Усилитель сигнала на транзисторе: виды, схемы, простые и сложные :: SYL.ru – Работа биполярного транзистора. Режим усиления — groupnk.ru — Группа НК — комплексные поставки электрооборудования в Москве и регионах

Содержание

виды, схемы, простые и сложные :: SYL.ru

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:

Класс «А» – ток протекает безостановочно в течение всего периода работы усилительного каскада.
В классе работы «В» протекает ток в течение половины периода.
Класс «АВ» говорит о том, что ток протекает через усилительный каскад в течение времени, равного 50-100 % от периода.
В режиме «С» электрический ток протекает менее чем половину периода времени работы.
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:

Очень низкое значение уровня нелинейных искажений в выходном сигнале.
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.

Работа биполярного транзистора. Режим усиления

Здравствуйте уважаемые читатели сайта sesaga.ru. 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 переключения, 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.

Усилитель напряжения на биполярном транзисторе

Рис. 1. Использование транзистора в усилителе напряжения: (а) простейшая схема, (б) схема со смешением.

Сигналами в электронных схемах обычно являются постоянные или переменные напряжения. Такие устройства, как например микрофон, создают переменное напряжение, которое должно быть усилено прежде, чем им можно будет воспользоваться. Некоторые источники сигналов, такие как фототранзистор и некоторые детекторы, могут быть источниками тока, который, как правило, еще до усиления преобразуется в напряжение.

Поэтому наиболее важны усилители напряжения и, несмотря на то, что биполярный транзистор работает как устройство, усиливающее ток, основное применение он находит в усилителях напряжения. Рассмотрим основные принципы работы усилителя напряжения на биполярном транзисторе.

Резистор нагрузки

На рис. 1.(a) показан очень простой усилитель напряжения; выходное напряжение V_out возникает на выходе в результате протекания коллекторного тока по резистору нагрузки R_L. Этот пример иллюстрирует одно из наиболее важных применений резисторов в электронных цепях: преобразование тока в напряжение. Входное напряжение V_in, приложенное к переходу база-эмиттер, приводит к увеличению тока базы, зависящего от сопротивления перехода база-эмиттер. Ток базы вызывает намного больший ток коллектора I

c, создающий падение напряжения I_cR_L на резисторе R_L. Эта разность потенциалов пропорциональна V_in, но намного больше по величине.

Важной деталью таких схем является земляная шина, называемая также землей, «нулем вольт» (0 В) или общей шиной и обозначаемая символом, показанным на рисунке. Земляная шина является общей для входного сигнала, выходного сигнала и источника постоянного напряжения, и обычно является точкой, относительно которой отсчитываются все напряжения в схеме.

Рабочая точка и смещение транзистора в схеме усилителя напряжения

Схема, приведенная на рис. 1.(a), как можно догадаться, является сильно упрощенной схемой усилителя напряжения. Она будет давать отклик только на положительное входное напряжение и, кроме того, только на напряжение, большее чем 0,5 В; последнее значение является той э.д.с., которая необходима для смещения перехода база-эмиттер в прямом направлении. Ясно, что если схема предназначена для усиления малых сигналов без искажения, переход база-эмиттер должен быть смещен в прямом направлении даже в отсутствие сигнала. Обычно напряжение переменного сигнала принимает как положительное, так и отрицательное значение, так что выходное напряжение на коллекторе должно иметь возможность двигаться вверх к напряжению источника питания (при отрицательном входном напряжении) и вниз к потенциалу земляной шины (при положительном входном напряжении). Из этого следует, что при равном нулю входном сигнале (это состояние обычно называется режимом покоя) в транзисторе должен протекать такой ток коллектора, чтобы напряжение на коллекторе находилось посредине между землей и напряжением источника питания, готовое изменяться в любом направлении в соответствии с полярностью входного сигнала.

