A hangszóró BJT erősítő funkciója

Helyezzünk néhány alkatrész hivatkozási jelölőt az ábrádra.

Mindig számozzon minden részt. Akkor könnyű megbeszélni a diagramot. A “második tranzisztor emitteres ellenállása” helyett csak R5-et mondunk.

• C1: Ez egy olyan kapcsoló kondenzátor, amely lehetővé teszi az AC jel áthaladását, de blokkolja az egyenáramot. Védi a mikrofon tekercsét attól, hogy egyenáramot kapjon az erősítő előfeszítő áramkörétől, és megvédi az erősítő előfeszítő áramkörét attól, hogy a mikrofon impedanciája megzavarja. A C1 továbbítja a mikrofon feszültségingadozásait, ráhelyezve őket előfeszültség R1 és R2 között.

• R1 és R2: Ezek az ellenállások feszültségosztót alkotnak, létrehozva a Q1 tranzisztor bázisának feszültség-osztó torzítását. 9 V-os tápegységből , R2 körülbelül 1 V-ot fog fejleszteni. Ez elegendő ahhoz, hogy a Q1 bázis kereszteződését előrehozza, a tranzisztort bekapcsolva.

• Q1: Ez a BJT az első erősítés szíve fokozatú, közös emitteres (CE) feszültségerősítő. Feladata az alapáram változásainak átalakítása, amelyeket a C1 fölött érkező mikrofon feszültségváltozásai okoznak, az R3, R4 és C2 kollektor-emitter áramkörön keresztül áramváltozatokká.

• R3: Ez a CE feszültségerősítő szakasz terhelési ellenállása. A Q1 által vezérelt áramváltozások az R3-nak feszültséget fejlesztenek. Ez a feszültség a Q1 szakasz kimenete, közvetlenül a Q2 alapjába továbbítva. A feszültség a mikrofonjelhez képest megfordul. Amikor a jel pozitívan ingadozik, több áram áramlik át az R3-on, ami nagyobb feszültségesést eredményez. Az R3 teteje a 9V-os sínhez van rögzítve, így a nagyobb feszültségesés azt jelenti, hogy az R3 alja negatívabban leng.

• R4: Ez az emitteres ellenállás visszacsatolást biztosít a Q1 egyenáramú előfeszítésének stabilizálására. Az R1 és R2 által előidézett torzítás bekapcsolja Q1-et, a fent említett körülbelül 1 V feszültség alkalmazásával. Ez azt eredményezi, hogy az áram átfolyik a tranzisztoron. Ez az áram feszültséget okoz az R4-ben. A tranzisztor ezen a feszültségen “lovagol”. Tehát a feszültség ellenzi az 1 V előfeszítést. Egyes ökölszabály-számítások szerint az R4 körülbelül 0,3 V-ot fog kifejleszteni, ez az a feszültség, amely akkor marad meg, amikor az R 1 és R2 közötti 1 V-os előfeszültséget vesszük, és kivonjuk az alap-emitter feszültség-csökkenését 0,7 V-ra. Ez a 0,3 V 1500 ohm felett azt jelenti, hogy kb. 0,2 mA kollektoráram áramlik át a tranzisztoron, nyugalomban. Ez az előfeszítő áram a 10K R3 ellenálláson is átáramlik, ahol 2 V feszültséget vált ki. Tehát a Q1 kimenete kb. 2 V-mal torzul a 9 V-os sín alatt.

