Юный радиолюбитель [7-изд] - Виктор Борисов

Частотную характеристику (или полосу рабочих частот усилителя) выражают графически горизонтальной, несколько искривленной линией, показывающей зависимость напряжения выходного сигнала Uвых от его частоты при неизменном входном напряжении Uвх. Дело в том, что любой усилитель по ряду причин неодинаково усиливает сигналы разных частот. Как правило, хуже всего усиливаются колебания самых низших и самых высших частот звукового диапазона. Поэтому линии — частотные характеристик и усилителей — неравномерны и обязательно имеют спады (завалы) по краям. Колебания крайних низших и высших частот, усиление которых по сравнению с колебаниями средних частот (800-1000 Гц) падает до 30 %, считают границами полосы частот усилителя. Полоса частот усилителей, предназначенных для воспроизведения грамзаписи, может быть от 20 Гц до 20–30 кГц, усилителей сетевых радиовещательных приемников — от 60 Гц до 10 кГц, а усилителей малогабаритных транзисторных приемников — примерно от 200 Гц до 3–4 кГц.

Для измерения основных параметров усилителей нужны генератор колебаний звуковой частоты, вольтметр переменного напряжения, осциллограф и некоторые другие измерительные приборы. Они есть в радиолабораториях Дворцов и Домов пионеров и школьников, станций и клубов юных техников, в спортивно-технических клубах ДОСААФ, куда ты, если захочешь, можешь обратиться с просьбой измерить параметры сконструированного усилителя.

Перехожу к практике. Расскажу о трех усилителях 3Ч.

Сразу же сделаю оговорку: хотя сейчас и пойдет разговор об усилителе 3Ч для воспроизведения грамзаписи, он с таким же успехом может стать составной частью малогабаритного транзисторного радиоприемника.

Принципиальная схема усилителя показана на рис. 183.

Рис. 183. Схема усилителя 3Ч

Его выходная мощность — около 150 мВт, чувствительность — не хуже 150 мВ. Мощность, конечно, небольшая, но она все же обеспечит достаточно громкое воспроизведение грамзаписи. Питать усилитель можно от источника напряжением 9-12 В, составленного из двух-трех батарей 3336Л, или от электросети через выпрямитель. Средний ток, потребляемый усилителем от источника питания, не превышает 40 мА.

Разберемся, что в этом усилителе тебе уже знакомо, а что еще нет. Начнем со входа. Сигнал звуковой частоты от пьезокерамического звукоснимателя В1 поступает на переменный резистор R1, а с его движка — на базу транзистора первого каскада через конденсатор С1 и резистор R2. Переменный резистор R1 выполняет функцию регулятора громкости: при перемещении движка вверх (по схеме) на базу транзистора V1 подается все большее напряжение сигнала, громкость увеличивается. Когда же движок находится в крайнем нижнем (по схеме) положении, базовая цепь по переменному току оказывается замкнутой на общий проводник цепи питания усилителя и сигнал от звукоснимателя на транзистор не поступает — звука нет. Резистор R2 — вспомогательный элемент. Он устраняет характерное для пьезокерамического звукоснимателя «шипение». Но в принципе этого корректирующего резистора может и не быть во входной цепи.

Для пьезокерамического звукоснимателя входное сопротивление усилителя должно быть возможно большим. Поэтому транзистор V1 первого каскада включен по схеме ОК. Смещение на его базу подается через резистор R3. Напряжение сигнала с нагрузочного резистора R4 этого каскада через конденсатор С2 поступает на базу транзистора V2, включенного по схеме ОЭ. Эта часть усилителя тебе уже знакома, так как она в основном является повторением простого двухкаскадного усилителя. Разница только в способе включения первого транзистора. А третий, выходной каскад является двухтактным трансформаторным усилителем мощности, с принципом работы которого я познакомил тебя в этой беседе.

Двухтактный режим работы транзисторов выходного каскада задает второй каскад усилителя на транзисторе V2. В коллекторную цепь этого транзистора включена первичная обмотка межкаскадного трансформатора Т1, вторичная обмотка которого, как и первичная обмотка выходного трансформатора Т2, имеет отвод от середины. Через этот отвод и секции вторичной обмотки на базы транзисторов V3 и V4 подается с делителя R6, R7 напряжение смещения. Резистор R8 термостабилизирует режим работы транзисторов выходного каскада. В состоянии покоя транзисторы V3 и V4 практически закрыты. Когда же на выходе предоконечного каскада появляется сигнал, на базы транзисторов выходного каскада подается в противофазе напряжение звуковой частоты, индуцируемое во вторичной обмотке трансформатора Т1. Это и обеспечивает выходному каскаду двухтактный режим работы.