На рис. 1.(б) показана схема, в которой достигается требуемый результат. Маломощный кремниевый транзистор, такой как ВС 107, будет очень хорошо работать с коллекторным током в режиме покоя 1 мА. В этом случае при правильном выборе рабочей (начальной) точки требуется, чтобы напряжение на коллекторе находилось посредине между 0 В и +9 В, то есть на резисторе R_L должно падать 4,5 В. Таким образом, согласно закону Ома, R_L = 4,5 В / 1 мА = 4500 Ом. Ближайшее номинальное значение R_L равно 4,7 кОм. Для рассматриваемой схемы имеем:

V_CE=V_cc-I_cR_L=V_cc-h_FEI_BR_L

где Vcc — напряжение питания.

Если мы примем для транзистора ВС 107 коэффициент усиления постоянного тока h_FE равным 200, то для тока коллектора 1 мА требуется ток базы I_B = 1/200 мА = 5 мкА. Сопротивление базового резистора R_B, задающего ток базы, снова находится согласно закону Ома:

R_B=V_cc/I_B=9/(5×10^-6)=1,8МОм

Напряжением база-эмиттер V_BE (приблизительно равным 0,6 В) здесь пренебрегаем по сравнению с намного большим напряжением питания V_cc.

Разделительные конденсаторы С1 и С2 используются для изоляции внешних цепей от постоянных напряжений, имеющихся на базе и коллекторе в режиме покоя. Свойство конденсатора не пропускать постоянное напряжение и в то же время пропускать переменное очень ценно в электронике; оно является результатом стремления конденсатора сохранять свой заряд и поэтому разность потенциалов на его обкладках остается постоянной. Следовательно, увеличение потенциала на одной обкладке вызывает соответствующее увеличение потенциала на другой. Поданный на одну из обкладок, переменный сигнал изменяет ее потенциал много раз в секунду и, таким образом, передается с одной обкладки на другую. В то же время постоянное напряжение дает возможность конденсатору накопить заряд, соответствующий новой разности потенциалов на его обкладках, и поэтому оно не передается. Время, необходимое для установления новой разности потенциалов, зависит от постоянной времени цепи, которая должна быть больше периода передаваемого переменного напряжения самой низкой частоты. Более подробно этот вопрос обсуждается в главе 8. В рассматриваемом простом усилителе напряжения постоянные времени цепей с разделительными конденсаторами емкостью 10 мкФ обеспечивают передачу переменного напряжения без ослабления вплоть до 10 Гц.

Знак плюс на рисунке у одной из обкладок конденсатора является указанием, как подключать электролитические конденсаторы, у которых изолирующий диэлектрический слой представляет собой чрезвычайно тонкую пленку окиси алюминия, полученную электролитическим осаждением. Такие конденсаторы имеют большие емкости при малых размерах и низкой цене, но должны включаться в схему с учетом полярности, за исключением конденсаторов специального типа — неполярных конденсаторов.

Стабилизация рабочей точки транзистора

Серьезный недостаток схемы на рис. 1.(б) состоит в том, что напряжение коллектора в режиме покоя целиком зависит от величины h_FE транзистора, в то время как численные значения этого параметра имеют большой разброс у различных экземпляров транзисторов одного типа. Например, при типичном значении h_FE для транзистора ВС 107, равном 200, изготовители указывают, что оно может изменяться в пределах от 90 до 450. Изменение h_FE сдвигает рабочую точку по постоянному току. Например, если коэффициент h_FE равен 100 вместо 200, то при этом потечет ток коллектора, равный 0,5 мА, а не 1 мА, и падение напряжения на R_L составит только 2,35 В вместо 4,7 В. Увеличение напряжения на коллекторе в режиме покоя означает, что выходное напряжение в схеме может изменяться в сторону увеличения только на 2 В, а не на 4 В (возможно изменение выходного напряжения в сторону уменьшения до 6 В, но от этого мало пользы, когда положительные приращения ограничены).