• C2: Ez a kondenzátor megkerüli az R4 ellenállást az AC jelekhez. Az R4 ellenállás visszacsatolással bír. Az erősített áram áthalad az R4-en és feszültséget fejleszt, és a Q1 ezen a feszültségen felül halad. Az erősítendő feszültség a bemenet és az emitter közötti különbség. Tehát az R4 negatív visszajelzést ad, ami csökkenti az erősítést. A C2 bevezetésével megszabadulunk ettől az AC jelek visszajelzésétől. Az AC jelek nem tapasztalnak negatív visszacsatolást, ezért ezeknél a jeleknél az erősítés sokkal nagyobb. R3 és R4 stabil DC-torzítást biztosítanak a Q1 számára, és a C2 “csal” körülötte, ami nagyobb erősítést eredményez az AC számára, így az erősítő szélesebb lengéssel rendelkezik az előfeszítési pont körül (ami, emlékeztetve, körülbelül 2 V-kal van a villamos sín alatt) ). Sok feszültségerősítésre van szükség, mert a mikrofonok meglehetősen kicsi jelet adnak ki, és az összes erősítést egyetlen fokozat végzi.

• 2. kérdés: Ez a tranzisztor egy áramot erősítő emitter-követő szakasz. Vegye figyelembe, hogy az előző szakaszban nincs az R3-hoz hasonló terhelési ellenállás. Ehelyett a kimenetet az R5 emitteres ellenállás tetejéről veszik.

• R5: Itt az történik, hogy az R5 ellenállás teteje követi a Q2 alapjára alkalmazott feszültséget. . Egyszerűen ez a feszültség, mínusz 0,7 V. Amint az alap feszültsége ingadozik, az R5 ellenállás tetején lévő feszültség ugyanazon a lengésen megy keresztül.Ezt a feszültséget a hangszóróra a C3-on keresztül alkalmazzák.

• C3: Egy másik blokkoló kondenzátor. Megakadályozza az egyenáram áramlását a hangszóróba, ami károsíthatja a hangszórót, és sokkal nagyobb torzító áramot okozna a Q2-n keresztül, mivel a hangszóró impedanciája sokkal alacsonyabb, mint az R5-ösé.

• C2: Ez egy tápegység-leválasztó kondenzátor. Az áramkörben több helyen az AC jelek a 9 V-os sínen vagy a közös visszatérésen (földön) keresztül térnek vissza az áramforrásba. Ezek az áramok képesek feszültség a tápegység belső impedanciáján keresztül. A C2 rövidzárlatot biztosít ezeknek az AC jeleknek. Az áramellátás leválasztása nélkül a Q2 áramváltozásai visszavezethetők a Q1 szakaszba, és ez oszcillációkat idézhet elő. A C2 segít a kóbor zajok megtartásában is. az áramellátás, például az áramellátás hullámzása nem befolyásolhatja az áramkört. A másik módja annak, hogy a kondenzátor áramot szolgáltasson a Q2 hirtelen bekövetkező igényeire.

A Q2 fokozatra azért van szükség, mert annak ellenére, hogy nem erősíti a feszültséget, felerősíti az erőt mert képes nagyobb áramot leadni, mint a Q1. A Q1 R3 terhelési ellenállással rendelkezik, ami meglehetősen nagy kimeneti impedanciát ad. Ha a hangszórót a Q1 fokozat kimenetéhez csatlakoztatnák, aligha jönne ki belőle hang, mert a Q1 fokozat nem képes csak 8 ohmos terhelésre fenntartani a feszültségét. A Q2-nek nincs kollektorellenállása, ezért a kimeneti impedancia alacsony. Az áramingadozások szabadon áramlanak az áramforrásból, a tranzisztor kollektorán keresztül és a C3-on át a hangszóróig.

A Q1 fokozatra azért van szükség, mert a Q2 köré épített jelenlegi vezetési fokozatnak nincs feszültségnövekedés. A Q2 szakasz önmagában képes levenni a mikrofon feszültségét, és átadni a hangszórón. Most jobb lenne, mint a mikrofont közvetlenül a hangszóróhoz csatlakoztatni, mert a mikrofont elkülönítik a hangszóró alacsony impedanciájának vezetésétől. De ennek ellenére egyszerűen nem lenne elég hangos. Az ésszerűen hangos hang előhívása a hangszóróról sokkal magasabb feszültségszintet igényel.

