УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ ДЛЯ РАДИОПРИЕМНИКОВ НА ТРАНЗИСТОРАХ
В листовке рассмотрены схемы транзисторных усилителей низкой частоты, не требующие применения входных, а иногда выходных и согласующих трансформаторов.
Для различных миниатюрных радиоприемников-сувениров, которые предполагается смонтировать в оправе специальных слуховых очков, корпусе авторучки или миниатюрной коробочке, можно рекомендовать схему усилителя, приведенную на рис. 1L Такой усилитель предназначен для работы с миниатюрными телефонами типа ТМ-2 (полное сопротивление на частоте 1000 Гц составляет 180 Ом) и развивает в нагрузке выходную мощность около 300 мкВт. Используя такой усилитель совместно с трех-каскадным усилителем высокой частоты (на резисторах) и обычным диодным детектором, легко создать радиоприемник с питанием, от одного аккумулятора Д-0,06 (1,25 В); общий ток, потребляемый от аккумулятора, не превышает 4,5 мА. Для увеличения чувствительности такого приемника в первом каскаде усиления высокой частоты рекомендуется использовать положительную обратную связь, для чего в цепь эмиттера транзистора включают катушку обратной связи (5 — 6 витков), которую располагают на ферритовом стержне магнитной антенны.
Усилитель выполнен на двух транзисторах 77, Т2 с общим эмиттером и непосредственным включением нагрузки — телефоном Тф1 — в коллекторную цепь транзистора Т2. Нагрузкой первого каскада является резистор R2, с которого усиленное напряжение низкой частоты без переходного конденсатора подается на базу транзистора Т2. Стабилизирующая отрицательная обратная связь с резистора R4 в цепь базы транзистора первого каскада подается через резистор R3. Кроме того, в усилителе имеются отрицательные обратные связи: из цепи коллектора в цепь базы через резистор R! (в транзисторе Т1); из цепи коллектора в цепь базы через конденсатор С4 (в транзисторе Т2); из цепи эмиттера Т2 в цепь базы 77 через конденсатор СЗ. Две последние связи являются частотно-зависимыми.
Подобная схема усилителя отличается хорошей стабильностью как при смене транзисторов, так и при изменениях внешней температуры.
Во время налаживания усилителя режим работы транзисторов 77, T2 устанавливается резистором R1.
На рис. 2 приведена схема усилителя низкой частоты с двухтактным бестрансформаторным выходом. Такой усилитель обладает лучшими параметрами по сравнению с предыдущими может быть рекомендован для использования в компактных конструкциях. При питании от источника напряжением 2,5 В (два аккумулятора Д-0,1) усилитель позволяет получить номинальную выходную мощность около 40 мВт. Чувствительность усилителя на гнездах Гн1, Гн2 составляет 10 — 20 мВ. Максимальная мощность достигает 80 мВт при к. п. д. более 60% и токе покоя не более 10 мА.
С потенциометра R1, являющегося нагрузкой детектора приемника, сигнал низкой частоты (НЧ) через развязывающий фильтр R2C2 и разделительный конденсатор С1 поступает на базу транзистора 77, работающего в первом каскаде усиления по схеме с общим эмиттером. Режим работы этого каскада определяется величиной резистора R3. Нагрузкой коллекторной цепи является резистор R4, с которого усиленное напряжение поступает через конденсатор . СЗ на вход второго каскада усиления. Этот каскад выполнен на транзисторе Т2, включенном по схеме с общим эмиттером, и охвачен отрицательной обратной связью по переменному току с помощью конденсатора С4, что уменьшает величину нелинейных искажений в области высших частот. Нагрузкой коллекторной цепи транзистора Т2 является первичная обмотка (секция 1 — 2) согласующего трансформатора Tpl. Вторичные обмотки этого трансформатора (секции 3 — 4 и 5 — 6) обеспечивают противофазное возбуждение двухтактного выходного каскада, работающего на транзисторах ТЗ, Т4.
Схема отличается наличием дьух одинаковых по напряжению источников питания Б1, Б2, включенных последовательно. Последовательно по постоянному току включены также и транзисторы ТЗ, Т4. Вследствие того, что усиливаемый сигнал к каждому из транзисторов подводится от отдельной вторичной обмотки трансформатора Tpl, по отношению к нагрузке транзисторы ТЗ, Т4 оказываются включенными по схеме с общим эмиттером.
Выходной каскад обеспечивает значительное усиление как по напряжению, так и по мощности. Начальные базовые смещения на транзисторах ТЗ, Т4 создаются делителями R6R7 и R8R9. Цепочка R10C5 выполняет функции развязывающего фильтра, устраняющего паразитные межкаскадные связи через источник питания.