Последствия использования транзистора с h_FE = 400 еще более серьезны. В этом случае ток коллектора удвоится до 2 мА. Простое вычисление показывает, что все 9 В питания будут падать на резисторе R_L. Говорят, что транзистор находится в насыщении. Практически между коллектором и эмиттером остается небольшое напряжение порядка 0,2 В. Любое дальнейшее увеличение тока базы почти ни к чему не приводит; действительно, падение напряжения на R_L не может превышать V_cc Поскольку при насыщении транзистора потенциал коллектора фактически равен потенциалу земли, схема теперь не пригодна для линейного усиления: невозможны изменения выходного напряжения в сторону уменьшения.

Возвращаясь к линейному усилителю на рис. 1.(б), можно сказать, что необходимо некоторое усовершенствование схемы, чтобы повысить ее устойчивость к изменениям h_FE. Даже если бы у нас была возможность отбирать транзисторы с h_FE = 200, а это очень дорого при массовом выпуске схем, h_FE увеличивается с ростом температуры, так что схема все равно не была бы надежной. На рис. 2. показано очень простое, но эффективное улучшение. Вместо того, чтобы подключать резистор R_B непосредственно к V_cc, мы, уменьшив сопротивление вдвое, подключим его к коллектору (V_CE≈V_cc/2). Теперь, благодаря этому, ток базы в режиме покоя зависит от коллекторного напряжения в режиме покоя. Даже при увеличении h_FE транзистор не может попасть в насыщение: если коллекторное напряжение падает, то также падает ток базы, «придерживая» коллекторный ток. И наоборот, если h_FE уменьшается, коллекторное напряжение в режиме покоя возрастает, увеличивая ток I_B.

Ток базы определяется теперь соотношением

I_B=V_CE/R_B

и, как и прежде,

V_CE=V_cc-h_FEI_BR_L

Объединяя эти равенства, получим

V_CE=V_cc/(1+h_FER_L/R_B)

Если R_L и R_B имеют значения, указанные на рис. 2, и h_FE = 100, то V_CE≈6 В; если h_FE = 400, то V_CE≈3 В. Хотя здесь все еще положение рабочей точки меняется, это не существенно, пока для получения больших сигналов не требуется иметь возможно большие пределы изменения выходного напряжения. Схема, приведенная на рис. 2., будет работать при изменении параметров транзисторов в очень широком диапазоне и является полезным усилителем напряжения общего назначения. Принцип построения схемы с автокомпенсацией изменений h_FE является просто примером отрицательной обратной связи, которая представляет собой одно из самых важных понятий в электронике.

Усилитель напряжения на транзисторе со стабилизацией рабочей точки

Рис. 2. Усилитель напряжения со стабилизацией рабочей точки.

Для некоторых применений даже относительно небольшие изменения положения рабочей точки, имеющиеся в схеме на рис. 2, недопустимы. Если режим по постоянному току должен практически не зависеть от h_FE можно использовать схему стабилизированного усилителя, показанную на рис. 3. Первым характерным признаком этой схемы является наличие резистора R3 в цепи эмиттера, а это означает, что потенциал эмиттера больше не равняется потенциалу земли, а немного выше его и равен I_ER₃ где I_E — ток эмиттера. Второе отличие состоит в том, что вместо единственного резистора для задания базового тока определенной величины применен делитель напряжения R1 R2 фиксирующий потенциал базы относительно земли. Ток делителя напряжения на порядок выше тока базы, так что последний слабо влияет на потенциал базы. Так как переход база — эмиттер смещен в прямом направлении, на нем падает небольшое напряжение (у кремниевого транзистора приблизительно 0,6 В), так что потенциал эмиттера ниже потенциала базы на 0,6 В.

Итак, если V_B — потенциал базы относительно земли, а V_E — потенциал эмиттера относительно земли, то

V_E = V_B — 0,6.

Но V_E=I_ER₃

поэтому I_E=(V_B-0,6)/R₃

Рис. 3. Стабилизированный усилитель с эмиттерным резистором.

