышки – 4х1 миллиметр. Высота всей стойки – порядка 5-5.2 сантиметров. Конструируя корпус элемента, не забывайте и про горизонтальные элементы каркаса. В качестве соединительных элементов при сборке конструкции следует применить 3-4 винта, желательно серии М3. При этом необходимо сделать два угольника на одной из стоек, дно и заднюю стенку. Для этого вам понадобится лобзик по металлу и 1.5-милиметровый алюминиевый лист. Все это потом тоже крепится к конструкции при помощи винтов.

Также в вопросе «как сделать усилитель для колонок» необходимо уделить внимание передней панели. Чтобы ее сделать, возьмите полоску из алюминия толщиной в 5 миллиметров и сделайте планку, которая будет скрывать весь механизм. Чтобы придать устройству «человеческий» вид, покрасьте его какой-нибудь краской в аэрозольном балончике.

Плата

Если вы хотите узнать, как сделать усилитель звука своими руками правильно, запомните, что главное в нем — вовсе не корпус (хотя он тоже играет немаловажную роль в конструкции), а плата. И если в первом случае можно допустить несколько погрешностей, то каждая ошибка при конструировании второго механизма может существенно повлиять на работоспособность и качество звучания динамика в целом. Как сделать усилитель звука своими руками? Плата коммутации изготавливается следующим образом:

1. На лазерном принтере печатается рисунок будущей платы с масштабе 1 к 1.
2. Тыльной стороной изображения бумага помещается на куске стеклотекстолита (важно перед этим его обезжирить).
3. Результат переносится на фольгу, которая затем приглаживается накаленным утюгом с температурным режимом, выставленным на максимальное значение.
4. По истечении 5 минут обработки плата остывает, а бумага при этом удаляется при помощи воды. Вместе с этим тонер расплавится и прилипнет к фольге.

Последние этапы

После этого необходимо позаботиться о плате для конденсаторов и изоляции. На завершительном этапе вопрос, как сделать усилитель звука своими руками, сопровождается выведением ручки управления устройства на переднюю панель. После того как она там будет закреплена, можете наслаждаться мелодичным звуком!

Простой ламповый усилитель на 6ф5п. (Усилитель на одной лампе 6ф5п — часть 1)

Собрал я сие творение инженерного гения. Простой ламповый усилитель на одной лампе 6ф5п это комбинированная лампа по сути является смесью 2х независимых ламп в одном флаконе. 6ф5п это триод и пентод в одном лице а точнее в балоне. Питание организовано так что достаточно подвести один накальный канал 6,3 больта. Ближайший аналог 6ф5п (6ф3п) есть еще маленькая лампа 6ф1п но она не является прямым аналогом для замены.

Все смонтировано на текстолите, можно делать навесной монтаж, но так как усилитель очень маленький то удобней сделать на плате.

Усилитель разбит на 2 платы «Блок питания» и «Системная плата с лампой».

Подобный способ компоновки сделан для того чтобы было удобно выполнить подобный усилитель на 6ф5п но на 2 канала. Продублировав системную плату мы легко получаем ламповый стерео усилитель который можно использовать для прослушивания музыки в наушников ну или кто не любит громкую музыку то для небольших динамиков на компьютере.

Выходная мощность 1 — 1,5 вата чего вполне достаточно для дома.

Звук КАЙФ! Шумов ноль…

Принципиальная схема усилителя и монтажные платы.

Выходной трансформатор я использовал ТВЗ 1-3, это стандартный трансформатор из старого советского лампового усилителя. Из полно и найти можно у любого старьевщика.

Накал лампы 6,3 вольта, провода накала обязательно шунтируются резисторами 100 Ом на минус (общий).

Также для борьбы с 50 герцовым гулом можно поставить простейший дроссель сразу после диодного моста на «+».

В роли питающего трансформатора может быть использован как специализированный ТАН (трансформатор анодно накальный) так и любой другой, но если вы используете не ТАН то вам надо будет продумать откуда брать 6,3 больта для накала лампы.

Для подобного маломощного усилителя на 6ф5п достаточно напряжения питания 200 — 240 больт на выходе трансформатора (не забываем про то что диодный мост поднимает напряжение коэффициент *1,4). Поясняю, вы набрали обмоток на 200 больт, сразу после диодного моста и конденсатора мы получаем 200*1,4=280 вольт (+/- погрешность).

Хочу представить вам этот же усилитель но вариант моего друга.

Посмотреть на Яндекс.Фотках

Удачи всем кто что то делает своими руками, помните возможно все! Вот только не забываем про руки и голову )))

В принцепе схема довольно простая, подходит для начинающих. Спаяв ее вы поймете как вся ламповая кухня работает.

Более сложный вариант на 2х лампах.

Я начал именно с этого усилителя свои изыскания в сфере лампового звука.

Самый простой усилитель звука на транзисторе. Простейшие усилители низкой частоты на транзисторах

Усилители низкой частоты (УНЧ) используют для преобразования слабых сигналов преимущественно звукового диапазона в более мощные сигналы, приемлемые для непосредственного восприятия через электродинамические или иные излучатели звука.

Заметим, что высокочастотные усилители до частот 10… 100 МГц строят по аналогичным схемам, все отличие чаще всего сводится к тому, что значения емкостей конденсаторов таких усилителей уменьшаются во столько раз, во сколько частота высокочастотного сигнала превосходит частоту низкочастотного.

Простой усилитель на одном транзисторе

Простейший УНЧ, выполненный по схеме с общим эмиттером, показан на рис. 1. В качестве нагрузки использован телефонный капсюль. Допустимое напряжение питания для этого усилителя 3…12 В.

Величину резистора смещения R1 (десятки кОм) желательно определить экспериментально, поскольку его оптимальная величина зависит от напряжения питания усилителя, сопротивления телефонного капсюля, коэффициента передачи конкретного экземпляра транзистора.

Рис. 1. Схема простого УНЧ на одном транзисторе + конденсатор и резистор.

Для выбора начального значения резистора R1 следует учесть, что его величина примерно в сто и более раз должна превышать сопротивление, включенное в цепь нагрузки. Для подбора резистора смещения рекомендуется последовательно включить постоянный резистор сопротивлением 20…30 кОм и переменный сопротивлением 100… 1000 кОм, после чего, подав на вход усилителя звуковой сигнал небольшой амплитуды, например, от магнитофона или плеера, вращением ручки переменного резистора добиться наилучшего качества сигнала при наибольшей его громкости.

Величина емкости переходного конденсатора С1 (рис. 1) может находиться в пределах от 1 до 100 мкФ: чем больше величина этой емкости, тем более низкие частоты может усиливать УНЧ. Для освоения техники усиления низких частот рекомендуется поэкспериментировать с подбором номиналов элементов и режимов работы усилителей (рис. 1 — 4).

Улучшениые варианты однотранзисторного усилителя

Усложненные и улучшенные по сравнению со схемой на рис. 1 схемы усилителей приведены на рис. 2 и 3. В схеме на рис. 2 каскад усиления дополнительно содержит цепочку частотнозависимой отрицательной обратной связи (резистор R2 и конденсатор С2), улучшающей качество сигнала.

Рис. 2. Схема однотранзисторного УНЧ с цепочкой частотнозависимой отрицательной обратной связи.

Рис. 3. Однотранзисторный усилитель с делителем для подачи напряжения смещения на базу транзистора.

Рис. 4. Однотранзисторный усилитель с автоматической установкой смещения для базы транзистора.

В схеме на рис. 3 смещение на базу транзистора задано более «жестко» с помощью делителя, что улучшает качество работы усилителя при изменении условий его эксплуатации. «Автоматическая» установка смещения на базе усилительного транзистора применена в схеме на рис. 4.

Двухкаскадный усилитель на транзисторах

Соединив последовательно два простейших каскада усиления (рис. 1), можно получить двухкаскадный УНЧ (рис. 5). Усиление такого усилителя равно произведению коэффициентов усиления отдельно взятых каскадов. Однако получить большое устойчивое усиление при последующем наращивании числа каскадов нелегко: усилитель скорее всего самовозбудится.

Рис. 5. Схема простого двухкаскадного усилителя НЧ.

Новые разработки усилителей НЧ, схемы которых часто приводят на страницах журналов последних лет, преследуют цель достижения минимального коэффициента нелинейных искажений, повышения выходной мощности, расширения полосы усиливаемых частот и т.д.

В то же время, при наладке различных устройств и проведении экспериментов зачастую необходим несложный УНЧ, собрать который можно за несколько минут. Такой усилитель должен содержать минимальное число дефицитных элементов и работать в широком интервале изменения напряжения питания и сопротивления нагрузки.

Схема УНЧ на полевом и кремниевом транзисторах

Схема простого усилителя мощности НЧ с непосредственной связью между каскадами приведена на рис. 6 [Рл 3/00-14]. Входное сопротивление усилителя определяется номиналом потенциометра R1 и может изменяться от сотен Ом до десятков МОм. На выход усилителя можно подключать нагрузку сопротивлением от 2…4 до 64 Ом и выше.

При высокоомной нагрузке в качестве VT2 можно использовать транзистор КТ315. Усилитель работоспособен в диапазоне питающих напряжений от 3 до 15 В, хотя приемлемая работоспособность его сохраняется и при снижении напряжения питания вплоть до 0,6 В.

Емкость конденсатора С1 может быть выбрана в пределах от 1 до 100 мкФ. В последнем случае (С1 =100 мкФ) УНЧ может работать в полосе частот от 50 Гц до 200 кГц и выше.

Рис. 6. Схема простого усилителя низкой частоты на двух транзисторах.

Амплитуда входного сигнала УНЧ не должна превышать 0,5…0,7 В. Выходная мощность усилителя может изменяться от десятков мВт до единиц Вт в зависимости от сопротивления нагрузки и величины питающего напряжения.

Настройка усилителя заключается в подборе резисторов R2 и R3. С их помощью устанавливают напряжение на стоке транзистора VT1, равное 50…60% от напряжения источника питания. Транзистор VT2 должен быть установлен на теплоотводя-щей пластине (радиаторе).

Трекаскадный УНЧ с непосредственной связью

На рис. 7 показана схема другого внешне простого УНЧ с непосредственными связями между каскадами. Такого рода связь улучшает частотные характеристики усилителя в области нижних частот, схема в целом упрощается.

Рис. 7. Принципиальная схема трехкаскадного УНЧ с непосредственной связью между каскадами.

В то же время настройка усилителя осложняется тем, что каждое сопротивление усилителя приходится подбирать в индивидуальном порядке. Ориентировочно соотношение резисторов R2 и R3, R3 и R4, R4 и R BF должно быть в пределах (30…50) к 1. Резистор R1 должен быть 0,1…2 кОм. Расчет усилителя, приведенного на рис. 7, можно найти в литературе, например, [Р 9/70-60].

Схемы каскадных УНЧ на биполярных транзисторах

На рис. 8 и 9 показаны схемы каскодных УНЧ на биполярных транзисторах. Такие усилители имеют довольно высокий коэффициент усиления Ку. Усилитель на рис. 8 имеет Ку=5 в полосе частот от 30 Гц до 120 кГц [МК 2/86-15]. УНЧ по схеме на рис. 9 при коэффициенте гармоник менее 1% имеет коэффициент усиления 100 [РЛ 3/99-10].

Рис. 8. Каскадный УНЧ на двух транзисторах с коэффициентом усиления = 5.

Рис. 9. Каскадный УНЧ на двух транзисторах с коэффициентом усиления = 100.

Экономичный УНЧ на трех транзисторах

Для портативной радиоэлектронной аппаратуры важным параметром является экономичность УНЧ. Схема такого УНЧ представлена на рис. 10 [РЛ 3/00-14]. Здесь использовано каскадное включение полевого транзистора VT1 и биполярного транзистора VT3, причем транзистор VT2 включен таким образом, что стабилизирует рабочую точку VT1 и VT3.

При увеличении входного напряжения этот транзистор шунтирует переход эмиттер — база VT3 и уменьшает значение тока, протекающего через транзисторы VT1 и VT3.

Рис. 10. Схема простого экономичного усилителя НЧ на трех транзисторах.

Как и в приведенной выше схеме (см. рис. 6), входное сопротивление этого УНЧ можно задавать в пределах от десятков Ом до десятков МОм. В качестве нагрузки использован телефонный капсюль, например, ТК-67 или ТМ-2В. Телефонный капсюль, подключаемый при помощи штекера, может одновременно служить выключателем питания схемы.

Напряжение питания УНЧ составляет от 1,5 до 15 В, хотя работоспособность устройства сохраняется и при снижении питающего напряжения до 0,6 В. В диапазоне напряжения питания 2… 15 В потребляемый усилителем ток описывается выражением:

1(мкА) = 52 + 13*(Uпит)*(Uпит),

где Uпит — напряжение питания в Вольтах (В).

Если отключить транзистор VT2, потребляемый устройством ток увеличивается на порядок.

Двухкаскадные УНЧ с непосредственной связью между каскадами

Примерами УНЧ с непосредственными связями и минимальным подбором режима работы являются схемы, приведенные на рис. 11 — 14. Они имеют высокий коэффициент усиления и хорошую стабильность.

Рис. 11. Простой двухкаскадный УНЧ для микрофона (низкий уровень шумов, высокий КУ).

Рис. 12. Двухкаскадный усилитель низкой частоты на транзисторах КТ315.

Рис. 13. Двухкаскадный усилитель низкой частоты на транзисторах КТ315 — вариант 2.