A feszültség erősítésének, majd az áram erősítésének feladata, amely lehetővé teszi, hogy ezt a feszültséget alacsony impedanciájú terhelésen, például hangszóró, ezeket a legjobban külön lehet megvalósítani.

Megjegyzések

• Csak egy gyors pedáns megjegyzés az R5-ről, C3-ról és a hangszóróról. A jelek esetében az emitter ” látja ” az R5 és a hangszóró impedanciájának párhuzamos kombinációját (feltételezve, hogy a C3 csatlakozás impedanciája elhanyagolható jelek). Mivel a hangszóró impedanciája viszonylag kicsi, egy jel szempontjából az R5 gyakorlatilag ” nincs ott “. Más szavakkal, az R5, hasonlóan az R4-hez, hatékonyan megkerülhető a jelek esetében. AC elemzési szempontból a Q1 ‘ s emitter látja a talajt, a Q2 ‘ s emitter pedig valamivel kevesebb, mint 8 ohmot. Tehát ‘ nem egészen helyes azt állítani, hogy a kimeneti feszültséget a hangszóróra a C3-on keresztül alkalmazzák.

A BJT tranzisztor egy áramerősítő, amikor az alap-emitter feszültsége 0,6 ~ 0,7 V, mint egy diódaesés. A kollektor bázis szintén dióda, de csak enyhén adalékolt és fordított előfeszített ahhoz, hogy alapárammal vezérelt áramerősítőként működjön. Imepdance-t használunk arra, hogy az áramot feszültségnyereséggé alakítsuk át az 1. szakaszban, a második szakaszban pedig fel kell erősíteni az áramot, hogy nagyobb teljesítményű (alacsony ellenállású) terheléseket hajtsunk végre.

Az első fokozatot, amelyet “H előfeszítettnek” nevezünk, mivel hasonlít a sematikusra, ahol a 2 bemeneti bázis reisztor aránya állítja be az alapot, akkor az emitter feszültsége 0,65 V-al alacsonyabb, és így az emitter egyenárama megjósolható hFE.

A kollektor / emitter aránytól kezdve nagyobb esés tapasztalható a kollektoron, így ugyanarra az áramra most feszültségnövekedés lép fel DC és AC esetén is. DE mivel az Emitter kondenzátor sokkal alacsonyabb “impedanciát biztosít: Ez az AC változó aránya sokkal nagyobb, és ezt a belső emitter ellenállása korlátozza (vázlatosan nem látható). A feszültségnövekedést a specifikációk alapján megbecsülhetjük, és megbecsülhetjük a belső ellenállást a Re számára. Ez jól működik olyan kis bemeneti jelek esetén, amelyek a Vbe-esés kevesebb mint 10% -át teszik ki, mivel váltakozó áramú áram esetén az emitter sapka nem enged sok feszültségingadozást. A 100mV max már eléggé torzul. Tehát impedanciával alakítjuk át a feszültséget áramra (V = I * R), és így a kollektor kimenetét felhasználva erősíti a feszültséget az impedancia arányával és a tranzisztor áramerősítésével.

A 2. szakaszban tiszta áramerősítésről van szó, és az emitter váltakozó feszültsége megegyezik mindaddig, amíg a Vbe 0,6 ~ 0,7 Vdc-n marad. Ha túl nagy (túl alacsony értékű) 8 ohmos terhelést jelent, az nem működik 1Kohm-os sugárzó torzításán és nem fog sikerülni.

Miért? Mert a tranzisztor valóban vezérli az áramot a tápfeszültség meghúzásával.Az ellenállásnak le kell húzódnia ahhoz, hogy az erősítő kétirányú legyen az AC jelekhez. Ha nincs emitteres ellenállás a földeléshez, akkor az emitter feszültsége csak a maximális váltóáramú feszültségen lebeg, mint egy poitív csúcsdetektor.

Így a közös hangszóróerősítők kiegészítő páros kimeneti sémákat használnak a PNP és az NPN eszközökkel.