Следовательно, ток эмиттера I_E определяется выбором величин V_B и R₃. При сопротивлениях резисторов R1 и R2, указанных на рис. 3., потенциал базы зафиксирован на уровне 1,6 В; поэтому потенциал эмиттера равен приблизительно 1,0 В, обеспечивая требуемый ток эмиттера 1 мА при сопротивлении эмиттерного резистора 1 кОм.

Поскольку

I_E=I_C+I_B и I_B << I_C

имеем:

I_E≈I_C

Следовательно, ток коллектора также примерно равен 1 мА.

Интересно отметить, что в приведенном расчете схемы отсутствует коэффициент h_FE транзистора. Фактически единственным параметром транзистора, имеющим какое-либо значение в этой схеме, является напряжение V_BE которое принято равным 0,6 В и изменяется очень мало (<0,1 В) от одного транзистора к другому. При расчете стабилизированной схемы падение напряжения на эмиттерном резисторе должно быть больше возможных изменений напряжения V_BE но не настолько большим, чтобы заметно уменьшить амплитуду выходного сигнала (напряжение на коллекторе теперь может изменяться только между V_CC и V_E а не между V_CC и потенциалом земли). Обычно подходящим является напряжение 1 В. Конденсатор большой емкости С3 шунтирует эмиттерный резистор для того, чтобы на эмиттере не появлялось переменное напряжение. Без С3 усиление напряжения очень сильно упадет из-за отрицательной обратной связи, поскольку переменное напряжение на резисторе R3 вычитается из входного сигнала.

Удобный способ измерения коэффициента усиления состоит в том, что на вход усилителя подается сигнал от генератора синусоидальных сигналов, а затем с помощью осциллографа измеряется выходной сигнал V_out и сравнивается с входным сигналом V_in.

Коэффициент усиления напряжения равен

A_v=V_out/V_in

Для схем, рассмотренных в этой статье, коэффициент усиления напряжения имеет величину порядка 150 — 200. Теоретический расчет коэффициента усиления на Времонт.su рассмотрим позже.

Восемь простых схем на транзисторах для начинающих радиолюбителей

Приведены несколько схем простых устройств и узлов, которые могут быть изготовлены начинающими радиолюбителями.

Однокаскадный усилитель ЗЧ

Это простейшая конструкция, которая позволяет продемонстрировать усилительные способности транзистора Правда, коэффициент усиления по напряжению невелик — он не превышает 6, поэтому сфера применения такого устройства ограничена.

Тем не менее его можно подключить, скажем, к детекторному радиоприемнику (он должен быть нагружен на резистор 10 кОм) и с помощью головного телефона BF1 прослушивать передачи местной радиостанции.

Усиливаемый сигнал поступает на входные гнезда X1, Х2, а напряжение питания (как и во всех остальных конструкциях этого автора, оно составляет 6 В — четыре гальванических элемента напряжением по 1,5 В, соединенных последовательно) подается на гнезда ХЗ, Х4.

Делитель R1R2 задает напряжение смещения на базе транзистора, а резистор R3 обеспечивает обратную связь по току, что способствует температурной стабилизации работы усили теля.

Рис. 1. Схема однокаскадного усилителя ЗЧ на транзисторе.

Как происходит стабилизация? Предположим, что под воздействием температуры увеличился ток коллекто ра транзистора Соответственно увеличится падение напряжения на резисто ре R3. В итоге уменьшится ток эмитте ра, а значит, и ток коллектора — он достигнет первоначального значения.

Нагрузка усилительного каскада — головной телефон сопротивлением 60.. 100 Ом. Проверить работу усилителя несложно, нужно коснуться входного гнезда Х1 например, пинцетом в телефоне должно прослушиваться слабое жужжание, как результат наводки пере менного тока. Ток коллектора транзис тора составляет около 3 мА.