Микрофонный усилитель (рис. 11) характеризуется низким уровнем собственных шумов и высоким коэффициентом усиления [МК 5/83-XIV]. В качестве микрофона ВМ1 использован микрофон электродинамического типа.

В роли микрофона может выступать и телефонный капсюль. Стабилизация рабочей точки (начального смещения на базе входного транзистора) усилителей на рис. 11 — 13 осуществляется за счет падения напряжения на эмиттерном сопротивлении второго каскада усиления.

Рис. 14. Двухкаскадный УНЧ с полевым транзистором.

Усилитель (рис. 14), имеющий высокое входное сопротивление (порядка 1 МОм), выполнен на полевом транзисторе VT1 (истоковый повторитель) и биполярном — VT2 (с общим).

Каскадный усилитель низкой частоты на полевых транзисторах, также имеющий высокое входное сопротивление, показан на рис. 15.

Рис. 15. схема простого двухкаскадного УНЧ на двух полевых транзисторах.

Схемы УНЧ для работы с низкоОмной нагрузкой

Типовые УНЧ, предназначенные для работы на низкоомную нагрузку и имеющие выходную мощность десятки мВт и выше, изображены на рис. 16, 17.

Рис. 16. Простой УНЧ для работы с включением нагрузки с низким сопротивлением.

Электродинамическая головка ВА1 может быть подключена к выходу усилителя, как показано на рис. 16, либо в диагональ моста (рис. 17). Если источник питания выполнен из двух последовательно соединенных батарей (аккумуляторов), правый по схеме вывод головки ВА1 может быть подключен к их средней точки напрямую, без конденсаторов СЗ, С4.

Рис. 17. Схема усилителя низкой частоты с включением низкоомной нагрузки в диагональ моста.

Если вам нужна схема простого лампового УНЧ то такой усилитель можно собрать даже на одной лампе, смотрите у нас на сайте по электронике в соответствующем разделе.

Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год.

Исправления в публикации: на рис. 16 и 17 вместо диода Д9 установлена цепочка из диодов.

В режиме усиления транзистор усилитель работает в схемах приемников и усилителях звуковой частоты (УЗЧ и УНЧ). При работе применяются малые токи в базовой цепи, управляющие большими токами в коллекторе.В этом заключается и отличие режима усиления от режима переключения, который лишь открывает или закрывает транзистор в зависимости от Uб на базе.

В качестве опыта для начинающего радиолюбителя соберем самый простой усилитель транзистор, в соответствии с предлагаемой схемой и рисунком.

К коллектору VT1 подсоединим высокоомный телефон BF2 , между базой и минусом блока питания подключим сопротивление Rб , и развязывающую емкость конденсатора C св .

Конечно, сильного усиления звукового сигнала от такой схемы мы не получим, но услышать звук в телефоне BF1 все таки можно, т.к мы собрали ваш первый усилительный каскад.

Усилительным каскадом называют схему транзистора с резисторами, конденсаторами и другими радиокомпонентами, обеспечивающими последнему условия работы как транзистор усилитель. Кроме того сразу скажем о том, что усилительные каскады можно соединять между собой и получать многокаскадные усилительные устройства.

При подключение источника питания к схеме, на базу транзистора через сопротивление Rб идет небольшое отрицательное напряжение порядка 0,1 – 0,2В, называемое напряжением смещения. Оно немного приоткрывает транзистор, т.е снижает высоту потенциальных барьеров, и через переходы полупроводникового прибора начинает течь небольшой ток, который держит усилитель в дежурном режиме, из которого он способен мгновенно выйти, как только на входе появится входной сигнал.

Без присутствия напряжения смещения эмиттерный переход будет заперт и, как диод, будет не пропускать положительные полупериоды входного напряжения, а усиленный сигнал будет искажаться.

Если на вход усилителя подсоединить еще один телефон и применить его в роли микрофона, то он будет преобразовывать возникающие на его мембране звуковые колебания в переменное напряжение звукового диапазона, которое через емкость Ссв будет следовать на базу транзистора.

Конденсатор Ссв является связующим компонентом между телефоном и базой. Он отлично пропускает напряжение ЗЧ, но создает серьезную преграду постоянному току идущему из базовой цепи к телефону. Кроме того телефон обладает внутренним сопротивлением порядка 1600 Ом, поэтому без этой емкости конденсатора база через внутреннее сопротивление соединялась бы с эмиттером и никакого усиления не было бы.

Теперь, если начать говорить в телефон-микрофон, то эмиттерной цепи появятся колебания тока телефона Iтлф, которые и будут управлять большим током возникающем в коллекторе и эти усиленные колебания, преобразованные вторым телефоном в обычный звук, мы и будем слышать.

Процесс усиления сигнала можно представить так. В момент отсутствия напряжения входного сигнала Uвх, в цепях базы и коллектора протекают незначительные токи (прямые участки диаграммы а, б, в), заданные приложенным напряжением блока питания, напряжением смещения и усилительными характеристиками биполярного транзистора.

Как только на базу поступает входной сигнал (правая часть диаграммы а), то в зависимости от него начнут изменяться и токи в цепях трехвыводного полупроводникового прибора (правая часть диаграммы б, в).

В отрицательной полуволне сигнала, когда Uвх и напряжение БП суммируются на базе — токи протекающие через транзистор возрастают.

При плюсовой волне минусовое напряжение на базе снижается, как и протекающие токи. Вот таким образом и работает транзистор усилитель.

Если на выход подключить не телефон а резистор, то появляющееся на нем напряжение переменной составляющей усиленного сигнала можно подвести ко входной цепи второго каскада для дополнительного усиления. Один прибор способен усиливать сигнал в 30 — 50 раз.

По этому же принципу работают VT противоположной структуры n-p-n. Но для них полярность включения блока питания необходимо поменять на противоположную.

Для работы транзистора усилителя на его базу, относительно эмиттера, вместе с напряжением входного сигнала обязательно должно поступать постоянное напряжение смещения, открывающее полупроводниковый прибор.

Для германиевых VT открывающее напряжение должно быть не более 0,2 вольта, а для кремниевых 0,7 вольта. Напряжение смещения на базу не подают только тогда, когда эмиттерный переход транзистора применяют для детектирования сигнала, но об этом мы поговорим позднее.

Здравствуйте уважаемые читатели сайта . Продолжаем осваивать биполярный транзистор и сегодня мы рассмотрим его работу в режиме усиления на примере простого усилителя звуковой частоты, собранного на одном транзисторе.

В режиме усиления транзисторы работают в схемах радиовещательных приемников и усилителях звуковой частоты (УЗЧ). При работе используются малые токи в базовой цепи транзистора, управляющие большими токами в коллекторной цепи. Этим и отличается режим усиления от режима , который лишь открывает или закрывает транзистор под действием напряжения Uб на базе.

1. Схема усилителя.

В качестве эксперимента соберем простой усилитель на одном транзисторе и разберем его работу.

В коллекторную цепь транзистора VT1 включим высокоомный электромагнитный телефон BF2 , между базой и минусом источника питания GB установим резистор Rб , и развязывающий конденсатор Cсв , включенный в базовую цепь транзистора.

Конечно, сильного усиления от такого усилителя мы не услышим, да и чтобы услышать звук в телефоне BF1 его придется очень близко преподнести к уху. Так как для громкого воспроизведения звука нужен усилитель как минимум с двумя-тремя транзисторами или так называемый двухкаскадный усилитель. Но чтобы понять сам принцип усиления, нам будет достаточно и усилителя, собранного на одном транзисторе или однокаскадном усилителе.

Усилительным каскадом принято называть транзистор с резисторами, конденсаторами и другими элементами схемы, обеспечивающими транзистору условия работы как усилителя.

2. Работа схемы усилителя.

При подаче напряжения питания в схему, на базу транзистора через резистор Rб поступает небольшое отрицательное напряжение 0,1 — 0,2В, называемое напряжением смещения . Это напряжение приоткрывает транзистор, и через эмиттерный и коллекторный переходы начинает течь незначительный ток, который как бы переводит усилитель в дежурный режим, из которого он мгновенно выйдет, как только на входе появится входной сигнал.

Без начального напряжения смещения эмиттерный p-n переход будет закрыт и, подобно диоду, «срезать » положительные полупериоды входного напряжения, отчего усиленный сигнал будет искаженным.

Если на вход усилителя подключить еще один телефон BF1 и использовать его как микрофон, то телефон будет преобразовывать звуковые колебания в переменное напряжение звуковой частоты, которое через конденсатор Ссв будет поступать на базу транзистора.

Здесь, конденсатор Ссв выполняет функцию связующего элемента между телефоном BF1 и базой транзистора. Он прекрасно пропускает напряжение звуковой частоты, но преграждает путь постоянному току из базовой цепи к телефону BF1 . А так как телефон имеет свое внутреннее сопротивление (около 1600 Ом), то без этого конденсатора база транзистора через внутреннее сопротивление телефона была бы соединена с эмиттером по постоянному току. И естественно, ни о каком усилении сигнала речи и быть не могло.

Теперь, если начать говорить в телефон BF1 , то в цепи эмиттер-база возникнут колебания электрического тока телефона Iтлф , которые и будут управлять большим током в коллекторной цепи транзистора. И уже этот усиленный сигнал, преобразованный телефоном BF2 в звук, мы и будем слышать.

Сам процесс усиления сигнала можно описать следующим образом.
При отсутствии напряжения входного сигнала Uвх , в цепях базы и коллектора текут небольшие токи (прямые участки графиков а , б , в ), определяемые напряжением источника питания, напряжением смещения на базе и усилительными свойствами транзистора.

Как только в цепи базы появляется входной сигнал (правая часть графика а ), то соответственно ему начинают изменяться и токи в цепях транзистора (правая часть графиков б , в ).

Во время отрицательных полупериодов, когда отрицательное входное Uвх и напряжение источника питания GB суммируются на базе — токи цепей увеличиваются .

Во время же положительных полупериодов, кода напряжение входного сигнала Uвх и источника питания GB положительны, отрицательное напряжение на базе уменьшается и, соответственно, токи в обеих цепях также уменьшаются . Вот таким образом и происходит усиление по напряжению и току.

Если же нагрузкой транзистора будет не телефон а резистор, то создающееся на нем напряжение переменной составляющей усиленного сигнала можно будет подать во входную цепь второго транзистора для дополнительного усиления.

Один транзистор может усилить сигнал в 30 – 50 раз.

На рисунке ниже показана зависимость тока коллектора от тока базы.

Например. Между точками А и Б ток базы увеличился от 50 до 100 мкА (микроампер), то есть составил 50 мкА, или 0,05 mA. Ток коллектора между этими точками возрос от 3 до 5,5 mA, то есть вырос на 2,5 mA. Отсюда следует, что усиление по току составляет: 2,5 / 0,05 = 50 раз.

Точно также работают транзисторы структуры n-p-n . Но для них полярность включения источника питания, питающей цепи базы и коллектора меняется на противоположную . То есть на базу и коллектор подается положительное, а на эмиттер отрицательное напряжения.

Запомните : для работы транзистора в режиме усиления на его базу, относительно эмиттера, вместе с напряжением входного сигнала обязательно подается постоянное напряжение смещения , открывающее транзистор.

Для германиевых транзисторов отпирающее напряжение составляет не более 0,2 вольта, а для кремниевых не более 0,7 вольта.

Напряжение смещения на базу не подают лишь в том случае, когда эмиттерный переход транзистора используют для детектирования радиочастотного модулированного сигнала.

3. Классификация транзисторов по мощности и по частоте.

В зависимости от максимальной мощности рассеивания биполярные транзисторы делятся на:

1. малой мощности — Pmax ≤ 0,3 Вт;
2. средней мощности — 0,3 3. большой мощности — Pmax > 1,5 Вт.

В зависимости от значения граничной частоты коэффициента передачи тока на транзисторы:

1. низкой частоты – fгр ≤ 3 МГц;
2. средней частоты – 3 МГц 3. высокой частоты — 30 МГц 4. сверхвысокой частоты (СВЧ-транзисторы) — fгр > 300 МГц.

Ну вот и все.
Теперь у Вас не должно возникнуть вопросов о работе биполярного транзистора в режиме усиления .
Удачи!

Литература:

1. Борисов В.Г — Юный радиолюбитель. 1985г.
2. Е. Айсберг — Транзистор?.. Это очень просто! 1964г.

Источник питания должен выдавать стабильное или нестабильное двуполярное напряжение питания ±45V и ток 5А. Эта схема УНЧ на транзисторах весьма проста, так как в выходном каскаде используется пара мощных комплементарных транзисторов Дарлингтона . В соответствии с справочными характеристиками эти транзисторы могут коммутировать ток до 5А при напряжении эмиттерном-коллекторном переходе до 100V.

Схема УНЧ представлена на рисунке чуть ниже.

Сигнал требующий усиления через предварительный УНЧ подается на предварительный дифферециальный усилительный каскад построенный на составных транзисторах VT1 и VT2. Использование дифференциальной схемы в усилительном каскаде, снижает шумовые эффекты и обеспечивает работу отрицательной обратной связи. Напряжение ОС поступает на базу транзистора VT2 с выхода усилителя мощности. ОС по постоянному току реализуется через резистор R6. ОС по переменной состовляющей осуществляется через резистор R6, но её величина зависит от номиналов цепочки R7-C3. Но следует учитовать, что слишком сильное увеличение сопротивления R7 приводет к возбуждению.

Режим работы по постоянному току обеспечивается подбором резистора R6. Выходной каскад на транзисторах Дарлингтона VT3 и VT4 работает в классе АВ. Диоды VD1 и VD2 нужны для стабилизации рабочей точки выходного каскада.