Ez az szimulátor lehetővé teszi bármely érték megváltoztatását, és szonda feszültsége, áram & teljesítmény.

Mivel a kollektor ellenállása körülbelül megegyezik a bemeneti ellenállással, azt mondjuk, hogy inkább feszültségerősítő, míg a 2. az emitter kimenettel ellátott fokozat < egységfeszültség-erősítésű áramerősítő. A váltóáramú terhelés nem lehet <, mint az egyenáramú ellenállás.

Oldalsó megjegyzés: 2 kiegészítő (sorozatos) emitterkövető (NPN, PNP + PNP-hez) akkor az NPN for -ve) nagy ellenállásokkal és nagy kondenzátorokkal nulla eltolású AC csúcsérzékelőt készít.

Saját széles és kezdő válasz: Az első fokozat egy “A osztályú” erősítő, amely némi feszültségnövekedést biztosít. Ez az erősítés arányos a tranzisztorral beta. A második szakasz egy emitterkövető, és alapvetően csak az áramot növeli: feszültségnövekedése körülbelül 1, de lehetővé teszi a hangszóró terhelésének meghajtását anélkül, hogy befolyásolná az első fokozatot. Az emitterkövető más néven közös gyűjtő , nagy kimeneti impedenciája van a \ $ \ beta * R_ {load} \ $ körül, és alacsony kimeneti impedenciája körülbelül \ $ R_ {load} \ $, párhuzamosan a \ $ R_ {input} / \ beta \ $.

Megjegyzések

• még mindig nem értem a második szakaszt, miért szükséges?
• mert ‘ t ne csatlakoztassa a 8 ohmos terhelést közvetlenül az első fokozathoz, mivel ez nem ” teljesítmény ” fokozat, de ez csak a feszültségerősítést biztosítja.
• A DC Re értéknél alacsonyabb váltakozó áramú kapcsolt terhelést sem csatlakoztathat.
• @FlorianOtt, az első fokozat kimeneti impedanciája nagyjából 10k ohm. Ha a hangsugárzót (soros kondenzátorral) közvetlenül az első fokozat kimenetéhez csatlakoztatja, a feszültségnövekedés több mint 99% -a elvész a feszültségfelosztás miatt. A második szakasz viszonylag nagy impedanciát mutat az első szakaszhoz, és viszonylag alacsony a kimeneti impedanciája. Egy ilyen stádiumot általában ” puffererősítőnek hívnak “: hu.wikipedia. org / wiki / Buffer_amplifier # Voltage_buffer

Az “erősítő” szakasza ” “aktív eszköz (itt egy tranzisztor) az összes támogató áramkörével együtt”. Tehát ez egy kétfokozatú erősítő. Tekintettel erre, tegyen még egy lépést …

A mikrofon kimenete nagyon kicsi variancia feszültségben. A feszültségosztó ezt felfelé torzítja, így 0,9 V körül mozog. Ez elegendő ahhoz, hogy bekapcsolja az első tranzisztort a “lineáris” tartományába, ahol a függőlegesen (a 10k ellenálláson keresztül) áramló áram többszöröse az áramló áramnak be a bázison keresztül. Ez invertált, erősített jelet eredményez. A másik tranzisztor tovább erősíti.

(“elemeznünk kell” – ez házi kérdés?)

Megjegyzések

• Nem, a második szakasz nem invertál.
• tehát ha csak az első fokozat invertálja a kimenetet? van-e ennek hatása a hangra?
• Eltávolította a hibás inverziót.

de nem tudom kideríteni, hogy mi a második szakasz vagy hogyan működik? Melyik szakaszban zajlik az erősítés?

Bizonyára ki tudja találni, csak egy kis segítségre van szüksége.

Ha emlékeztet arra, hogy az aktív régióban működő tranzisztor bázis-emitter feszültsége majdnem állandó, akkor kitalálhatja, hogy a 2. tranzisztor nem lehet feszültségerősítő; az emitteren a jelfeszültség majdnem megegyezik az alapjelen lévő jel feszültségével.