Двухкаскадный УЗЧ на транзисторах разной структуры

Он выполнен с непосредственной связью между каскадами и глубокой отрицательной обратной связью по постоянному току, что делает его режим независящим от температуры окружающей среды. Основа температурной стабилизации — резистор R4, работаю щий аналогично резистору R3 в предыдущей конструкции

Усилитель более «чувствительный” по сравнению с однокаскадным — коэффициент усиления по напряжению достигает 20. На входные гнезда можно подавать переменное напряжение амплитудой не более 30 мВ, иначе возникнут искажения, прослушиваемые в головном телефоне.

Проверяют усилитель, прикоснувшись пинцетом (или просто пальцем) входного гнезда Х1 — в телефоне раздастся громкий звук. Усилитель потребляет ток около 8 мА.

Рис. 2. Схема двухкаскадного усилителя ЗЧ на транзисторах разной структуры.

Эту конструкцию можно использовать для усиления слабых сигналов например, от микрофона. И конечно он позволит значительно усилить сигнал 34, снимаемый с нагрузки детекторного приемника.

Двухкаскадный УЗЧ на транзисторах одинаковой структуры

Здесь также использована непосредственная связь между каскадами, но стабилизация режима работы несколько отличается от предыдущих конструкций.

Допустим, что ток коллектора транзистора VТ1 уменьшился Падение напряжения на этом транзисторе увеличится что приведет к увеличению напряжения на резисторе R3, включенном в цепи эмиттера транзис тора VТ2.

Благодаря связи транзисторов через резистор R2, увеличится ток базы входного транзистора, что приведет к увеличению его тока коллектора. В итоге первоначальное изменение тока коллектора этого транзистора будет скомпенсировано.

Рис. 3. Схема двухкаскадного усилителя ЗЧ на транзисторах одинаковой структуры.

Чувствительность усилителя весьма высока — коэффициент усиления достигает 100. Усиление в сильной степени зависит от емкости конденсатора С2 — если его отключить, усиление снизится. Входное напряжение должно быть не более 2 мВ.

Усилитель хорошо работает с детекторным приемником, с электретным микрофоном и другими источниками слабого сигнала. Ток, потребляемый усилителем — около 2 мА.

Двухтактный усилитель мощности ЗЧ на транзисторах

Он выполнен на транзисторах разной структуры и обладает усилением по напряжению около 10. Наибольшее входное напряжение может быть 0,1 В.

Усилитель двухкаскадный первый собран на транзисторе VТ1 второй — на VТ2 и VТЗ разной структуры. Первый ка скад усиливает сигнал 34 по напряжению причем обе полуволны одинаково. Второй — усиливает сигнал по току но каскад на транзисторе VТ2 “работает” при положительных полуволнах, а на транзисторе VТЗ — при отрицательных.

Рис. 4. Двухтактный усилитель мощности ЗЧ на транзисторах.

Режим по постоянному току выбран таким что напряжение в точке соединения эмиттеров транзисторов второго каскада равно примерно половине напряжения источника питания.

Это достигается включением резистора R2 обратной связи Ток коллектора входного транзистора, протекая через диод VD1, приводит к падению на нем напряжения. которое является напряжением смещения на базах выходных транзисторов (относительно их эмиттеров), — оно позволяет уменьшить искажения усиливаемого сигнала.

Нагрузка (несколько параллельно включенных головных телефонов либо динамическая головка) подключена к усилителю через оксидный конденсатор С2.

Если усилитель будет работать на динамическую головку (сопротивлением 8 -.10 Ом), емкость этого конденсатора должна бы ь минимум вдвое больше Обратите внимание на подключение нагрузки первого каскада — резистора R4 Его верхний по схеме вывод соединен не с плюсом питания, как это обычно делается, а с нижним выводом нагрузки.

Это так называемая цепь вольтодобавки, при которой в базовую цепь выходных транзисторов поступает небольшое на пряжение ЗЧ положительной обратной связи, выравнивающее условия работы транзисторов.