Такую схему выходного каскада часто называют мостовой. Плечи моста образованы транзисторами ТЗ, Т4 и батареями Б1, Б2. В одну из диагоналей моста включена динамическая головка Гр1. Налаживание усилителя сводится к установке рекомендуемых и указанных на схеме режимов с помощью резисторов R3, R5, R7 и R9.
Основными достоинствами усилителя с бестрансформаторным выходом является его высокая экономичность, хорошее использование усилительных свойств транзисторов выходного каскада. Однако наличие входного согласующего трансформатора, который должен отвечать весьма высоким требованиям по симметричности выходных на-, пряжений, вызывает определенные трудности при создании подобных усилителей.
Трансформатор Tp1 собран из пермаллоевых (79НМ) П-образных пластин (П1,5), толщина набора 4 мм. Первичная обмотка — секция 1 — 2 содержит 1000 витков провода ПЭЛ 0,05; вторичные обмотки — секции 3 — 4 и 5 — 6 содержат по 360 витков ПЭЛ 0,06. В усилителе можно использовать согласующие трансформаторы от приемника «Орленок» (выпуска 1967 г.), а также от любого малогабаритного приемника, если произвести перемотку вторичной обмотки с целью получения раздельных секций.
На рис. 3 приведена схема бестрансформаториого усилителя низкой частоты (УНЧ), который рассчитан на работу с высокоомными динамическими головками 0,1ГД-9 или 0,1 ГД-13. Подобный усилитель при напряжении источника питания 9 В обеспечивает номинальную выходную мощность 60 мВт. Чувствительность усилителя 10 — 20 мВ. Усилители этого типа находят широкое применение в различных современных радиоустройствах.
Как видно из схемы, первый каскад усиления смонтирован на транзисторе Т1. Усиливаемый сигнал с переменного резистора R1 через разделительный конденсатор С1 поступает на базу, этого транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером.
Ре жим работы транзистора определяется делителем напряжения R2R3 и стабилизирующей цепью отрицательной обратной связи через резистор R6.
Второй каскад усиления выполнен на транзисторе Т2 обратной проводимости. Его эмиттер и база подключены к нагрузке первого каскада усиления — резистору R4. Такая непосредственная связь улучшает усиление в области низших частот. Нагрузкой транзистора Т2 является резистор R7 и диоды Д1, Д2. Для того чтобы наиболее полно использовать энергетические возможности транзисторов выходного каскада (ТЗ, Т4), каскад на транзисторе Т2 охвачен по напряжению положительной обратной связью, осуществляемой за счет подключения нижнего (по схеме) конца резистора R7 к «плюсу» источника питания через звуковую катушку динамической головки Гр1.
В выходном двухтактном каскаде применены транзисторы прямой (ТЗ) и обратной (Т4) проводимости, благодаря чему удалось отказаться от специальных трансформаторов, позволяющих получить противофазные напряжения, обеспечивающие нормальную работу такого каскада. Для удовлетворительной работы выходного каскада транзисторы ТЗ, Т4 должны иметь одинаковые основные параметры. Диоды Д1, Д2 (к выводам их подключены базы выходных транзисторов) служат для получения исходного смещения, от которого зависит ток покоя в точке «А». Диоды Д1, Д2 также стабилизируют этот ток при изменении питающего напряжения и окружающей температуры. Количество используемых диодов и их типы лучше всего выбрать практически, исходя из требований экономичности и минимального уровня нелинейных искажений типа «ступенька». Следует учесть, что чем больше сопротивление диода в прямом направлении, тем больше ток покоя выходного каскада.
Известно, что наибольшую величину неискаженной мощности в нагрузке — головке Гр1 — можно получить в том случае, если напряжение в точке «Б» равно половине питающего напряжения или близко к этой величине (отклонение на +0,5 — 0,6 В вполне допустимо). При изменении напряжения источика питания по мере его разряда или по другим причинам симметрия напряжений может очень сильно нарушиться, и возникнут большие нелинейные искажения.
Для того чтобы этого не произошло, эмиттер транзистора Т1. через резистор R6 соединяется с точкой симметрии «Б», и весь усилитель оказывается охваченным отрицательной обратной связью по постоянному току. В этом случае всякое изменение напряжения в точке «5» вызывает изменение, токов коллекторов транзисторов 77, Т2, что, в свою очередь, приводит к перераспределению напряжения на транзисторах ТЗ, Т4, при котором симметрия напряжений снова восстанавливается.
С целью уменьшения нелинейных искажений усилитель охвачен отрицательной обратной связью по переменному напряжению, которое снимается с выхода и через конденсатор СЗ и делитель R6C2R5 поступает соответственно в цепи базы транзистора Т2 и эмиттер транзистора Т1.