Транзистор VT5 ппредназначен для раскачки выходного каскада, на его базу поступает сигнал с выхода дифференциального предварительного усилителя, а так же постоянное напряжение смещения, которое определяет режим работы выходного каскада по постоянному току.

Все конденсаторы схемы должны быть рассчитаны на максимальное постоянное напряжение не ниже 100V. Транзисторы выходного каскада рекомендуется закрепить на радиаторы площадью не меньше 200 см в квадрате

Рассмотренная схема простого двухкаскадного усилителя разработана для работы с наушниками или для использования в простых устройствах с функцией предварительного усилителя.

Первый транзистор усилителя подсоединен по схеме с общим эмиттером, а второй транзистор с общим коллектором. Первый каскад предназначен для базового усиления сигнала по напряжению, а второй каскада усиливает уже по мощности.

Малое выходное сопротивление второго каскада двухкаскадного усилителя, называемого эмиттерным повторителем, позволяет подсоединять не только наушники с большим сопротивлением, но и другие виды преобразователей акустического сигнала.

Эта тоже двухкаскадная схема УНЧ выполненная на двух транзисторах, но уже противоположной проводимости. Ее главная особенность в том, что связь между каскадами непосредственная. Охваченная ООС через сопротивление R3 напряжение смещения со второго каскада проходит на базу первого транзистора.

Конденсатор СЗ, шунтирует резистор R4, уменьшает ООС по переменному току, тем самым уменьшающая усиление VT2. Путем подбора номинала резистора R3 задают режим работы транзисторов.

УМЗЧ на двух транзисторах

Этот достаточно легкий усилитель мощности звуковой частоты (УМЗЧ) можно спаять всего на двух транзисторах. При напряжении питания 42В постоянного тока выходная мощность усилителя достигает 0,25 Вт при нагрузке 4 Ом. Потребляемый ток всего 23 mA. Усилитель работает в однотактном режиме «А».

Напряжение низкой частоты от источника сигнала подходит к регулятору громкости R1. Далее через защитный резистор R3 и конденсатор C1 сигнал оказывается на базе биполярного транзистора VT1 включенного по схеме с общим эмиттером. Усиленный сигнал через R8 подается на затвор мощного полевого транзистора VT2 включенный по схеме с общим истоком и его нагрузкой служит первичная обмотка понижающего трансформатора К вторичной обмотке трансформатора можно подключить динамическую головку или акустическую систему.

В обоих транзисторных каскадах присутствует местная отрицательная обратная связь по постоянному и переменному току, так и общей цепью ООС.

В случае увеличения напряжения на затворе полевого транзистора сопротивление сток исток его канала уменьшается и напряжение на его стоке уменьшается. Это влияет и на уровень сигнала поступающий на биполярный транзистор, что снижает напряжения затвор-исток.

Совместно с цепями местной отрицательной обратной связи, таким образом, стабилизируются режимы работы обоих транзисторов даже в случае незначительного изменения питающего напряжения. Коэффициент усиления зависит от соотношения сопротивлений резисторов R10 и R7. Стабилитрон VD1 предназначен для предотвращения выхода полевого транзистора из строя. Питание усилительного каскада на VT1 производится через RC фильтр R12C4. Конденсатор C5 блокировочный по цепи питания.

Усилитель может быть собран на печатной плате размерами 80×50 мм,на ней расположены все элементы кроме понижающего трансформатора и динамической головки

Наладку схемы усилителя осуществляют при том напряжении питания, при котором он будет работать. Для тонкой настройки рекомендуется использовать осциллограф, щуп которого подключают к выводу стока полевого транзистора. Подав на вход усилителя синусоидальный сигнал частотой 100 … 4000 Гц, с помощью регулировки подстроечного резистора R5 добиваются того, чтобы отсутствовали заметные искажения синусоиды при как можно большем размахе амплитуды сигнала на выводе стока транзистора.

Выходная мощность усилителя на полевом транзисторе небольшая, всего 0,25Вт, напряжение питания от 42В до 60В. Сопротивление динамической головки 4 Ома.

Аудио сигнал через переменное сопротивление R1, затем R3 и разделительную емкость C1 поступает на усилительный каскад на биполярном транзисторе по схеме с общим эмиттером. Далее с этого транзистора усиленный сигнал через сопротивление R10 проходит на полевой транзистор.

Первичная обмотка трансформатора является нагрузкой для полевого транзистора, а к вторичной обмотки подключен четырех омная динамическая головка. Соотношением сопротивлений R10 и R7 задаем степень усиления по напряжению. С целью защиты униполярного транзистора в схему добавлен стабилитрон VD1.

Все номиналы деталей имеются на схеме. Трансформатор можно использовать типа ТВК110ЛМ или ТВК110Л2, от блока кадровой развертки старого телевизора или аналогичный.

УМЗЧ по схеме Агеева

Наткнулся на эту схему в старом выпуске журнала радио, впечатления от нее остались самыми приятными,во первых схема настолько проста, что ее сможет собрать и начинающий радиолюбитель,во вторых при условии рабочих компонентов и правильной сборки наладки она не требует.

Если вас заинтересовала эта схема, то остальные подробности по ее сборке вы сможете найти в журнале радио №8 за 1982 год.

Высококачественные транзисторные УНЧ

Усилитель низкой частоты (УНЧ) является составной частью большинства радиотехнических устройств как то телевизора, плеера, радиоприемника и различных приборов бытового назначения. Рассмотрим две простые схемы двухкаскадного УНЧ на .

Первый вариант УНЧ на транзисторах

В первом варианте усилитель построен на кремниевых транзисторах n-p-n проводимости. Входной сигнал поступает через переменный резистор R1, который в свою очередь является нагрузочным сопротивлением для схемы источника сигнала. подсоединены к коллекторной электроцепи транзистора VT2 усилителя.

Настройка усилителя первого варианта сводится к подбору сопротивлений R2 и R4. Величину сопротивлений нужно подобрать такой, чтобы миллиамперметр, подключенный в коллекторную цепь каждого транзистора, показывал ток в районе 0,5…0,8 мА. По второй схеме необходимо также выставить коллекторный ток второго транзистора путем подбора сопротивления резистора R3.

В первом варианте возможно применить транзисторы марки КТ312, или их зарубежные аналоги, однако при этом необходимо будет выставить правильное смещение напряжения транзисторов путем подбора сопротивлений R2, R4. Во втором варианте в свою очередь, возможно применить кремневые транзисторы марки КТ209, КТ361, или зарубежные аналоги. При этом выставить режимы работы транзисторов можно путем изменения сопротивления R3.

В коллекторную электроцепь транзистора VT2 (обоих усилителей) взамен наушников возможно подключить динамик с высоким сопротивлением. Если же необходимо получить более мощное усиление звука, то можно собрать усилитель на , который обеспечивает усиление до 15 Вт.

Самый простой усилок своими руками. Схемы для создания унч своими руками

Заводские устройства для усиления звукового сигнала отличаются высокой стоимостью и могут быть недостаточно мощными. Рассматривая фото самодельных усилителей звука очевидно, что они внешне ничем не уступают готовым изделиям. К тому же их изготовление своими силами не требует специальных навыков и больших материальных затрат.

Основа устройства

Начинающие радиолюбители в первую очередь задаются вопросом: из чего можно собрать простой усилитель звука в домашних условиях. Работа устройства основывается на транзисторах или микросхемах, либо возможен редкий вариант — на лампах. Рассмотрим подробнее каждый из них.

Микросхемы

Микросхему серии TDA и аналогичную можно приобрести в магазинах или воспользоваться микросхемой от ненужного телевизора.

Используя микросхемы автомобильных усилителей с блоком питания на 12 вольт, очень просто добиться качественного звучания без применения особых навыков и с минимумом деталей.

Транзисторы

Преимущества транзисторов в малом потреблении электроэнергии. Устройство выдает отличные показатели звука, легко встраивается в любую технику и не требует дополнительной настройки. К тому же нет необходимости в поиске и использовании сложных микросхем.

Лампы

На сегодняшний день устаревший метод сборки, основанный на лампах дает качественное звучание, но обладает рядом недостатков:

• повышенная энергоемкость
• габариты
• стоимость комплектующих

Рекомендации по правильной сборке усилителя звука своими руками

Устройство для усиления качества звука, собранное в домашних условиях на основе микросхем серий TDA и их аналогов, выделяет много тепла. Для охлаждения нужна радиаторная решетка подходящего размера в зависимости от модели самой микросхемы и мощности усилителя. В корпусе нужно предусмотреть место для нее.

Преимущество аппарата, изготовленного своими руками в низком потреблении энергии, что позволяет использовать его в автомобилях, подключив к аккумулятору, а также в дороге или дома с помощью батареи. Потребляемая мощность зависит от необходимой степени усиления сигнала. Некоторым изготовленным моделям требуется напряжение тока всего лишь в 3 Вольта.

К сборке усилителя звука применим серьезный и ответственный подход во избежание короткого замыкания и выхода из строя комплектующих.

Необходимые материалы

В процессе сборки потребуются следующие инструменты и комплектующие:

• микросхема
• корпус
• конденсаторы
• блок питания
• штекер
• кнопка-выключатель
• провода
• радиатор охлаждения
• шурупы
• термоклей и термопаста
• паяльник и канифоль

Схемы и инструкции по изготовлению усилителя в домашних условиях

Каждая схема уникальна и зависит от источника звука (старая или современная цифровая техника), источника питания, предполагаемых конечных размеров. Она собирается на печатной плате, которая сделает устройство компактным и более удобным. В процессе сборки не обойтись без паяльника или паяльной станции.

Схема британца Джона Линсли – Худа, основана на четырех транзисторах без микросхем. Она позволяет аналогично повторить форму входного сигнала, получив в результате лишь чистое усиление и синусоиду на выходе.

Самый простой и распространённый вариант изготовления одноканального усилителя — использование в основе микросхемы, дополненной резисторами и конденсаторами.

Алгоритм действий по изготовлению

• установить на печатную плату радиодетали, учитывая полярность
• собрать корпус (предусмотрев место под дополнительные детали, например, решетку радиатора)

Допустимо использование готового корпуса или создание его своими руками, а также установка платы в корпус колонок.

• запустить устройство в тестовом режиме (выявить и устранить неисправности в случае возникновения)
• сборка усилителя (подключение к блоку питания и остальным комплектующим)

Обратите внимание!

Домашние и автомобильные усилители своими силами

В домашних условиях часто не хватает мощного звучания при просмотре фильмов на ноутбуке или прослушивании музыки в наушниках. Рассмотрим, как правильно сделать усилитель звука своими руками.

Для ноутбука

Усилитель звуковых волн должен учитывать мощность внешних колонок до 2 ватт и сопротивление обмоток до 4 Ом.

Комплектующие для сборки:

• блок питания на 9 вольт
• печатная плата
• микросхема TDA 7231
• корпус
• конденсатор неполярный 0,1 мкФ — 2 шт
• конденсатор полярный 100 мкФ
• конденсатор полярный 220 мкФ
• конденсатор полярный 470 мкФ
• резистор постоянный 10 Ком м 4,7 Ом
• выключатель двухпозиционный
• гнездо для входа

Схема изготовления

Алгоритм действий по сборке выбирается в зависимости от выбранной схемы. Необходимо учитывать подходящий размер радиатора охлаждения, чтобы рабочая температура внутри корпуса не поднималась выше 50 градусов по Цельсию. При эксплуатации ноутбука на улице нужно предусмотреть отверстия в корпусе для доступа воздуха.

Для автомагнитолы

Усилитель для автомагнитолы возможно собрать на распространенной микросхеме TDA8569Q. Ее характеристики:

• напряжение питания 6-18 вольт
• входная мощность 25 ватт на канал в 4 Ом и 40 ватт на канал в 2 Ом
• диапазон частот 20-20000 Гц

Обратите внимание!

Обязательно необходимо предусмотреть дополнительно к схеме фильтр от помех, создаваемых работой автомобиля.

Для начала нарисуйте печатную плату, после просверлите отверстия в ней. Затем плату нужно протравить хлорным железом. После лудить и припаять все детали микросхемы. Во избежание присадок по питанию на дорожки питания нужно будет нанести толстый слой припоя. Предусмотреть систему охлаждения с помощью кулера или радиаторной решетки.

В заключении сборки необходимо изготовить фильтр от помех системы зажигания и плохой шумоизоляции по следующей схеме: на ферритовом кольце диаметром 20 мм намотать проводом сечением 1-1,5 мм в 5 витков дроссель.

Собрать устройство для улучшения качества звука в домашних условиях не составит труда. Главное определиться со схемой и иметь под рукой все комплектующие, из которых можно с легкостью собрать простой усилитель звука.

Фото усилителя звука своими руками

Обратите внимание!