Двухуровневый индикатор напряжения

Такое устройство можно использовать. например, для индикации “истощения” батареи питания либо индикации уровня воспроизводимого сигнала в бытовом магнитофоне. Макет индикатора позволит продемонстрировать принцип его работы.

Рис. 5. Схема двухуровневого индикатора напряжения.

В нижнем по схеме положении движка переменного резистора R1 оба транзистора закрыты, светодиоды HL1, HL2 погашены. При перемещении движкарезистора вверх, напряжение на нем увеличивается. Когда оно достигнет напряжения открывания транзистора VТ1 вспыхнет светодиод HL1

Если продолжать перемещать движок. наступит момент, когда вслед за диодом VD1 откроется транзистор VТ2. Вспыхнет и светодиод HL2. Иными словами, малое напряжение на входе индикатора вызывает свечение только светодиода HL1 а большее обоих светодиодов.

Плавно уменьшая входное напряжение переменным резистором, заметим что вначале гаснет светодиод HL2, а затем — HL1. Яркость светодиодов зависит от ограничительных резисторов R3 и R6 при увеличении их сопротивлений яркость падает.

Чтобы подключить индикатор к реальному устройству, нужно отсоединить верхний по схеме вывод переменного резистора от плюсового провода источника питания и подать контролируемое напряжение на крайние выводы этого резистора. Перемещением его движка подбирают порог срабатывания индикатора.

При контроле только напряжения источника питания допустимо установить на месте HL2 светодиод зеленого свечения АЛ307Г.

Трехуровневый индикатор напряжения

Он выдает световые сигналы по принципу меньше нормы — норма — больше нормы. Для этого в индикаторе использованы два светодиода красно го свечения и один — зеленого.

Рис. 6. Трехуровневый индикатор напряжения.

При некотором напряжении на движке переменного резистора R1 (напряжение в норме) оба транзистора закрыты и (работает) только зеленый светодиод HL3. Перемещение движка резистора вверх по схеме приводит к увеличению напряжения (больше нормы) на нем открывается транзистор VТ1.

Светодиод HL3 гаснет, а HL1 зажигается. Если движок перемещать вниз и уменьшать таким образом напряжение на нем (‘меньше нормы”) транзистор VТ1 закроется, а VТ2 откроется. Будет наблюдаться такая картина: вначале погаснет светодиод HL1, затем зажжется и вскоре погаснет HL3 и в заключение вспыхнет HL2.

Из-за низкой чувствительности индикатора получается плавный переход от погасания одного светодиода к зажиганию другого еще не погас полностью например, HL1, а уже зажигается HL3.

Триггер Шмитта

Как известно это устройство ис пользуется обычно для преобразования медленно изменяющегося напряжения в сигнал прямоугольной формыКогда движок переменного резистора R1 находится в нижнем по схеме положении транзистор VТ1 закрыт.

Напряжение на его коллекторе высокое, в результате транзистор VТ2 оказывается открытым а значит, светодиод HL1 зажжен На резисторе R3 образуется падение напряжения.

Рис. 7. Простой триггер Шмитта на двух транзисторах.

Медленно перемещая движок переменного резистора вверх по схеме, удастся достичь момента когда произойдет скачкообразное открывание транзистора VТ1 и закрывание VТ2 Это случится при превышении напряжения на базе VТ1 падения напряжения на резисторе R3.

Светодиод погаснет. Если после этого перемещать движок вниз триггер возвратится в первоначальное положение — вспыхнет светодиод Это произойдет при напряжении на движке меньшем чем напряжение выключения светодиода.

Ждущий мультивибратор

Такое устройство обладает одним устойчивым состоянием и переходит в другое только при подаче входного сигнала При этом мультивибратор формирует импульс своей длительности независимо от длительности входного. Убедимся в этом проведя эксперимент с макетом предлагаемого устройства.

Рис. 8. Принципиальная схема ждущего мультивибратора.