Tehát a feszültségerősítésnek a 1. tranzisztor áramkör. Ez a tranzisztor klasszikus közös sugárzó erősítőként van konfigurálva .

A 2. tranzisztor áramkör oka nem feltétlenül nyilvánvaló de valójában döntő e ennek az erősítőnek a megfelelő működéséhez.

A hangszóró nagyon alacsony impedanciájú. Jelentős feszültségnövekedés érdekében az 1. tranzisztor kollektorát viszonylag nagy impedanciára kell kötni, mivel az erősítés ezzel az impedanciával arányos.

Ha a hangszórót (a csatlakozó kondenzátoron keresztül) közvetlenül az 1. tranzisztor kollektorához csatlakoztatja, a hangszóró impedanciája párhuzamos a kollektor ellenállásával, így a kollektor most nagyon alacsony impedanciával van összekötve és így a feszültségerősítés majdnem nullára csökken.

A 2. tranzisztor azonban közös kollektorerősítőként van konfigurálva, amely egy feszültségpuffer . Lényegében a 2. tranzisztor bázisába nézve a 8 ohmos hangszóró impedanciáját megszorozzuk a 2. tranzisztor bétájával (plusz 1).

Ha a béta értéke 100, akkor a hangszóró impedanciája 101-szer nagyobbnak tűnik az alapon keresztül, így a 2. tranzisztor bázisának az 1. tranzisztor kollektorához történő csatlakoztatásával még mindig lehetséges némi feszültségnövekedés 1. szakasz.

Hozzászólások

• Kicsit késő a partihoz, de úgy tűnik, hogy a hangszóró bemeneti impedenciája körülbelül 800 ohmos lesz, tehát w ‘ t a feszültség nagy része a 10k-os ellenálláson ül? Úgy néz ki, hogy ez nem ‘ nem fog semmit felerősíteni.
• @Vrisk, nem, te ‘ újra nem gondolkodva rajta helyesen. Kisfeszültségű kisméretű jel szempontjából a 10k kollektorellenállás (lényegében) párhuzamosan áll a 800 ohmmal, nem pedig sorozatosan, így nincs feszültségfelosztás.
• Ah látom, de mi a helyzet a kimeneti tranzisztor 1k-os ellenállásával, nem hiszem, hogy imeneti kondenzátor sok áramot tudna átnyomni rajta (.5 amper az 1k-os ellenálláson 4 voltos negatív mellett) fél ciklus?)

Az itt legtöbb szavazatot kapott válasz elegendő, de szeretnék hozzászólni, hogy a kimeneti ellenállás (R5), amely a feszültségkövető áramkörében az “emitteres ellenállás” “Re” néven is ismert, túl nagy.

Ez a probléma az A osztályú erősítőkkel (az Ön által kibocsátott követővel), hogy a kimeneti áram egyenlő lesz az előfeszítő árammal. Alapvetően, mivel a terhelés váltakozó áramú a kimeneti kondenzátorral, és a terhelés 8 ohmos, az R5-nek is 8 ohmosnak kell lennie, különben a tranzisztor nem képes elegendő negatív lendületet adni a szimmetrikus megjelenítéshez.

Ha R5-et 8 ohmra cserél, akkor sok energiát veszít el. Tehát, ha DC feszültsége 6V (6 / 8ohms = 0.75), tehát 4,5 Watt teljesítményű, akkor az ellenállás nagyon felmelegszik. A másik lehetőség az, hogy a váltóáram nem kapcsolja össze a terhelést, de a legtöbb hangszóró nem képes kezelni az egyenáramot, így ez valójában nem opció. Ezt csak azért akartam megemlíteni, mert ez általános probléma az A osztályú erősítő oktatóanyagokkal és az interneten megjelenő vázlatokkal – Nem fog működni, ha LT fűszerben szimulálod, mert Re-nek meg kell felelnie a terhelésnek.