Делаем простой усилитель звука своими руками. Нам понадобится следующее:
1) Катушка: L1 5 мкГн
2) Резисторы: R1,R3 2,2 кОм; R2,R5 22кОм; R4 680 Ом; R6 2,2 Ом; R7 10 Ом.
3)Конденсаторы: С1,C4- 4,7 мкФ-25В; С3-22 мкФ-25В; С3-22 мкФ-25В; С5-0,47 мкФ-25В; С6,C7-1000 мкФ-35В.
4)Микросхема: DA1 TDA2050
Также для пайки необходимо приобрести: керамический паяльник, припой, стеклотекстолит, хлорное железо, флюс (канифоль), динамик (для проверки работоспособности усилителя), питание 10 В («крона»), провода, разъем, радиатор (первое время микросхема будет греться не сильно, но все же рекомендуется поставить охлаждение), глянцевая фотобумага.
Теперь самое интересное, подготовка к работе. Вот схема нашего устройства:

Теперь нам необходимо сделать разводку, которую проще всего сделать в программе sprint layout. После того, как разводка готова печатаем на фотобумаге нашу разводку (принтер обязательно должен быть лазерным!). После чего накладываем напечатанный фрагмент на нашу плату и в течение 5-10 мин гладим утюгом. Затем опускаем под воду и легкими движениями счищаем бумагу. Теперь нам необходимо протравить плату. Для этого берем хлорное железо и добавляем его в слегка подогретую воду и окунаем туда плату (ни в кое случае не используйте посуду, предназначенную для приёма пищи!) Процесс травления занимает от 10 мин до 5-8 часов, все зависит от количества раствора и температуры воды. После того, как плата протравилась счищаем слой краски, в результате чего наши дорожки станут медными. Теперь нам осталось припаять элементы. Для начала просверлим отверстия под наши элементы, после чего дорожки рекомендуется смазать флюсом. После это по схеме вставляем все элементы и припаиваем их. На этом наша работа переходит в завершающую стадию, проверка на работоспособность.

Подключив питание, динамик и подсоединив джек к устройству с разъемом 3,5 мм, вы услышите свою любимую музыку. Для удобства можно придумать корпус к вашему устройству, пример корпуса вы можете увидеть ниже.

Простейший усилитель на транзисторах может быть хорошим пособием для изучения свойств приборов. Схемы и конструкции достаточно простые, можно самостоятельно изготовить устройство и проверить его работу, произвести замеры всех параметров. Благодаря современным полевым транзисторам можно изготовить буквально из трех элементов миниатюрный микрофонный усилитель. И подключить его к персональному компьютеру для улучшения параметров звукозаписи. Да и собеседники при разговорах будут намного лучше и четче слышать вашу речь.

Частотные характеристики

Усилители низкой (звуковой) частоты имеются практически во всех бытовых приборах — музыкальных центрах, телевизорах, радиоприемниках, магнитолах и даже в персональных компьютерах. Но существуют еще усилители ВЧ на транзисторах, лампах и микросхемах. Отличие их в том, что УНЧ позволяет усилить сигнал только звуковой частоты, которая воспринимается человеческим ухом. Усилители звука на транзисторах позволяют воспроизводить сигналы с частотами в диапазоне от 20 Гц до 20000 Гц.

Следовательно, даже простейшее устройство способно усилить сигнал в этом диапазоне. Причем делает оно это максимально равномерно. Коэффициент усиления зависит прямо от частоты входного сигнала. График зависимости этих величин — практически прямая линия. Если же на вход усилителя подать сигнал с частотой вне диапазона, качество работы и эффективность устройства быстро уменьшатся. Каскады УНЧ собираются, как правило, на транзисторах, работающих в низко- и среднечастотном диапазонах.

Классы работы звуковых усилителей

Все усилительные устройства разделяются на несколько классов, в зависимости от того, какая степень протекания в течение периода работы тока через каскад:

1. Класс «А» — ток протекает безостановочно в течение всего периода работы усилительного каскада.
2. В классе работы «В» протекает ток в течение половины периода.
3. Класс «АВ» говорит о том, что ток протекает через усилительный каскад в течение времени, равного 50-100 % от периода.
4. В режиме «С» электрический ток протекает менее чем половину периода времени работы.
5. Режим «D» УНЧ применяется в радиолюбительской практике совсем недавно — чуть больше 50 лет. В большинстве случаев эти устройства реализуются на основе цифровых элементов и имеют очень высокий КПД — свыше 90 %.

Наличие искажений в различных классах НЧ-усилителей

Рабочая область транзисторного усилителя класса «А» характеризуется достаточно небольшими нелинейными искажениями. Если входящий сигнал выбрасывает импульсы с более высоким напряжением, это приводит к тому, что транзисторы насыщаются. В выходном сигнале возле каждой гармоники начинают появляться более высокие (до 10 или 11). Из-за этого появляется металлический звук, характерный только для транзисторных усилителей.

При нестабильном питании выходной сигнал будет по амплитуде моделироваться возле частоты сети. Звук станет в левой части частотной характеристики более жестким. Но чем лучше стабилизация питания усилителя, тем сложнее становится конструкция всего устройства. УНЧ, работающие в классе «А», имеют относительно небольшой КПД — менее 20 %. Причина заключается в том, что транзистор постоянно открыт и ток через него протекает постоянно.

Для повышения (правда, незначительного) КПД можно воспользоваться двухтактными схемами. Один недостаток — полуволны у выходного сигнала становятся несимметричными. Если же перевести из класса «А» в «АВ», увеличатся нелинейные искажения в 3-4 раза. Но коэффициент полезного действия всей схемы устройства все же увеличится. УНЧ классов «АВ» и «В» характеризует нарастание искажений при уменьшении уровня сигнала на входе. Но даже если прибавить громкость, это не поможет полностью избавиться от недостатков.

Работа в промежуточных классах

У каждого класса имеется несколько разновидностей. Например, существует класс работы усилителей «А+». В нем транзисторы на входе (низковольтные) работают в режиме «А». Но высоковольтные, устанавливаемые в выходных каскадах, работают либо в «В», либо в «АВ». Такие усилители намного экономичнее, нежели работающие в классе «А». Заметно меньшее число нелинейных искажений — не выше 0,003 %. Можно добиться и более высоких результатов, используя биполярные транзисторы. Принцип работы усилителей на этих элементах будет рассмотрен ниже.

Но все равно имеется большое количество высших гармоник в выходном сигнале, отчего звук становится характерным металлическим. Существуют еще схемы усилителей, работающие в классе «АА». В них нелинейные искажения еще меньше — до 0,0005 %. Но главный недостаток транзисторных усилителей все равно имеется — характерный металлический звук.

«Альтернативные» конструкции

Нельзя сказать, что они альтернативные, просто некоторые специалисты, занимающиеся проектировкой и сборкой усилителей для качественного воспроизведения звука, все чаще отдают предпочтение ламповым конструкциям. У ламповых усилителей такие преимущества:

1. Очень низкое значение уровня нелинейных искажений в выходном сигнале.
2. Высших гармоник меньше, чем в транзисторных конструкциях.

Но есть один огромный минус, который перевешивает все достоинства, — обязательно нужно ставить устройство для согласования. Дело в том, что у лампового каскада очень большое сопротивление — несколько тысяч Ом. Но сопротивление обмотки динамиков — 8 или 4 Ома. Чтобы их согласовать, нужно устанавливать трансформатор.

Конечно, это не очень большой недостаток — существуют и транзисторные устройства, в которых используются трансформаторы для согласования выходного каскада и акустической системы. Некоторые специалисты утверждают, что наиболее эффективной схемой оказывается гибридная — в которой применяются однотактные усилители, не охваченные отрицательной обратной связью. Причем все эти каскады функционируют в режиме УНЧ класса «А». Другими словами, применяется в качестве повторителя усилитель мощности на транзисторе.

Причем КПД у таких устройств достаточно высокий — порядка 50 %. Но не стоит ориентироваться только на показатели КПД и мощности — они не говорят о высоком качестве воспроизведения звука усилителем. Намного большее значение имеют линейность характеристик и их качество. Поэтому нужно обращать внимание в первую очередь на них, а не на мощность.

Схема однотактного УНЧ на транзисторе

Самый простой усилитель, построенный по схеме с общим эмиттером, работает в классе «А». В схеме используется полупроводниковый элемент со структурой n-p-n. В коллекторной цепи установлено сопротивление R3, ограничивающее протекающий ток. Коллекторная цепь соединяется с положительным проводом питания, а эмиттерная — с отрицательным. В случае использования полупроводниковых транзисторов со структурой p-n-p схема будет точно такой же, вот только потребуется поменять полярность.

С помощью разделительного конденсатора С1 удается отделить переменный входной сигнал от источника постоянного тока. При этом конденсатор не является преградой для протекания переменного тока по пути база-эмиттер. Внутреннее сопротивление перехода эмиттер-база вместе с резисторами R1 и R2 представляют собой простейший делитель напряжения питания. Обычно резистор R2 имеет сопротивление 1-1,5 кОм — наиболее типичные значения для таких схем. При этом напряжение питания делится ровно пополам. И если запитать схему напряжением 20 Вольт, то можно увидеть, что значение коэффициента усиления по току h31 составит 150. Нужно отметить, что усилители КВ на транзисторах выполняются по аналогичным схемам, только работают немного иначе.

При этом напряжение эмиттера равно 9 В и падение на участке цепи «Э-Б» 0,7 В (что характерно для транзисторов на кристаллах кремния). Если рассмотреть усилитель на германиевых транзисторах, то в этом случае падение напряжения на участке «Э-Б» будет равно 0,3 В. Ток в цепи коллектора будет равен тому, который протекает в эмиттере. Вычислить можно, разделив напряжение эмиттера на сопротивление R2 — 9В/1 кОм=9 мА. Для вычисления значения тока базы необходимо 9 мА разделить на коэффициент усиления h31 — 9мА/150=60 мкА. В конструкциях УНЧ обычно используются биполярные транзисторы. Принцип работы у него отличается от полевых.

На резисторе R1 теперь можно вычислить значение падения — это разница между напряжениями базы и питания. При этом напряжение базы можно узнать по формуле — сумма характеристик эмиттера и перехода «Э-Б». При питании от источника 20 Вольт: 20 — 9,7 = 10,3. Отсюда можно вычислить и значение сопротивления R1=10,3В/60 мкА=172 кОм. В схеме присутствует емкость С2, необходимая для реализации цепи, по которой сможет проходить переменная составляющая эмиттерного тока.

Если не устанавливать конденсатор С2, переменная составляющая будет очень сильно ограничиваться. Из-за этого такой усилитель звука на транзисторах будет обладать очень низким коэффициентом усиления по току h31. Нужно обратить внимание на то, что в вышеизложенных расчетах принимались равными токи базы и коллектора. Причем за ток базы брался тот, который втекает в цепь от эмиттера. Возникает он только при условии подачи на вывод базы транзистора напряжения смещения.

Но нужно учитывать, что по цепи базы абсолютно всегда, независимо от наличия смещения, обязательно протекает ток утечки коллектора. В схемах с общим эмиттером ток утечки усиливается не менее чем в 150 раз. Но обычно это значение учитывается только при расчете усилителей на германиевых транзисторах. В случае использования кремниевых, у которых ток цепи «К-Б» очень мал, этим значением просто пренебрегают.

Усилители на МДП-транзисторах

Усилитель на полевых транзисторах, представленный на схеме, имеет множество аналогов. В том числе и с использованием биполярных транзисторов. Поэтому можно рассмотреть в качестве аналогичного примера конструкцию усилителя звука, собранную по схеме с общим эмиттером. На фото представлена схема, выполненная по схеме с общим истоком. На входных и выходных цепях собраны R-C-связи, чтобы устройство работало в режиме усилителя класса «А».

Переменный ток от источника сигнала отделяется от постоянного напряжения питания конденсатором С1. Обязательно усилитель на полевых транзисторах должен обладать потенциалом затвора, который будет ниже аналогичной характеристики истока. На представленной схеме затвор соединен с общим проводом посредством резистора R1. Его сопротивление очень большое — обычно применяют в конструкциях резисторы 100-1000 кОм. Такое большое сопротивление выбирается для того, чтобы не шунтировался сигнал на входе.

Это сопротивление почти не пропускает электрический ток, вследствие чего у затвора потенциал (в случае отсутствия сигнала на входе) такой же, как у земли. На истоке же потенциал оказывается выше, чем у земли, только благодаря падению напряжения на сопротивлении R2. Отсюда ясно, что у затвора потенциал ниже, чем у истока. А именно это и требуется для нормального функционирования транзистора. Нужно обратить внимание на то, что С2 и R3 в этой схеме усилителя имеют такое же предназначение, как и в рассмотренной выше конструкции. А входной сигнал сдвинут относительно выходного на 180 градусов.

УНЧ с трансформатором на выходе

Можно изготовить такой усилитель своими руками для домашнего использования. Выполняется он по схеме, работающей в классе «А». Конструкция такая же, как и рассмотренные выше, — с общим эмиттером. Одна особенность — необходимо использовать трансформатор для согласования. Это является недостатком подобного усилителя звука на транзисторах.

Коллекторная цепь транзистора нагружается первичной обмоткой, которая развивает выходной сигнал, передаваемый через вторичную на динамики. На резисторах R1 и R3 собран делитель напряжения, который позволяет выбрать рабочую точку транзистора. С помощью этой цепочки обеспечивается подача напряжения смещения в базу. Все остальные компоненты имеют такое же назначение, как и у рассмотренных выше схем.

Двухтактный усилитель звука

Нельзя сказать, что это простой усилитель на транзисторах, так как его работа немного сложнее, чем у рассмотренных ранее. В двухтактных УНЧ входной сигнал расщепляется на две полуволны, различные по фазе. И каждая из этих полуволн усиливается своим каскадом, выполненном на транзисторе. После того, как произошло усиление каждой полуволны, оба сигнала соединяются и поступают на динамики. Такие сложные преобразования способны вызвать искажения сигнала, так как динамические и частотные свойства двух, даже одинаковых по типу, транзисторов будут отличны.

