Mundarija:
2025 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2025-01-13 06:58
Salom bolalar!
Ushbu loyiha MOSFET -dan foydalanadigan kam quvvatli ovoz kuchaytirgichini loyihalash va amalga oshirishdir. Dizayn iloji boricha sodda va tarkibiy qismlar osongina mavjud. Men bu ko'rsatmalarni yozyapman, chunki men o'zim loyiha bo'yicha foydali materiallar va uni amalga oshirishning oson usulini topishda juda ko'p qiyinchiliklarga duch keldim.
Umid qilamanki, siz ko'rsatmalarni o'qishni yoqtirasiz va bu sizga yordam beradi deb ishonaman.
1 -qadam: kirish
"Ovoz kuchaytirgichi (yoki quvvat kuchaytirgichi)-bu past quvvatli, eshitilmaydigan elektron audio signallarni, masalan, radio qabul qilgich yoki elektro gitara pikapidan keladigan signalni karnay yoki minigarniturani haydash uchun etarlicha kuchli darajaga kuchaytiradigan elektron kuchaytirgich."
Bunga uy audio tizimlarida ishlatiladigan kuchaytirgichlar va gitara kuchaytirgichlari kabi musiqa asboblarining kuchaytirgichlari kiradi.
Ovoz kuchaytirgich 1909 yilda Li De Forest triodli vakuum trubkasini (yoki inglizcha inglizcha "valf") ixtiro qilganida ixtiro qilingan. Triod uch tarmoqli qurilmadan iborat bo'lib, u elektr tarmog'idan plastinkaga elektron oqimini modulyatsiya qila oladigan nazorat tarmog'iga ega. Birinchi AM radiosini yaratish uchun triodli vakuumli kuchaytirgich ishlatilgan. Dastlabki ovoz kuchaytirgichlari vakuumli naychalarga asoslangan edi. Holbuki, bugungi kunda tranzistorlarga asoslangan og'irligi engil, ishonchli va quvurli kuchaytirgichlarga qaraganda kamroq texnik xizmat ko'rsatishni talab qiladigan kuchaytirgichlar ishlatiladi. Ovoz kuchaytirgichlar uchun ilovalarga uy audio tizimlari, kontsert va teatr ovozini kuchaytirish va ommaviy axborot tizimlari kiradi. Shaxsiy kompyuterdagi ovoz kartasi, har bir stereo tizim va har bir uy teatri tizimida bir yoki bir nechta audio kuchaytirgichlar mavjud. Boshqa ilovalarga gitara kuchaytirgichlari, professional va havaskor mobil radio kabi asbob kuchaytirgichlari va o'yinlar va bolalar o'yinchoqlari kabi ko'chma iste'mol mahsulotlari kiradi. Bu erda taqdim etilgan kuchaytirgich, ovoz kuchaytirgichining kerakli spetsifikatsiyalariga erishish uchun mosfetlardan foydalanadi. Dizaynda kerakli daromad va tarmoqli kengligiga erishish uchun daromad va quvvat bosqichi qo'llaniladi.
2 -qadam: Dizayn va kuchaytirgichning ba'zi muhim bosqichlari
Kuchaytirgichning texnik xususiyatlari quyidagilarni o'z ichiga oladi.
Quvvat quvvati 0,5 Vt.
Tarmoqli kengligi 100Hz-10KHz
O'ZGARISHNING QO'LLANILIShI: Birinchi maqsad - karnay orqali chiqish paytida shovqinsiz audio signal berish uchun etarli bo'lgan katta quvvat olish. Buning uchun kuchaytirgichda quyidagi bosqichlar ishlatilgan:
1. Gain bosqichi: daromad bosqichida potentsial bo'luvchi taraflama mosfetli kuchaytirgich sxemasi ishlatiladi. Potentsial bo'luvchi taraflama sxemasi 1 -rasmda ko'rsatilgan.
Bu shunchaki kirish signalini kuchaytiradi va (1) tenglamaga muvofiq daromad keltiradi.
Daromad = [(R1 || R2)/ (rs+ R1 || R2)] * (-gm) * (rd || RD || RL) (1)
Bu erda R1 va R2 - kirish qarshiligi, rs - manba qarshiligi, RD - kuchlanish va drenaj o'rtasidagi qarshilik, RL - yuk qarshiligi.
gm - o'tkazuvchanlik, bu drenaj oqimining o'zgarishi eshik kuchlanishining o'zgarishiga nisbati sifatida belgilanadi.