Требуемый режим работы всех транзисторов устанавливается подбором величины резистора R2. Если эта величина выбрана правильно, то при подаче на базу транзистора сигнала частотой 1000 Гц (величина от нескольких милливольт до 10 — 20 мВ) ограничение синусоиды на выходе усилителя (динамической головке Гр1), наблюдаемой на экране осциллографа, должно наступать одновременно как в положительные, так и отрицательные полупериоды. В нормально работающем усилителе двустороннее ограничение усиливаемого сигнала должно наступать при напряжении около 2,4 В.
Если в выходном каскаде усилителя применить транзисторы средней мощности (ТЗ — ГТ402, Т4 — ГТ404), то при низксомной нагрузке около 8 Ом и напряжении источника питания 9 В можно получить выходную мощность 700 — 800 мВт.
Еще одна схема бестрансформаторного усилителя (рис. 4) обладает определенной универсальностью. Такой усилитель может найти широкое применение в различных транзисторных устройствах: радиоприемниках, электрофонах, магнитофонах. Изменение его основных параметров — величины выходной мощности и чувствительности — i достигается только путем использования источников питания с различными напряжениями и различных динамических головок.
Как показала проверка, усилитель сохраняет работоспособность при напряжении от 3 до 12 В и еотфотйвленяях нагрузки от 6 до 10 Ом.
Максимальная йыходнай маЩ-ность — от 120 мВт (Uист=3 В) до 1 Вт (Uист
=12 В), а максимальный ток, потреб ляемый усилителем, колеблется от 15 до 150 мА.
В основном варианте схемы усилитель при работе с динамическими головками с сопротивлением 6,5 Ом (1ГД-18) и напряжении UИCT=9 В развивает на выходе мощность около 800 мВт и имеет чувствительность 40 мВ. Полоса пропускания электрического тракта 150 Гц — 8 кГц. В случае необходимости нижняя граница полосы пропускания может быть расширена до 80 Гц путем увеличения емкости конденсаторов СЗ. С6, С7 до 500 мкФ и С1 до 10 мкФ, а верхняя — до 16 кГц, подбором цепочки R6C5.
Схема, приведенная на рис 4, не имеет принципиальных отличий от схемы на рис. 3, достаточно подробно рассмотренной выше.
Для уменьшения влияния выходного сопротивления предшествующего каскада и входных цепей на частотную характеристику усилителя последовательно с разделительным конденсатором С1 включен резистор R1. Наличие в усилителе развязывающего фильтра R2C2 и блокирующего конденсатора С4 уменьшает вероятность паразитных связей между каскадами. Параметры цепей R6R7, C3C5R5 подобраны таким образом, чтобы с одной стороны, обеспечить стабильность режима работы усилителя по постоянному току, а с другой — ослабить усиление на частотах ниже 150 Гц и выше 8 кГц.
Применяемые в усилителе транзисторы ГТ402Б и ГТ404Б по своим энергетическим возможностям лишь немного уступают транзисторам П213А, П213Б, но значительно превосходят их по частотным свойствам, что очень важно для бестрансформаторных усилителей. Неискаженная работа выходного каскада с этими транзисторами обеспечивается при токе покоя 3 — 8 мА, тогда как для транзисторов старых типов он достигает 20 — 25 мА.
В усилителе можно использовать диоды Д9, Д19, Д20 (Д1). Если усилитель работает с источником напряжения 6 — 7 В, желательно применить динамические головки типа 0.5ГД-17, 0.5ГД-20 или 0.5ГД-21. Эти головки обеспечивают в полтора-два раза большее звуковое давление при одной и той же номинальной электрической мощности по сравнению с головками старых типов.
Если усилитель собирается из малогабаритных деталей: резисторов УЛМ-0,125 или МЛТ-0,25 и конденсаторов К.ЛС, БМ-2, К.50-3, — то его можно смонтировать на печатной плате размером 90X50 мм. В случае необходимости чувствительность усилителя может быть повышена до 5 — 10 мВ включением на его входе каскада предварительного усиления. Такой каскад, помимо регулятора громкости, может содержать регуляторы тембра по низким и высоким частотам. Если дополнительного усилителя не требуется, то регулятор громкости устанавливается на входе.
При налаживании усилителя резисторами R2, R3 устанавливается напряжение в точке «Б», которое должно лежать в пределах 4,8 — 5,2 В. Ток покоя устанавливается резистором R10. Учитывая, что наличие этого резистора снижает температурную стабильность выходного каскада, нужный ток покоя (3 — 4 мА) лучше всего устанавливать подбором диода Д1 (различные экземпляры диодов имеют различное прямое сопротивление). Резистор R10 в этом случае из схемы можно исключить.
Г-80773 от 14/ХП-1976 г. Изд. № 2/911-3 Формат 60Х90 1/6 Ордена «Знак Почета» Издательство ДОСЛЛФ СССР. 107066, Москва, Б-66, Новорязаиская ул., д. 26 Типография Изд-ва ДОСААФ. Зак. 871
OCR Pirat