В результате на выходе усилителя существенно снижается качество звучания. При работе двухтактного усилителя в классе «А» не получается качественно воспроизвести сложный сигнал. Причина — повышенный ток протекает по плечам усилителя постоянно, полуволны несимметричные, возникают фазовые искажения. Звук становится менее разборчивым, а при нагреве искажения сигнала еще больше усиливаются, особенно на низких и сверхнизких частотах.

Бестрансформаторные УНЧ

Усилитель НЧ на транзисторе, выполненный с использованием трансформатора, невзирая на то, что конструкция может иметь малые габариты, все равно несовершенен. Трансформаторы все равно тяжелые и громоздкие, поэтому лучше от них избавиться. Намного эффективнее оказывается схема, выполненная на комплементарных полупроводниковых элементах с различными типами проводимости. Большая часть современных УНЧ выполняется именно по таким схемам и работают в классе «В».

Два мощных транзистора, используемых в конструкции, работают по схеме эмиттерного повторителя (общий коллектор). При этом напряжение входа передается на выход без потерь и усиления. Если на входе нет сигнала, то транзисторы на грани включения, но все равно еще отключены. При подаче гармонического сигнала на вход происходит открывание положительной полуволной первого транзистора, а второй в это время находится в режиме отсечки.

Следовательно, через нагрузку способны пройти только положительные полуволны. Но отрицательные открывают второй транзистор и полностью запирают первый. При этом в нагрузке оказываются только отрицательные полуволны. В результате усиленный по мощности сигнал оказывается на выходе устройства. Подобная схема усилителя на транзисторах достаточно эффективная и способна обеспечить стабильную работу, качественное воспроизведение звука.

Схема УНЧ на одном транзисторе

Изучив все вышеописанные особенности, можно собрать усилитель своими руками на простой элементной базе. Транзистор можно использовать отечественный КТ315 или любой его зарубежный аналог — например ВС107. В качестве нагрузки нужно использовать наушники, сопротивление которых 2000-3000 Ом. На базу транзистора необходимо подать напряжение смещения через резистор сопротивлением 1 Мом и конденсатор развязки 10 мкФ. Питание схемы можно осуществить от источника напряжением 4,5-9 Вольт, ток — 0,3-0,5 А.

Если сопротивление R1 не подключить, то в базе и коллекторе не будет тока. Но при подключении напряжение достигает уровня в 0,7 В и позволяет протекать току около 4 мкА. При этом по току коэффициент усиления окажется около 250. Отсюда можно сделать простой расчет усилителя на транзисторах и узнать ток коллектора — он оказывается равен 1 мА. Собрав эту схему усилителя на транзисторе, можно провести ее проверку. К выходу подключите нагрузку — наушники.

Коснитесь входа усилителя пальцем — должен появиться характерный шум. Если его нет, то, скорее всего, конструкция собрана неправильно. Перепроверьте все соединения и номиналы элементов. Чтобы нагляднее была демонстрация, подключите к входу УНЧ источник звука — выход от плеера или телефона. Прослушайте музыку и оцените качество звучания.

Очень часто подключение динамиков к какому-нибудь устройству требует наличия отдельного усилительного устройства. Но как поступить, если базовый усилитель вышел из строя? Можно попробовать взять инициативу в свои руки и создать собственное устройство. Как сделать усилитель звука? Обладая базовыми знаниями в работе с печатными платами, можно сделать такой прибор самому. И об этом мы и расскажем вам в этой статье.

Делаем усилительное устройство

Абсолютно любая сборка должна сопровождаться поиском необходимых комплектующих частей и инструментов:

• Для начала нужно обзавестись паяльником с термоустойчивой опорой. Лучше всего подойдут специальные паяльные станции, которые без труда можно найти и приобрести в любом магазине радиолюбителя.
• Если же процесс сборки в домашних условиях проводится только для того, чтобы протестировать схему или использовать ее в течение непродолжительного времени, то прекрасно подойдет вариант с проводами. Но такой метод потребует наличия большего рабочего пространства для размещения деталей.
• Печатная плата дает гарантию компактности прибора и удобства в последующей эксплуатации. Бюджетный популярный усилок для пары наушников или колонок очень легко воссоздать на базе микросхемы, которая предоставляет базовый набор комплектующих.
• К такой схеме нужно будет просто добавить парочку резисторов и конденсаторных элементов.

Стоимость проведения монтажа платы значительно меньше рыночной стоимости готового усилителя из любого магазина техники, но и функционал ограничивается возможностями и инструментами, которые вы имеете в наличии.

Важно! Не забывайте про особенности малогабаритных моноблоков, которые вы будете собирать собственноручно. Схема выделяет немалое количество тепла в ходе эксплуатации, поэтому обязательно нужно исключить любые соприкосновения этой детали с другими компонентами прибора. Для отвода тепла можно использовать радиаторную решетку.

Следующая особенность — это низкий порог потребляемого напряжения. Эта особенность позволяет использовать усилитель где угодно.

Как собрать усилитель для ноутбука в домашних условиях?

Сперва нужно понять: нужно ли заниматься созданием такого устройства вообще? Сборка в домашних условиях может потребоваться для следующих случаев:

• Встроенная аудиосистема вышла из строя и вам требуется новая.
• Качество передаваемого звука не удовлетворяет вашим потребностям.

Важно! Для этих случаев необходим самый простой усилительный элемент, мощность работы которого составляет около 2 Ватт.

Инструменты для работы

Сперва потребуется обзавестись инструментами, которые имеет в наличии каждый уважающий себя радиолюбитель:

1. Плоскогубцы.
2. Плата.
3. Паяльник (паяльная станция).
4. Корпус и радиокомпоненты.

Важно! Понадобятся полярные и неполярные конденсаторы, а также набор резисторов. Рекомендуем обзавестись сразу несколькими упаковками с разными номиналами. Также необходимо приобрести выключатель и гнездо, которое понадобится для выхода на громкоговоритель.

После подготовки можно приступать к “созданию” девайса:

1. Скачайте необходимую схему из интернета с форматом.lay.
2. Найдите радиатор, размер которого позволит сохранить температуру ниже пятидесяти градусов по Цельсию.
3. Откройте скачанную схему, вооружайтесь инструментами и приступайте к сборке.

Усилок для наушников

Самый простой прибор обязан иметь небольшую мощность и необходимое потребление энергии. Рассмотрим идеальный случай:

1. Девайс питается от батареек пальчикового типа или от обычного адаптера на 3 В.
2. Лучше всего выбрать качественную микросхему. Прекрасным кандидатом является схема TDA 2822 или ее аналоги.
3. Понадобятся следующие радиокомпоненты: четыре конденсатора на 100 мкФ, медный провод с длиной до 30 сантиметров, гнездо для джека.

Имея все эти вещи, можно смело скачивать необходимую схему из интернета и приступать за работу.

Важно! Если у вас есть желание уместить все это дело в маленьком закрытом корпусе, то понадобится обзавестись теплоотводом.

Если вы автолюбитель, то вам будет полезно знать, как самому собрать усилитель звука в машину.

Устройство для сабвуфера

Если предыдущие случаи не вызвали у вас вопросов, то и здесь все должно пройти гладко. Усилитель низких частот в домашних условиях можно сделать на базе микросхемы TDA 7294. Тут вам будет и мощная акустика с хорошим басами и прекрасный автоусилитель.

Вам потребуется:

• Источник питания на три десятка вольт. Устройство должно быть двухполярным.
• Конденсаторы и резисторы, номиналы которых будут указаны на схеме сборочного чертежа.

Важно! Такие усилки прекрасно работают на низких частотах и дают выходную мощность до 100 Ватт.

Малогабаритный усилитель для маленьких колонок

Тот факт, что устройство будет неподвижным, только вам на руку. Это позволит расширить выбор адаптеров питания, подойдет любой имеющийся на руках. Малые размеры и приятный внешний вид бюджетного прибора можно обеспечить, если следовать следующим правилам:

• Работать необходимо с очень качественной печатной платой.
• Использовать нужно корпус из металла или пластика, который должен быть довольно-таки прочным.
• Нужно умело орудовать паяльником, чтобы не замазать устройство припоем.
• Желательно использовать только готовые гнезда.
• Радиатор не должен касаться ничего, кроме самой микросхемы.

Усилитель на лампе

Такие устройства довольно дорогие, если вы сразу не имеете в наличии необходимых “исходников”. Радиолюбители старой школы всегда хранят у себя в шкафу небольшую коллекцию ламп и других полезных компонентов.

Схема простейшего усилителя звука

Давно искал принципиальную схему хорошего стереоусилителя. Я не фанат Hi-Fi, я просто хотел создать простой стереоусилитель, который мог бы управлять некоторыми динамиками для моего настольного компьютера.

Все схемы, которые я смог найти, похоже, включают в себя множество компонентов, которые трудно найти, или вам приходилось использовать их вместе с предварительным усилителем или каким-либо другим усилительным каскадом. Это всегда заставляло меня колебаться.

Но недавно я обнаружил эту классную маленькую микросхему под названием TEA2025! Вам понадобится всего несколько конденсаторов, чтобы сделать из него приличный стереоусилитель. Он настолько прост в сборке, что я склеил его на картон всего за несколько часов.

Стереоусилитель 2,5 Вт * 2

На принципиальной схеме усилителя показан стереоусилитель 2,5 Вт * 2. Вы также можете сделать из него моноусилитель мощностью 5 Вт. (Для получения дополнительной информации см. Техническое описание TEA2025)

На стороне входа следует использовать сдвоенный потенциометр.Двойной потенциометр позволяет подключать левый и правый каналы к одному потенциометру.

Этот усилитель отлично подходит для использования вместе с некоторыми динамиками для получения звука на вашем настольном компьютере. Я подумываю поставить такой на кухне и в ванной. Тогда, возможно, подключите их к моей домашней сети и транслируйте музыку с сервера =) Есть много возможностей, когда вы можете сделать такой дешевый усилитель.

Схема усилителя

и перечень деталей

Список запчастей

R2 900

Деталь	Значение	Описание
C1	100 мкФ	ПОЛЯРИЗОВАННЫЙ КОНДЕНСАТОР
C2	100 мкФ	КОНДЕНСАТОР ПОЛЯРИЗ.	C4	100 мкФ	ПОЛЯРИЗОВАННЫЙ КОНДЕНСАТОР
C5	100 мкФ	ПОЛЯРИЗОВАННЫЙ КОНДЕНСАТОР
C6	470 мкФ	ПОЛЯРИЗОВАННЫЙ КОНДЕНСАТОР
ПОЛЯРИЗ.	470 мкФ	ПОЛЯРИЗОВАННЫЙ КОНДЕНСАТОР
C9	0.22 мкФ	НЕПОЛЯРИЗОВАННЫЙ КОНДЕНСАТОР
C10	0,22 мкФ	НЕПОЛЯРИЗОВАННЫЙ КОНДЕНСАТОР
C11	0,15 мкФ	НЕПОЛЯРИЗОВАННЫЙ КОНДЕНСАТОР						ПОЛЯРИЗОВАННЫЙ КОНДЕНСАТОР
TEA2025	TEA2025B	Микросхема усилителя
SPKR1		Динамик 4-8 Ом
SPKR2		Динамик 4-8 Ом
10K	DUAL Potentiometer

Общая стоимость компонентов (без динамиков) составляет около 9 долларов.Самый дорогой компонент — потенциометр (примерно 3-4 доллара).

Скачать схему Eagle и макет платы

Вот схемы (Eagle), разводка печатной платы (Eagle) и файлы Gerber. Эта плата была изготовлена ​​в соответствии с правилами дизайна Seeed Studio (май 2013 г.).

Стереоусилитель-TEA2025- (Eagle)

Чем могу вам помочь?

Я хочу, чтобы больше людей создавали лучшие и крутые проекты. Каждый может стать лучше, даже если он абсолютный новичок или уже построил много трасс.

Дайте мне знать ваши комментарии и вопросы ниже!

Простая схема усилителя звука на одном транзисторе

Если вы хотите построить простой аудиоусилитель без запутанных компонентов, вы можете построить простую однотранзисторную схему аудиоусилителя, используя BC547 и резистор, конденсатор. Эта схема может управлять громкоговорителем 8 Ом и производить значительный звук. Для лучшего результата используйте источник постоянного тока напряжением 9 Вольт.

Два типа однотранзисторных схем аудиоусилителя, разработанных на транзисторе BC 547, здесь первый предназначен для усиления прямого аудиосигнала, а другой — для усиления аудиосигнала от конденсаторного микрофона в качестве предусилителя.

Принципиальная схема

Предварительный усилитель

Необходимые компоненты

1. Транзистор BC 547 (NPN) = 2
2. Резистор 2 кОм = 2
3. Резистор 10 кОм, 2,2 кОм каждый
4. Электролитический конденсатор 47 мкФ / 16 В
5. Электролитический конденсатор 1 мкФ / 16 В = 2
7. 9019 Громкоговоритель 9019 Громкоговоритель 9019

Строительство и работа

Чтобы построить схему усилителя, начните с транзистора BC 547 и подключите соответствующее смещение к клеммам коллектора, базы и эмиттера. Для первой схемы громкоговоритель напрямую подключен к клемме коллектора транзистора, а динамик схемы предварительного усилителя подключен через конденсатор связи C2.

Входной аудиосигнал для первой схемы подается на базу BC 547 через конденсатор C1 (47 мкФ) и резистор R1, связанный с коллектором, следовательно, достаточный аудиосигнал и напряжение смещения выше напряжения отсечки постоянно присутствует на клемме базы BC 547 и усиливает входной сигнал. рядом с пиком Vcc.