U shunday berilgan
gm = Delta (ID) / delta (VGS) (2)
Istalgan daromadni olish uchun uchta potentsial bo'luvchi tarafkashli sxemalar ketma -ket kaskadlangan va umumiy daromad alohida bosqichlarning yutuqlari mahsulotidir.
Umumiy daromad = A1*A2*A3 (3)
Bu erda A1, A2 va A3 navbati bilan birinchi, ikkinchi va uchinchi bosqich yutuqlari hisoblanadi.
Bosqichlar o'zaro bog'langan kondansatkichlar yordamida bir -biridan ajratiladi, bu RC ulanishi.
2. Quvvat bosqichi: surish kuchaytirgichi - bu chiqish bosqichiga ega, u yukni har ikki tomonga ham oqizishi mumkin.
Oddiy surish kuchaytirgichining chiqish bosqichi ikkita bir xil BJT yoki MOSFETdan iborat bo'lib, ulardan biri yuk orqali tok manbai, ikkinchisi yukni oqimdan tushiradi. Siqish kuchaytirgichlari buzilish va ishlash jihatidan bir martalik kuchaytirgichlardan (yukni haydash uchun bitta tranzistor yordamida) ustun. Bitta tugallangan kuchaytirgich, uning qanchalik yaxshi tuzilganligi, uning dinamik uzatish xususiyatlarining chiziqli bo'lmaganligi tufayli, ba'zi bir buzilishlarni keltirib chiqaradi.
Bosish kuchaytirgichlari odatda past buzilish, yuqori mahsuldorlik va yuqori chiqish quvvati zarur bo'lgan holatlarda qo'llaniladi.
Bosish kuchaytirgichining asosiy ishlashi quyidagicha:
"Kuchaytiriladigan signal birinchi navbatda fazadan 180 ° tashqarida ikkita bir xil signalga bo'linadi. Odatda bu bo'linish kirish ulash transformatori yordamida amalga oshiriladi. Kirish ulash transformatori shunday tartibga solinganki, bitta signal bitta tranzistor va Boshqa signal boshqa tranzistorning kirishiga qo'llaniladi."
Bosish kuchaytirgichining afzalliklari past burilish, transformator yadrosida magnit to'yinganlikning yo'qligi va elektr ta'minoti to'lqinlarining bekor qilinishidir, natijada shovqin yo'q, kamchiliklari esa ikkita bir xil tranzistorga ehtiyoj va katta va qimmat ulanish talabidir. transformatorlar. Quvvatni oshirish bosqichi ovoz kuchaytirgich pallasining oxirgi bosqichi sifatida kaskadlangan.
Zanjirning chastotali javobi:
Imkoniyatlar zamonaviy elektron davrlarning vaqt va chastotali javobini shakllantirishda asosiy rol o'ynaydi. Kichik signalli MOSFET kuchaytirgich pallasida turli kondansatkichlarning o'rni keng va chuqur eksperimental tekshiruv o'tkazildi.
Dizaynni o'zgartirish o'rniga MOSFET kuchaytirgichlaridagi sig'imlarning asosiy muammolarini hal qilishga alohida e'tibor qaratildi. Tajriba uchun Motorola Inc tomonidan ishlab chiqarilgan uch xil n-kanalli MOSFET (2N7000 modeli, bundan keyin MOS-1, MOS-2 va MOS-3 deb ataladi) ishlatilgan. Tadqiqot kuchaytirgichlarning bir nechta muhim yangi xususiyatlarini ochib berdi. Bu shuni ko'rsatadiki, kichik signalli MOS kuchaytirgichlarini loyihalashda, ulash va bypass kondansatkichlari qisqa tutashuv vazifasini bajaradi va AC kirish va chiqish kuchlanishiga hech qanday ta'sir ko'rsatmaydi. Aslida, ular kuchaytirgichning kirish va chiqish portida ko'riladigan kuchlanish darajasiga yordam beradi. Bog'lanish va aylanma operatsiyalar uchun oqilona tanlanganida, ular kirish signalining turli chastotalarida kuchaytirgichning haqiqiy kuchlanishini belgilaydi.
Pastki kesish chastotalari ulash va bypass kondansatkichlarining qiymatlari bilan boshqariladi, yuqori chegara esa shunt sig'imining natijasidir. Bu shlang sig'imi - bu tranzistor ulanishlari orasidagi bo'shashgan sig'im.
Imkoniyatlar formula bo'yicha berilgan.
C = (maydon * Ebsilon) / masofa (4)
Kondensatorlarning qiymati shunday tanlanganki, chiqish tarmoqli kengligi 100-10KHz oralig'ida bo'ladi va bu chastotaning ustidagi va pastidagi signal susayadi.