В исходном состоянии транзистор VТ2 открыт, светодиод HL1 светится. Достаточно теперь кратковременно замкнуть гнезда Х1 и Х2 чтобы импульс тока через конденсатор С1 открыл транзистор VТ1. Напряжение на его коллекторе снизится и конденсатор С2 окажется подключенным к базе транзистора VТ2 в такой полярности, что тот закроется. Светодиод погаснет.

Конденсатор начнет разряжаться ток разрядки потечет через резистор R5, удерживая транзистор VТ2 в закрытом состоянии Как только конденсатор разрядится, транзистор VТ2 вновь откроется и мультивибратор перейдет снова в режим ожидания.

Длительность формируемого мультивибратором импульса (продолжительность нахождения в неустойчивом состоянии) не зависит от длительности запускающего, а определяется сопротивлением резистора R5 и емкостью конденсатора С2.

Если подключить параллельно С2 конденсатор такой же емкости, светодиод вдвое дольше будет оставаться в погашенном состоянии.

И. Бокомчев. Р-06-2000.

Все на десять. Усилить, задержать, передать, заглушить.

Вот как раз выходное сопротивление мне и не понравилось. По сути коэффициент усиления данного усилителя зависит от сопротивления нагрузки, а она равна параллельному сопротивлению R4 и входному сопротивлению следующего за ним каскада.

Хотелось, что бы выходное сопротивление было по меньше. Не долго думая поставил на выход эмиттерный повторитель. На выходе опять получил практически то же напряжение, т.е 1 вольт.

Стал проверять выходное сопротивление. К моему разочарованию при подключении на выход резистора порядка нескольких сотен Ом сигнал стал обрезаться снизу. При этом на коллекторе первого транзистора никаких искажений не было. Стал уменьшать входной сигнал. В конце концов оказалось, что выходное сопротивление этого усилителя всего несколько десятков Ом, но выходное напряжение при этом не должно превышать величины 0,1 вольта.

Т.е. при полной нагрузке усилитель усиливает в пять раз и входное напряжение при полной нагрузке не должно превышать 20 мв. В этом случае получаем на выходе 0,1 вольт неискаженного сигнала.

Т.о. получилось, что для того, что бы на выходе получить напряжение порядка вольта нагрузка этого усилителя должна быть больше одного килоома. В общем, для усиления в десять раз для малых входных напряжений данный усилитель вполне подходит если его здорово его не нагружать.

С этим можно справиться, если на выход поставить двухтактный эмиттерный повторитель.

Транзисторы желательно подобрать с близкими параметрами. Резистором R6 нужно выставить в точке соединения эмиттеров половину напряжения питания. При данных на схеме деталях выходное сопротивление равно 30 ом, а главное то, что при нагрузке в 270 ом максимальное неискаженное напряжение достигает 2 вольта.

Ступеньки нет даже при малых напряжениях на выходе, т.к. эмиттерный повторитель работает в классе «А»

Данный эмиттерный повторитель можно поставить на выходе любой схемы. Во всяком случае я нагружал на наушники 32 ома и даже на 16 ом. Слышно нормально.

На этом с ним закончил и решил попробовать другие схемы. Схемы конечно не сам придумывал. Просто искал в книжках.

Вторая попытка усилить ровно в десять раз.

Схему взял общеизвестную. Просто решил её испытать.

Как известно усиление, входное и выходное сопротивление данного усилителя зависит от глубины ООС. Её удобнее менять подбором резисторов R1и R2, но оставлять их сумму постоянной. Этим мы избежим изменения режима по постоянному току при изменении ООС.

Для удобства в качестве их взял переменный на 47 ком и к средней точке подключил конденсатор С1 по схеме. Резистор R1 в зависимости от коэффициента усиления может быть от сотен ом, до десятка килом.

Чем меньше этот резистор, тем больше усиление, но меньше входное сопротивление.