Входной аудиосигнал для второй схемы подается от конденсаторного микрофона, и он может обрабатывать электрический аудиосигнал с искажениями и шумами для улучшения аудиосигнала, необходимого для фильтрации и усиления входного сигнала.Для усиления микрофонного сигнала резистор R1 подключен на входе к Vcc, а конденсатор C1 отвечает за устранение искажений и передачу аудиосигнала на транзистор BC 547 Base. R2 действует как резистор связи коллектора, тогда выходной аудиосигнал принимается с клеммы коллектора и подается на громкоговоритель через конденсатор C2. Применяя смещение выше точки отсечки к транзистору, мы не можем получить звуковой сигнал с фазовым сдвигом.

Усилители звука

Усилители звука

---

Усилители звука умеренной мощности для небольших динамиков или другие легкие нагрузки могут быть сконструированы разными способами.Первый выбор обычно интегральная схема, предназначенная для этой цели, такая как LM386 или новые типы коммутации класса D, которые часто принимают цифровые данные вместо простых аудио напряжение. Дискретные конструкции также могут быть построены с доступными транзисторами или операционными усилителями и многие дизайны представлены в примечаниях производителей к применению. Использованы старые дизайны аудио межкаскадные и выходные трансформаторы, но стоимость и размер этих частей заставил их почти исчезнуть.Вот несколько простых в сборке схем аналогового аудиоусилителя для различных приложений для хобби:

---

Простой усилитель звука LM386

Этот простой усилитель демонстрирует LM386 в конфигурация (A = 200). Чтобы получить максимальное усиление всего 20, не учитывайте 10 мкФ. подключен от контакта 1 к контакту 8. Может быть реализовано максимальное усиление от 20 до 200 путем добавления выбранного резистора последовательно с тем же конденсатором 10 мкФ. 10к потенциометр даст усилителю регулируемый коэффициент усиления от нуля до этого максимум.

---

Я переместил эту схему в Площадь 50 как бы немного экспериментальный.

---

Удивительно низкий уровень шума Усилитель

Усилитель с удивительно низким уровнем шума использует преимущества прекрасные шумовые характеристики полевого транзистора 2SK117, который может похвастаться шумовым напряжением ниже 1 нВ / корень-Гц и практически отсутствует шумовой ток. Напряжение шума усилитель всего 1.4 нВ / корень-Гц при 1 кГц, увеличиваясь до 2,7 нВ / корень-Гц при 10 Гц. Шумовой ток сложно измерить, поэтому эта простая утилита Усилитель может видеть шум от резистора 50 Ом и резистора 100 кОм. (Шум 1,4 нВ, приведенный к входу, возрастет примерно до 1,7 нВ при сопротивлении 50 Ом. резистор, вместо короткого, и резистор 100 кОм даст указанное на входе шум около 40 нВ с очень небольшим вкладом усилителя.)

Этот усилитель представляет собой «служебный» усилитель с коэффициентом усиления 100, что обычно будет используется в лабораторных условиях для усиления крошечных сигналов для измерения или дальнейшего обработка.Он не предназначен для прямого подключения динамика или наушников. (Это вполне может управлять LM386.) Схема представляет собой простой дискретный транзистор. схема обратной связи с двумя каскадами усиления и уникальным выходным буфером класса A:

• 2sk117 относится к диапазону тока Idss «BL» и выбран для Idss около 7 мА. Резистор стока отрегулирован для достижения около 4 вольт на стоке, и значение зависит от Idss JFET.

• Большинство резисторов не критично, но значения точности показано, потому что резисторы должны быть металлопленочными для лучшего шума представление. Приблизительные значения постоянного напряжения показаны для помощи с резистором. выбор. Отклонение от указанного напряжения приведет к уменьшению доступной выходной мощности. колебания напряжения, но усилитель может нормально работать и для более слабых сигналов. Выгружен размах должен быть около 6 вольт, размах при входном размахе около 60 мВ, до искажения наблюдается.

• MPSA18 действует как фильтр шума. Здесь желателен высокий прирост чтобы сохранить разумную емкость конденсатора основного фильтра, но 2N4401 может быть заменяется уменьшением 10k и 120k в 5 раз. Фильтр по-прежнему будет снижаться напряжение шума от источника питания 15 В выше примерно 0,2 Гц. Но некоторые блоки питания могут быть действительно шумными!

• Конденсаторы 0,1 мкФ служат как шунтирующие конденсаторы, но в основном как клеммы для крепления компонентов.Это белые прямоугольники на Фото.

• Резистор обратной связи выбран с коэффициентом усиления ровно 100 и значение намного выше ожидаемого 1k из-за ограниченного усиления разомкнутого контура простая схема.

• Маленький резистор включен последовательно с выходом для стабильность, и этот резистор может немного уменьшить усиление при движении с более низким сопротивление нагрузки. Дизайнер может выбрать настройку усиления для этого конкретного нагрузка, скажем, 75 Ом, или для нагрузки с высоким сопротивлением.Схема может управлять более низким сопротивление более 100 Ом, но раскачка будет несколько ограничена. Это может можно не использовать резистор 33 Ом без проблем со стабильностью. (Как правило, такой сетевой усилитель управляет нагрузкой с гораздо более высоким сопротивлением, обычно 600 Ом или выше.) Примечание: чтобы дать вам представление о том, как вы может играть с выходным сопротивлением, я только что изменил серийный выход своего устройства резистор на 55 Ом и отрегулировал усиление на 35 дБ при нагрузке 75 Ом.Без нагрузки усиление ровно на 5 дБ выше при 40 дБ. Таким образом, у меня четное число выигрывает независимо от того, управляете ли вы инструментом на 75 Ом или устройством с высоким Z. Выходной буфер не имеет проблем с управлением общей нагрузкой 125 Ом с пределом качания около 3,5 вольт, п-п.

• Выходной каскад представляет собой необычную схему самосмещения, в которой PNP удерживает напряжение затвор-исток около 0,6 вольт, что приводит к некоторому запуску JFET. ниже его Idss. 2N5486 был выбран, чтобы не тратить слишком много тока, но более высокий Idss JFET при желании даст больше возможностей привода.

• Входное сопротивление: 47 МОм (устанавливается резистором смещения), шунтируется 20 пФ

• Выходное сопротивление: 36 Ом, устанавливается последовательным резистором плюс около 3 Ом. Ом от цепи. Мой резистор на 55 Ом, упомянутый выше дает выход Z около 58 Ом и ровно 5 дБ потерь усиления от холостого хода до 75 Ом.

• Размах выходного напряжения: 6 В (размах) в нагрузке с высоким сопротивлением.

• Усиление: 100 (40 дБ) устанавливается резистором обратной связи. Более низкий прирост может быть выбран для более широкой полосы пропускания.

• Частотная характеристика: ровная от 1 Гц до 2 МГц.

• Входной шум: 1,4 нВ, возрастающий до 2,7 нВ при 10 Гц. Шумовой ток имеет до сих пор ускользает от измерений, но это действительно мало. С резистором 97,3 кОм (100 кОм параллельно с 3,6 мегапикселями), подключенными ко входу, измеряется напряжение шума в пределах крошечной доли дБ от 40 нВ, так что ток шума практически отсутствует.Фактически, этот усилитель и выбранный резистор по своей природе создают точный шум. источник. Подключите 152 кОм через вход (в экранированной коробке), и у вас будет точный источник шума 5 мкВ / основной Гц во всем звуковом спектре (50 нВ раз 100). Быстрое измерение при 40 Гц дает 770 нВ / корень-Гц без подключения к сети; ожидается, что 47 МОм дадут 867 нВ. Это довольно близко и все еще небольшой шумовой ток от полевого транзистора.

Для еще большей производительности биполярные ступени могут быть заменен на малошумящий операционный усилитель.Входной шум немного снизится, возможно до 1 нВ, как и входная емкость, возможно, ниже 10 пФ. Компенсация Операционный усилитель может быть проблемой.

---

Вот еще версия с некоторыми интересные особенности. Есть двухтранзисторный шумовой шунт, который довольно эффективно очищает блок питания, и он будет хорошо работать с последовательным резистор всего 1 Ом. Но требуемый постоянный ток возрастает, если шум для шунтирования.Как и в случае со схемой «утонченности», она хороша только для удаления случайный шум, скажем, от трехполюсного регулятора, и будет перегружен большие шпоры или гул. Вот что он делает с тестовым источником (красный), вставленным в серия с блоком питания:

Для достижения наилучших результатов используйте транзисторы с высоким коэффициентом усиления. Обычный транзисторы дадут около 30 дБ отклонения, но значения резистора смещения могут необходимо изменить, чтобы увеличить ток примерно до 30 мА, в зависимости от от того, сколько шума нужно шунтировать.Схема имеет отличный минимальный уровень шума. Так что начните с хорошего источника питания, и шум будет выражаться в однозначных нановольтах. (Спайс думает меньше 1!)

Для специального применения, требующего минимальной нагрузки, усилитель включает обратную связь для начальной загрузки входной емкости до низкого значения (около 4 ПФ). Эта техника в сочетании с обратной связью с источником обычно приводит к ужасным звенит при некотором сопротивлении источника, но этот усилитель имеет только 1 дБ пика на худшее значение (около 30к).Запустить Моделирование LTSpice для просмотра кривых отклика для различных значений входного R (измените список по желанию). Щелкните правой кнопкой мыши команду .step param, чтобы оставить комментарий. выключите его и измените {R} на фиксированное значение, скажем 1 Ом, для проверки усилителя при сопротивление одиночного источника. Шум чуть ниже 1 нВ / корень герц. Этот усилитель работает до нижней части BCB для импеданса источника до 30 кОм. Это на данный момент это лишь небольшая реализация — следите за обновлениями.

Примечание: я подключил верх резистора 220 Ом непосредственно к источнику питания, чтобы уменьшить падение напряжения 4.Резистор 7 Ом. Если лишнее падение не проблема, схема работает немного лучше с верхом 220 Ом, подключенного к правой стороне резистора 4,7 Ом.

Когда я говорю «при использовании этой схемы питание может быть ужасным», я означает случайный шум, скажем, от трехполюсного регулятора LM7815 (сотни нВ / корень-Гц). Этот шумовой шунт не может работать с нерегулируемыми источниками или много огромных скачков мощности. Какой бы ни был шум, он будет генерировать ток в небольшом резисторе (при условии, что цепь работает) и в цепи должен иметь возможность шунтировать этот ток.При смещении 30 мА схема выдерживает около + — 25 мА, поэтому вышеуказанная схема с резистором 4,7 Ом может справиться с чуть менее 250 мВ p-p. Опустите резистор до 1 Ом и предел больше как 50 мВ p-p, вполне в пределах ожиданий для трехконтактного регулятора, но не способного удаления сильной пульсации или больших переходных процессов.

---

Источник белого шума

Вот 1 мкВ / корень-Гц источник шумового напряжения, который будет управлять нагрузкой 50 Ом с частотой ниже 10 Гц до более 500 кГц.Шунт шума фактически стабилизирует цепь от батареи. сопротивление, обычный путь обратной связи в таких простых схемах. Потребляемый ток меньше 20 мА.

Примечание: я подключил верх резистора 220 Ом непосредственно к источнику питания, чтобы уменьшить падение на резисторе 3,3 Ом. Если лишнее падение не проблема, схема работает немного лучше с верхом 220 Ом, подключенного к правой стороне 4.Резистор 7 Ом.

---

Компьютерный усилитель звука

Вот простой усилитель для поднятия уровня звука от маломощных звуковых карт или другие источники звука, управляющие маленькими динамиками, такими как игрушки или небольшие транзисторные радиоприемники. В Схема обеспечивает около 2 Вт, как показано. Детали не критичны и замены обычно работают. Два резистора 2,2 Ом можно заменить одним Резистор 3,9 Ом в каждом эмиттере.

---

4-транзисторный усилитель для малых устройств Приложения для динамиков

На схеме выше показан 4-транзисторный универсальный усилитель, подходящий для различных проектов, включая приемники, домофоны, микрофоны, телефонные приемные катушки и общий аудиомониторинг.Усилитель имеет схему развязки по мощности и полосу пропускания. ограничение для уменьшения колебаний и «катания на лодке». Ценности не особо критических и умеренных отклонений от указанных значений не будет. значительно ухудшить производительность.

Трехэлементные аккумуляторные батареи, обеспечивающие около 4,5 Вольт, рекомендуются для большинства Бестрансформаторные усилители звука, управляющие небольшими динамиками на 8 Ом. Срок службы батареи будет значительно длиннее, чем прямоугольная батарея на 9 В, и сопротивление ячейки останется меньше в течение срока службы батареи, что приводит к меньшим искажениям и проблемам со стабильностью.

Усилитель может быть модифицирован для работы от 9-вольтовой батареи, если необходимо, перемещая точка смещения выходных транзисторов. Понижение резистора 33к, подключенного со второго база транзистора относительно земли примерно до 10 кОм будет перемещать напряжение на выходе электролитического конденсатор примерно на 1/2 напряжения питания. Это изменение смещения дает больший размах сигнала перед происходит отсечение, и в этом изменении нет необходимости, если громкость достаточна.

Как и раньше, два 4.7 Ом резисторы могут быть заменены одним резистором 10 Ом последовательно с любым эмиттером.