Raqamlar:
1 -rasm
2 -rasm. BJT yordamida quvvat kuchaytirgich davri
Shakl.3 MOSFETning chastotali javobi
3 -qadam: Dasturiy ta'minot va apparat ta'minoti
O'chirish sxemasi 4 -rasmda ko'rsatilgandek PROTEUS dasturiy ta'minotida ishlab chiqilgan va simulyatsiya qilingan. Xuddi shu sxema PCBda ham bajarilgan va bir xil komponentlardan foydalanilgan.
Barcha rezistorlar shikastlanmasligi uchun 1 vatt va 50 voltli kondansatkichlar bilan baholanadi.
Amaldagi komponentlar ro'yxati quyida keltirilgan:
R1, R5, R9 = 1MΩ
R2, R6, R11 = 68Ω
R3, R7, R10 = 230KΩ
R4, R8, R12 = 1KΩ
R13, R14 = 10KΩ
C1, C2, C3, C4, C5 = 4.7µF
C6, C7 = 1.5µF
Q1, Q2, Q3 = 2N7000
Q4 = TIP122
Q5 = TIP127
O'chirish faqat kaskad bilan bog'langan uchta daromad bosqichidan iborat.
Daromad bosqichlari RC ulanishi orqali ulanadi. RC ulash - ko'p bosqichli kuchaytirgichlarda ulashning eng keng tarqalgan usuli. Bu holda qarshilik R - manba terminaliga ulangan rezistor va kuchaytirgichlar o'rtasida C kondansatörü ulanadi. U blokirovka qiluvchi kondansatör deb ham ataladi, chunki u shahar kuchlanishini bloklaydi. Ushbu bosqichlardan o'tgandan so'ng kirish kuch bosqichiga etadi. Quvvat bosqichida BJT tranzistorlari ishlatiladi (bitta npn va bitta pnp). Karnay bu bosqichning chiqishida ulangan va biz kuchaytirilgan ovozli signalni olamiz. Simulyatsiya uchun kontaktlarning zanglashiga olib keladigan signal 10 mV sin to'lqinidir va karnaydagi chiqish 2,72 V sin to'lqin.
Raqamlar:
4 -rasm PROTEUS sxemasi
5 -rasm. Bosqich
6 -rasm. Quvvat bosqichi
Shakl.7 1 -bosqich daromadining chiqishi (daromad = 7)
Shakl.8 2 -bosqich daromadining chiqishi (daromad = 6.92)
Shakl.9 3 -bosqich daromadining chiqishi (daromad = 6.35)
Shakl.10 Uch bosqichli daromad (jami daromad = 308)
Shakl.11 Karnayda chiqish
4 -qadam: PCB LAYOUT
4 -rasmda ko'rsatilgan sxema PCBda amalga oshirildi.
Yuqorida PCB dasturiy ta'minotining ba'zi qismlari keltirilgan
Raqamlar:
Shakl.12 PCB sxemasi
Shakl 13 PCB tartibi (pdf)
14 -rasm 3D ko'rinish (TOP VIEW)
Shakl.15 3D ko'rinishi (BOTTOM VIEW)
Shakl 16 Uskuna (BOTTOM VIEW) Birinchi rasmda mavjud yuqori ko'rinish
5 -qadam: Xulosa
Qisqa kanalli MOSFET -larning yuqori daromad va yuqori kirish empedansidan foydalanib, 0,5 vatt quvvatga ega kuchaytirgichlar uchun etarli drayverni ta'minlash uchun oddiy sxema ishlab chiqilgan.
Bu yuqori sifatli ovozni qayta ishlab chiqarish mezonlariga javob beradigan ishlashni taklif etadi. Muhim dasturlarga ommaviy axborot tizimlari, teatr va kontsertli ovozni mustahkamlash tizimlari, stereo yoki uy-teatr tizimi kabi maishiy tizimlar kiradi.
Asbob kuchaytirgichlari, shu jumladan gitara kuchaytirgichlari va elektr klaviatura kuchaytirgichlari ham ovoz kuchaytirgichlaridan foydalanadilar.
6 -qadam: alohida rahmat
Ayniqsa, ushbu loyihaning natijalariga erishishda yordam bergan do'stlarimga minnatdorchilik bildiraman.
Umid qilamanki, sizga bu ko'rsatma yoqdi. Har qanday yordam uchun, sharh bersangiz juda xursand bo'lardim.
Muborak bo'lsin. Ko'rishguncha:)
Tohir Ul Haq, EE DEPT, UET
Lahor, Pokiston