Каскад усилителя, с помощью которого на выходные транзисторы подается напряжение в противофазе, т. е. со сдвигом фаз на 180, называют фазоинверсным каскадом. Значит, в нашем усилителе каскад на транзисторе V2 является фазоинверсным, т. е. фазоповорачивающим.

А каковы функции конденсаторов С3 и С4? Конденсатор С3, подключенный параллельно первичной обмотку выходного трансформатора, срезает высшие частоты звукового диапазона, предотвращая тем самым самовозбуждение усилителя — явление, проявляющее себя свистом или шумом. Подбирая емкость этого конденсатора, можно, кроме того, опытным путем установить наиболее приятный тембр звука. Конденсатор С4 шунтирует источник питания по переменному току — пропускает через себя переменную составляющую усиливаемого сигнала, минуя источник питания.

Его роль особенно сказывается к концу разрядки питающей батареи, когда ее внутреннее сопротивление увеличивается. И если этого конденсатора не будет, то между каскадами через общий источник питания может возникнуть нерегулируемая положительная обратная связь, из-за чего усилитель может самовозбудиться — превращаться в генератор колебаний звуковой частоты. Если усилитель питать от выпрямителя, то конденсатор С4 не нужен.

Приступай к конструированию усилителя. Но сначала его детали смонтируй на макетной панели. А когда подгонишь режимы транзисторов и испытаешь усилитель в работе, тогда можно будет перенести детали на постоянную плату из гетинакса или текстолита. Данные резисторов, конденсаторов и рекомендуемые транзисторы указаны на принципиальной схеме усилителя. Сопротивления резисторов R7 и R8 обозначены в омах (не перепутай с килоомами). Вообще же сопротивления резисторов могут быть на 15–20 % больше или меньше, чем указанные на схеме. Электролитические конденсаторы С2 и С4 — типа К50-3, К50-1 или К50-6.

Статический коэффициент передачи тока h21Э транзисторов V1 и V2 не менее 50–60, транзисторов V3 и V4 — нe менее 30. Желательно, чтобы транзисторы V3 и V4 были с одинаковыми или возможно близкими коэффициентами h21Э и обратными токами коллекторов IКБО. Такую пару транзисторов для выходного каскада подбирай с помощью испытателя транзисторов. В первом каскаде желательно использовать малошумящий транзистор — низкочастотный МП39Б, МП27А, МП28 или высокочастотный ГТ308В.

Динамическая головка В2 мощностью 0,25-0,5 Вт со звуковой катушкой сопротивлением 6–8 Ом, например 0,5ГД-21. Трансформаторы Т1 и Т2 могут быть готовыми или самодельными.

Из готовых подойдут трансформаторы, предназначенные для переносных транзисторных приемников с двухтактным выходным каскадом, например для приемников «Селга», «Сокол». Аналогичные трансформаторы есть в наборах деталей для изготовления транзисторных приемников, где их сокращенно называют: ТС — трансформатор согласующий (в нашем усилителе T1) и ТВ — трансформатор выходной (в нашем усилителе Т2).

Для самодельных трансформаторов нужны магнитопроводы площадью сечения 0,6–0,8 см2, например, из пластин Ш8; толщина наборов 0,8–1 см. Первичная обмотка межкаскадного трансформатора T1 должна содержать 2200 витков провода ПЭВ-1 0,1–0,12, вторичная — 520 витков такого же провода с отводом от середины (260 + 260 витков). Первичная обмотка выходного трансформатора Т2 может иметь 800 витков провода ПЭВ-1 0,1–0,12 с отводом от середины (400 + 400 витков), а вторичная — 100 витков ПЭВ-1 0.25-0,3.

Когда трансформаторы будут готовы, проверь их обмотки омметром нет ли обрывов или соединений между обмотками.

Прежде чем подключить звукосниматель ко входу усилителя, проверь с помощью миллиамперметра токи покоя коллекторных цепей транзисторов. И если они значительно отличаются от токов, указанных на принципиальной схеме, подгоняй их подбором сопротивлений резисторов в базовых цепях. Как это делать, ты уже знаешь. Проверить работу усилителя можно с помощью радиотрансляционной сети или простейшего генератора сигналов, о чем я рассказывал в восьмой беседе. Подключая эти источники сигналов ко входам каждого из каскадов усилителя (через конденсатор емкостью не менее 0,2 мкФ), начиная с выходного, можно сулить о качестве работы транзисторов, их режимах и общем усилении всеми каскадами. Наибольшая громкость будет, когда источник сигнала подключен ко входу первого каскада усилителя.