---

Операционный усилитель звука

Вышеупомянутая схема представляет собой универсальный аудиоусилитель с низкой стоимостью. LM358 операционный усилитель. Дифференциальные входы обеспечивают отличную устойчивость усилителя к синфазным помехам. сигналы, которые являются частой причиной нестабильности усилителя. Пунктирное заземление представляет проводку в типичном проекте, показывающем, как вход датчика заземления может быть подключенным к земле в источнике звука, а не в усилителе, где присутствуют высокие токи.Если источником является опорный сигнал источника питания, то один из Входы усилителя подключены к положительному источнику питания. Например, NPN предусилитель с общим эмиттером может быть добавлен для очень высокого усиления и путем подключения дифференциальные входы через резистор коллектора, а не от коллектора к земле, дестабилизирующая обратная связь через источник питания значительно снижается. Кстати, LM358 — довольно плохой аудиоусилитель, и вы, возможно, захотите переключиться на лучший часть для уменьшения искажений.Откровенно говоря, для маленького настольного усилителя вы никогда не обратите внимание на искажение.

Мой служебный усилитель был встроен в алюминиевый корпус Bud и со временем заканчивался болтами к нижней части полки, как показано. Хорошо воспитанный и готовый к работе усилитель действительно кстати.

---

Crystal Radio (и другое назначение) Усилитель звука

Вот простой аудиоусилитель, использующий шунтирующий стабилизатор TL431.Усилитель обеспечит объем, заполняющий комнату, от обычного кристаллического радиоприемника, снабженного длинным проводом антенна и хорошее заземление. Схема такой магнитолы по сложности аналогична простой однотранзисторной. радио, но производительность выше (за исключением потрясающего однотранзисторный рефлекс). TL431 доступен в корпусе TO-92 и он выглядит как обычный транзистор, поэтому ваши друзья-любители будут впечатлены объем, который вы получаете только с одним транзистором, и усилитель можно использовать для другого проекты тоже.Также можно использовать наушники и динамики с более высоким импедансом. Наушник от старый телефон подарит оглушительную громкость и большую чувствительность! Резистор на 68 Ом может быть увеличено до нескольких сотен Ом при использовании наушников с высоким сопротивлением для экономии заряд батареи.

Вот усилитель, используемый для усиления выхода из простого кристалла. радио. Регулятор громкости находится внизу слева, а остальные компоненты на клеммная колодка внизу рисунка.Это действительно быстрый и легкий звук усилитель звука!

---

Усилители звука класса A

Аудиоусилитель класса A довольно расточителен, но когда много мощность доступна, простота привлекательна. Вот простой транзистор Дарлингтона пример, предназначенный для использования с блоком питания 5 вольт:

Эта и следующие схемы не для начинающих; они имеют ограниченную полезность и требуют понимания основные принципы и потенциальные применения.Все они проходят через DC громкоговоритель, который расточителен и может вызвать проблемы у неопытных строитель. Если они построены без изменений, они должны работать, как описано, но делать обязательно прочтите текст.

5 Вольт должны подаваться от регулируемого источника питания. Эффективность ниже 25%, и в динамике протекает значительный постоянный ток, и эта дополнительная мощность должно соответствовать номинальной мощности динамика. Но посмотрите, как это просто! В коэффициент усиления по напряжению составляет всего около 20, а входное сопротивление составляет около 12 кОм.Схема показывает два значения резистора смещения, которые должны использоваться с соответствующим импедансом динамика. С Резистор смещения 150 кОм и динамик 8 Ом, схема потребляет около 210 мА (1 Вт) и может доставляет около 250 мВт на динамик, что достаточно для большинства небольших проектов. Динамик должен быть рассчитан на 500 мВт или более и иметь сопротивление постоянному току. около 8 Ом (возможно, 7 Ом). Проверить кандидата в громкоговорители омметром; намного ниже 7 Ом вызовет чрезмерное потребление тока.С резистором 220 кОм и динамиком 16 Ом Схема потребляет около 100 мА (500 мВт) и выдает около 125 мВт на динамик. 16 Ом динамик должен быть рассчитан на 200 мВт или более и иметь сопротивление постоянному току почти 16 Ом. (Большинство маленьких динамиков имеют сопротивление постоянному току, близкое к номинальному импедансу, а это сопротивление используется для установки уровня тока покоя в этой схеме.) Другие NPN транзисторы Дарлингтона будет работать, но выберите тот, который может рассеивать минимум 1 ватт. Большинству типов мощности не требуется радиатор, но крошечные TO92 могут перегреться.

Если неэффективность класса A вас еще не разубедила, вот 4-транзисторный усилитель для слабых сигналов:

Входное сопротивление составляет около 5000 Ом, а частотная характеристика ровная. от 30 Гц до более 20 000 Гц. С динамиком на 8 Ом потребляемый ток составляет около 215 мА и усиление около 1700 (64 дБ). С динамиком на 16 Ом коэффициент усиления по току составляет около 110 мА. и усиление около 2500 (68 дБ).Регулятор громкости можно добавить, подключив один конец потенциометра 5k на массу, дворник на вход усилителя. Другой конец горшок становится входом.

Посмотрим правде в глаза; практически любой из различных усилителей звука IC дает больше смысл, чем этот неэффективный дизайн. Но в этой схеме используются детали только с 3 ножками. Умм, это не использует конденсаторы большой емкости, за исключением шунтирования источника питания. Давайте посмотрим, это больше веселье. Что ж, давайте посмотрим, сможем ли мы создать проект, в котором используются преимущества неэффективность:

Итак, что это?

Это модулированный световой излучатель! Подключите вход к источнику звука или микрофон (динамик будет работать) и звук будет амплитудно модулировать свет интенсивность.Неэффективность класса-А сейчас работает в нашу пользу, зажигая лампу до средняя яркость без звука. Собственно при лампочке на 4,7 вольта лампа будет почти полной яркости и будет «перегружен» на пиках звука. Лампа с более высоким напряжением прослужит дольше, но будет тусклее. Попробуйте лампочку на 6,8 вольт как компромисс. С чувствительным детектором, таким как фототранзистор, этот коммуникатор проработает несколько сотен футов (ночью). Наилучший диапазон реализуется, если Лампа устанавливается в типичный отражатель фонарика, и детектор устанавливается аналогичным образом.Входной конденсатор уменьшен до 0,01 мкФ, чтобы придать усилителю характер высоких частот. компенсировать медленный отклик лампочки. В любом случае звук будет немного приглушенным. Умный дизайнер мог бы использовать этот усилитель и для ресивера, переключая динамик. на вход для передачи и на выход для прослушивания. Если вы выберете детектор с хорошим инфракрасным откликом, как контактный фотодиод, вы можете добавить пластиковые ИК-фильтры к заблокируйте окружающий свет и сделайте коммуникатор более заметным в ночное время.

Повышение напряжения до 12 В постоянного тока, замена лампочки на 3 ваттную, Динамик на 16 Ом и замена 0,01 мкФ на 1 мкФ дает аудиоусилитель, который обеспечивает мощность звука почти 1 ватт. Однако динамик нагревается! (Из-за почти 2 мощность постоянного тока в катушке динамика.)

---

Усилитель класса A — SoundBridge

Что такое усилитель класса А?

Наиболее часто используемый тип конфигурации усилителя мощности — это усилитель класса А.Усилитель класса A — это простейшая форма усилителя мощности. Он использует один переключающий транзистор в стандартной конфигурации схемы с общим эмиттером, как было показано ранее, для создания инвертированного выхода. Транзистор всегда смещен в положение «ВКЛ», так что он проводит в течение одного полного цикла формы входного сигнала. Он производит минимальные искажения и максимальную амплитуду выходного сигнала. Это означает, что конфигурация усилителя класса A является идеальной рабочей моделью. Это связано с тем, что не может быть кроссовера или искажения при выключении выходного сигнала даже во время отрицательной половины цикла.Выходные каскады усилителя мощности класса A могут использовать один силовой транзистор или пары транзисторов, подключенных для разделения высокого тока нагрузки.

Входной сигнал

Усилитель

класса A использует 100% входного сигнала (угол проводимости Θ = 360 °). Активный элемент остается вести все время. Усиливающие устройства, работающие в классе А, работают во всем диапазоне входного цикла. Усилитель класса A отличается тем, что устройства выходного каскада смещены для работы класса A.Подкласс A2 иногда относится к каскадам класса A на электронных лампах, которые управляют сеткой слегка положительно на пиках сигнала для немного большей мощности, чем стандартный класс A (A1, где сетка всегда отрицательна). Однако это приводит к более сильному искажению сигнала.

Дизайн

Конструкции класса A могут быть проще, чем конструкции других классов. Конструкции класса -AB и -B требуют наличия двух подключенных устройств в цепи (двухтактный выход), каждое из которых обрабатывает половину сигнала.Напротив, класс A может использовать одно устройство (несимметричное). Усиливающий элемент смещен, поэтому устройство всегда проводит, ток коллектора (для транзисторов; ток стока для полевых транзисторов или ток анода / пластины для электронных ламп) близок к наиболее линейной части его кривой крутизны. .

Поскольку устройство никогда не «выключается», нет времени «включения», нет проблем с хранением заряда. Как правило, лучше высокочастотные характеристики и стабильность контура обратной связи (и обычно меньше высших гармоник).Точка, в которой устройство приближается к «выключению», не соответствует «нулевому сигналу». Таким образом, проблема кроссоверных искажений, связанная с конструкциями классов AB и B, не существует. Это лучше всего подходит для радиоприемников с низким уровнем сигнала из-за низкого уровня искажений.

Недостатки

Усилители

класса А неэффективны. Максимальный теоретический КПД 25% достигается при использовании обычных конфигураций. Однако 50% — это максимум для трансформатора или конфигурации с индуктивной связью.В усилителе мощности это не только тратит впустую энергию и ограничивает работу с батареями. Но это увеличивает эксплуатационные расходы и требует более мощных устройств вывода. Неэффективность возникает из-за постоянного тока, который должен составлять примерно половину максимального выходного тока, и большая часть напряжения источника питания присутствует на выходном устройстве при низких уровнях сигнала. Если цепи класса A требуется высокая выходная мощность, источник питания и сопутствующее тепло становятся значительными. На каждый ватт, подаваемый на нагрузку, сам усилитель в лучшем случае использует дополнительный ватт.Для усилителей большой мощности это означает огромные и дорогие блоки питания и радиаторы.

Поскольку выходные устройства постоянно работают на полную мощность (в отличие от усилителя класса A / B), у них не будет такого длительного срока службы, если только усилитель не будет специально сконструирован с учетом этого, что увеличивает стоимость обслуживания или проектирование усилителя.

Исходные тексты

https://en.wikipedia.org/wiki/Power_amplifier_classes?fbclid=IwAR1DdxZGKjcEA_jLe4gdRz6ABafG0CVecs2je-_97cdnRoIzXQZM3yMDM1w

Самый простой мостовой адаптер для усилителей

Самый простой мостовой адаптер для усилителей

Elliott Sound Products

пр.20

© 1999, Род Эллиотт — ESP

---

На другой странице моего проекта (см. Проект 14 — Мостовой адаптер усилителя мощности) есть дизайн простого дополнительного мостового адаптера для стереофонических усилителей мощности.Однако есть еще более простой способ, если у вас есть (или вы можете отследить) соответствующий участок схемы усилителя.

Почти все современные усилители используют пару с длинным хвостом в качестве входа и усилителя ошибки (усилитель ошибки — это LTP, который обнаруживает любое изменение между своими входами — напряжение ошибки — и корректирует его). Вход подключен к базе одного из транзисторов LTP, а обратная связь — к другому. Сигнал обратной связи ослабляется в сети на величину, равную коэффициенту усиления усилителя.

При подключении выхода одного усилителя к точке обратной связи в другом, используя сопротивление, равное сопротивлению резистора обратной связи, второй усилитель будет иметь коэффициент усиления сигнала, равный единице, и будет инвертирован, поскольку обратная связь всегда применяется к инвертирующий вход.

Рисунок 1 — Усилители мощности с перекрестным подключением для достижения мостового соединения

На рис. 1 показано, как это делается, и для ясности усилители мощности показаны как операционные усилители (каковыми они и являются, за исключением того, что в них используются дискретные компоненты и они немного больше).Новые соединения для «добавленного резистора» показаны стрелками. Чтобы это сработало, вы должны уметь однозначно идентифицировать 3 важные вещи:

• Инвертирующий вход второго усилителя
• Точное значение используемого резистора обратной связи
• Фактическая выходная точка усилителя (где подключается выход динамика или на входе катушки индуктивности, если используется)

Не поддавайтесь искушению отключать сеть аттенюатора обратной связи, поскольку ни один усилитель мощности, который я когда-либо видел, не был бы стабильным при единичном усилении.»Да, но …». Я знаю — я только что сказал, что мы заставим второй канал работать с единичным усилением, в режиме инвертирования. Это не проблема, поскольку усилитель по-прежнему считает, что работает с нормальным усилением (обычно около 30 дБ), потому что аттенюатор обратной связи все еще в цепи, и мы ослабляем входной сигнал с помощью резистора с таким же значением как резистор обратной связи.

Это «добавленный резистор» на рисунке 1. Убедитесь, что этот резистор взят из выходной точки усилителя (но перед выходной катушкой индуктивности, если она используется).Если снимать с электрически подключенной точки, которая на самом деле не является выходом, могут появиться искажения. Например, конец одного или другого силового резистора может выглядеть как выход, но может иметь от 20 до 50 мм дорожки печатной платы до достижения точки, откуда берется вывод к клемме динамика. Это может показаться не таким уж большим, но может иметь большое значение в искажении.

Если вы запутались, не волнуйтесь. Посмотрите еще раз на схему на рисунке 1, и вы увидите, что сделано.Вход второго усилителя должен быть заземлен, как показано (с помощью дополнительного резистора 100 Ом), чтобы предотвратить наводку шума. Резистор не принципиален.

Рисунок 2 — Пример усилителя мощности канала 2 на основе P3A

Пример показан выше. Это основано на проекте 3A и показывает только «подчиненный» канал (канал 2). Другой канал (канал 1) используется нормально, и входной сигнал для вышеуказанного берется непосредственно с выхода канала 1.

Первоначально я использовал эту технику еще в 1970-х, и результаты были предсказуемыми и надежными.В то время было построено очень много усилителей, особенно мостовых, с резистором перекрестной обратной связи и заземлением вторичного входа, встроенными в печатную плату.

Основным преимуществом этого метода моста является то, что не требуются дополнительные компоненты (что означает, что он дешевый), и нет необходимости в источнике более низкого напряжения для питания операционных усилителей, необходимых для обычного мостового адаптера. Результаты, по крайней мере, такие же хорошие, как и при использовании внешней схемы, но вы должны быть готовы модифицировать свой усилитель.Это не лучшая идея, если на гарантии !

Там — это минус. Большинство усилителей и имеют почти неслышный стук при включении и выключении, и стук усиливается этой техникой. С некоторыми усилителями стук может быть довольно громким, поэтому сначала проверьте его с помощью динамика. Если это окажется проблемой, используйте метод, описанный в Проекте 14.

Всегда помните, что когда усилитель работает в мостовом режиме, кажется, что он управляет ½ нормального импеданса нагрузки, поэтому убедитесь, что каждый канал вашего стереоусилителя способен управлять 4 Ом, если вы планируете работать в стандартном режиме. Громкоговоритель 8 Ом.Если предполагается нагрузка 4 Ом, то каждый усилитель должен работать с нагрузкой 2 Ом. Прежде чем продолжить, проверьте характеристики усилителя, иначе из транзисторов выйдет дым, которые перестанут работать ¹.

При желании можно использовать переключатель SPDT, позволяющий переключать усилитель из режима моста обратно в нормальный режим. Это отключит 100 Ом и дополнительные резисторы, чтобы перевести усилитель в нормальный режим работы. Обратите внимание, что в мостовом режиме используется только левый вход, а клемма + ve динамика (красный) подключается к левому выходу усилителя, чтобы сохранить правильную полярность системы.

¹ Существует популярная теория о том, что все электронное оборудование фактически использует дым для своей работы, поэтому, когда он выходит, устройство больше не может Работа. Практический опыт, кажется, подтверждает это, и я никогда не видел, чтобы устройство работало после того, как вышел дым. Так много всего этого об университете «дырки», «основные носители» и электроны. (Примечание: изолированный провод должен содержать большое количество дыма, потому что он будет продолжать работать даже после того, как заполнил всю мастерскую едким дымом.)

---

Перемычка трансформатора

Есть еще один вариант, хотя и относительно дорогой, но чрезвычайно эффективный. Для создания сигнала с обратной фазой для второго усилителя мощности можно использовать трансформатор, но в идеале трансформатор должен иметь двойные вторичные обмотки, чтобы гарантировать, что уровень сигнала будет близок к одинаковому для каждого канала. Схема показана ниже.

Рисунок 3 — Трансформаторная мостовая схема

Два канала усилителя питаются от противофазных обмоток трансформатора.Источник сигнала может быть симметричным или несимметричным и должен иметь довольно низкий импеданс. Для вторичной обмотки трансформатора сети Zobel не показаны, поскольку они относятся к конкретному компоненту. При необходимости производитель обычно предоставляет информацию. Требуемый импеданс трансформатора зависит от импеданса источника, но 10 кОм, вероятно, подойдет для большинства систем.

Вы должны убедиться, что трансформатор может работать с максимальным уровнем, необходимым для получения полной мощности от усилителей.Это зависит от системы и наименьшей интересующей частоты. Усилители, используемые для баса, потребуют трансформатора большего размера, чем те, которые используются на более высоких частотах (при условии использования активных кроссоверов). Для получения дополнительной информации о трансформаторах линейного уровня см. Раздел «Трансформаторы для слабосигнального аудио».

---

---

Основной индекс Указатель проектов

Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, помимо прочего, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и © 1999.Воспроизведение или переиздание любыми средствами, электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещено международными законами об авторском праве. Автор (Род Эллиотт) предоставляет читателю право использовать эту информацию только для личного использования, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки при создании проекта. Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта.

Журнал изменений: страница создана, авторские права © 1999./ Обновлено апрель 2015 г. — улучшена читаемость рисунка. / Июль 2018 г. — добавлена ​​опция преобразователя и пример на Рисунке 2.

Как работают усилители | HowStuffWorks

В основе большинства усилителей лежит транзистор . Основными элементами транзистора являются полупроводники, материалы с различной способностью проводить электрический ток. Обычно полупроводник состоит из плохого проводника, такого как кремний , в который было добавлено примесей, (атомы другого материала).Процесс добавления примесей называется легированием .

В чистом кремнии все атомы кремния идеально связаны со своими соседями, не оставляя свободных электронов для проведения электрического тока. В легированном кремнии дополнительные атомы изменяют баланс, либо добавляя свободные электроны, либо создавая дырок, , куда электроны могут уходить. Электрический заряд перемещается, когда электроны перемещаются от отверстия к отверстию, поэтому любое из этих добавлений сделает материал более проводящим. (Полное объяснение см. В разделе «Как работают полупроводники».)

Полупроводники N-типа характеризуются дополнительными электронами (которые имеют отрицательный заряд). Полупроводники P-типа имеют множество дополнительных дырок (которые имеют положительный заряд).

Давайте посмотрим на усилитель, построенный на основном биполярном транзисторе . Этот вид транзистора состоит из трех полупроводниковых слоев — в данном случае полупроводник p-типа , зажатый между двумя полупроводниками n-типа .Эту структуру лучше всего представить в виде полосы, как показано на схеме ниже (реальная конструкция современных транзисторов немного отличается).

Первый слой n-типа называется эмиттером , слой p-типа называется базой , а второй слой n-типа называется коллектором . Выходная цепь (схема, которая управляет динамиком) подключена к электродам на эмиттере и коллекторе транзистора. Входная цепь соединяется с эмиттером и базой.

Свободные электроны в слоях n-типа естественно хотят заполнить дыры в слое p-типа. Свободных электронов намного больше, чем дырок, поэтому дырки заполняются очень быстро. Это создает зоны истощения на границах между материалом n-типа и материалом p-типа. В зоне истощения полупроводниковый материал возвращается в свое исходное изолирующее состояние — все дырки заполнены, поэтому нет свободных электронов или пустых пространств для электронов, и заряд не может течь.Когда зоны обеднения толстые, очень небольшой заряд может перемещаться от эмиттера к коллектору, даже если между двумя электродами существует сильная разница напряжений.

В следующем разделе мы увидим, что можно сделать, чтобы изменить эту ситуацию.

Усилитель — обзор | Темы ScienceDirect

1.1 DDoS-атаки

Атаки типа «отказ в обслуживании» (DoS) в настоящее время являются одной из самых больших проблем в Интернете. Это относится к злонамеренным попыткам помешать законным пользователям получить доступ к запрошенным ресурсам путем истощения полосы пропускания или истощения самого ресурса.Распределенный отказ в обслуживании (DDoS) — это масштабная DoS-атака, которая распространяется в Интернете. Каждый компьютер, имеющий доступ к Интернету, может вести себя как злоумышленник. Обычно истощение полосы пропускания можно разделить на атаки флуда и усиления. Атаки Flood могут быть выполнены путем генерации пакетов ICMP или пакетов UDP, в которых он может использовать стационарный или случайный порт. Атаки Smurf и Fraggle используются для усиления атаки (Specht & Lee, 2004). DDoS Smurf-атака — это пример атаки с усилением, когда злоумышленник отправляет пакеты на сетевой усилитель с подменой обратного адреса на IP-адрес жертвы (Specht and Lee, 2004).

Сетевой усилитель — это система, способная поддерживать широковещательную адресацию. Атаки с использованием искаженных пакетов и протоколов — два наиболее важных способа истощения ресурсов. В настоящее время каждый из них может вызывать различные типы атак на уровне приложений (Yu, Lu, Fang, & Li, 2009). DDoS-атака прикладного уровня — это DDoS-атака, которая использует протокол связи и отправляет запросы, которые неотличимы от законных запросов на сетевом уровне. Более того, большинство протоколов прикладного уровня, построенных на TCP, взаимодействуют с пользователями с помощью сеансов, которые включают один или несколько запросов (Yu et al., 2009). HTTP1.0 / 1.1, FTP и SOAP являются примерами протоколов прикладного уровня. DDoS-атака на прикладном уровне подразделяется на один из следующих типов или их комбинацию (Ranjan, Uysal, Swaminathan, & Knightly, 2006):

1.

Скорость запросов на соединение сеанса, отправленных атакой наводнения сеанса, превышает законные пользователи.

2.

Атака с запросом лавинной рассылки отправляет сеансы, содержащие больше запросов, чем обычно.

3.

Асимметричная атака отправляет сеансы с большим количеством запросов с высокой нагрузкой.

Ограниченная полоса пропускания и мощность ресурсов являются основными слабыми местами серверов, и для преодоления этих проблем мы должны определить для них определенный пороговый уровень, поскольку они гарантируют качество обслуживания (QoS). Коэффициент ложного отклонения (FRR) — это доля отклоненных запросов от общего числа запросов от законных пользователей. Точно так же коэффициент ложного принятия (FAR) можно определить как долю принятых запросов от общего количества запросов от нелегальных пользователей или злоумышленников.Хотя хороший механизм защиты от DDoS-атак должен снижать как FAR, так и FRR, снижение FRR имеет большее значение для удобства пользователей. Скорость передачи пакетов используется большинством существующих схем в качестве метрики для ограничения атакующих (Li, Chang, & Chan, 2005). Использование скорости передачи пакетов в качестве метрики для ограничения ущерба от злоумышленников заключается в том, что, если источник атак может быть идентифицирован и прослежен постепенно, шаг за шагом, к источнику (или как можно ближе), тогда ограничение скорости может быть ограничено. используется для ограничения масштаба и ущерба от атак.Одним из известных отслеживаемых пакетов для поиска источника атак является схема IP-трассировки, предложенная (Park & ​​Lee, 2001Park and Lee, 2001aPark and Lee, 2001b), в которой пакеты маркируются случайным образом для отслеживания маршрутов атакующих пакетов. Ограничение скорости снижает скорость пакетов, пропускаемых через маршрутизаторы или шлюзы. Возможно, что интеллектуальные злоумышленники смогут регулировать скорость передачи пакетов в зависимости от ответа сервера, чтобы избежать обнаружения. Напротив, посещение журналов истории клиентов трудно изменить, а данные, используемые при оценке доверия, защищены с помощью криптографии.Следовательно, использование доверия в качестве критерия оценки будет более надежным при DDoS-атаках на уровне приложений. Одно из основных свойств нашего решения для выявления и смягчения DDoS-атак, которое отличается от других решений, — это способ, которым маршрутизаторы и межсетевые экраны взаимодействуют друг с другом, чтобы максимально снизить FRR и FAR.

DDoS может отключать основные веб-сайты на несколько часов за раз (Dean & Stubblefield, 2001). Злоумышленники могут взломать сотни или тысячи компьютеров или машин и установить свои собственные инструменты для злоупотребления ими.Затем они используют эти машины-зомби для запуска DDoS-атаки, как показано на рисунке 1.1. Некоторые инструменты даже используют зашифрованную связь между злоумышленником и машинами-зомби. Чтобы максимально затруднить обнаружение зомби-машин, эти инструменты подделывают исходный IP-адрес в генерируемом ими трафике.

Рис. 1.1. Одна зомби-сеть выполняет DDoS-атаку.

Инструменты работают с использованием грубой силы, что означает, что генерируется случайный трафик (может быть с политическим сообщением), нацеленный на конкретную машину.Большинство веб-сайтов могут вывести из строя, генерируя гигабайт в секунду трафика, нацеленного на одну машину. Например, злоумышленник может легко управлять атакой, чтобы сайты электронной коммерции оставались доступными, но пользователи Интернета не могли совершать какие-либо покупки. Такая атака возможна при нацеливании на защищенный сервер, который вместо этого обрабатывает платежи по кредитным картам. Чтобы сделать подключение клиентов к таким серверам как можно более безопасным, протокол SSL / TLS позволяет клиенту запрашивать сервер для выполнения дешифрования RSA, не выполнив предварительно какую-либо работу.Одним из основных недостатков дешифрования RSA является то, что это дорогостоящая операция. Лишь несколько защищенных сайтов могут обрабатывать 4000 RSA-дешифровок в секунду (Dean and Stubblefield, 2001). Если предположить, что для частичного подтверждения SSL требуется 200 байт, то 800 КБ / с достаточно, чтобы парализовать сайт электронной коммерции. Такой небольшой объем трафика скрыть намного проще. Следовательно, это может быть основной причиной того, что DDoS-атака может вывести из строя даже очень мощный сервер или маршрутизатор, прежде чем предпринимать какие-либо меры противодействия.До сих пор многие интернет-компании столкнулись с DDoS-атаками. Эти атаки не только создают некоторые проблемы для пользователей Интернета, но также наносят серьезные финансовые потери целевым интернет-компаниям, чей бизнес зависит от доступности в сети, например Amazon, ebay, Zappos и т.