Подал на вход 0,2 вольта и переменным резистором установил напряжение на выходе в десять раз больше, т.е. 2 вольта.

Перешел к измерению входного и выходного сопротивления. Входное сопротивление оказалось порядка 200 ком. Выходное сопротивление порядка 60 ом. При этом максимальное неискаженное напряжение на выходе получается 0,6 вольт. При дальнейшем увеличении входного сигнала появляется ограничение снизу. Значит если его не нагружать, то выходное неискаженное напряжение можно получить больше двух вольт, т.е. подавать на вход порядка 0,2 вольта.

При нагрузке 60 ом выходное неискаженное напряжение достигает 0,6 вольт при входном напряжении 120 мв

По-моему хороший усилитель. Я его поставил на входе своего вольтметра и получил чувствительность по входу 10 мв

Еще про транзисторы. Я их брал какие под руку попадутся, начиная с КТ315 и КТ31. Т.е. любые маломощные транзисторы, хотя имеет смысл брать транзисторы с большим коэффициентом усиления по току. Имеется в виду порядка 100

Усилить ровно в сто раз.

В принципе ничто не мешает сделать коэффициент усиления предыдущего усилителя в сто раз по напряжению. Для этого нужно просто изменить номиналы резисторов R1 и R2.

Т.к. у меня там стоит переменный резистор, то мне достаточно просто покрутить. При этом R1 уменьшается, а R2 увеличивается. Смотрим параметры. Подаю на вход 10 мв. Входное сопротивление получилось порядка 30 ком. Выходное сопротивление порядка 100 ом. Максимальное неискаженное напряжение на выходе 1 вольт при входном 10 мв. Т.е. больше 10 мв на данный усилитель подавать нельзя, т.к. начинаются искажения сигнала. При нагрузке 100 ом на выходе получается 0,5 вольт неискаженного сигнала.Исходя из этого, данный усилитель и можно применять.

На глаза попалась еще несколько схем. Решил тоже проверить.

Резистором R1 выставил на выходе половину питания, т.е. 3 вольта в моем случае.

Дальше, как и выше. Сначала на вход подал 10 мв и получил на выходе 0,8 вольт. Т.е. получилось, что он в 80 раз у меня усиливает. Ничего менять не стал, хотя можно было немного увеличить резистор R6. Дальше проверил выходное, входное сопротивление и максимальное выходное напряжение на выходе при полной нагрузке усилителя. Входное сопротивление оказалось порядка 15 ком. Выходное сопротивление порядка 150 ом. При этом при нагрузке усилителя резистором 150 ом максимальное выходное неискаженное напряжение усилителя 0,4 вольта. При нагрузке 1 ком можно добиться неискаженного напряжения на выходе 1,5 вольта.

Если усилитель не нагружать, то выходное неискаженное напряжение на выходе составляет почти половину питания. Если нужно большое напряжение на выходе на низкоомной нагрузке, то на выходе можно поставить двухтактный эмиттерный повторитель, как ставил в первой схеме.

Третья схема усилителя в сотню раз на двух транзисторах. Она хорошо подходит для фантомного питания, например от звуковой карты. Если успею, то попробую её подключить к компьютеру, а вместо микрофона подключить просто динамическую головку.

Усиление зависит от величины резистора R3. У меня стоит 5 ом. Усиление получилось порядка 180. В зависимости от этого резистора усиление можно менять в широких пределах. Чем меньше этот резистор, тем больше усиление. Недостаток этого усилителя в том, что его усилительные свойства сильно зависят от сопротивления нагрузки и его лучше нагружать на сопротивление больше чем R4. Так же у этого усилителя довольно низкое входное сопротивление и составляет всего лишь 1,5 ком, но при желании на входе можно поставить обычный эмиттерный повторитель на одном транзисторе. Если R4 поставить 1 ом, то усиление возрастает до 400, а входное сопротивление становится меньше одного килоома. Схема конечно работоспособна, но нужно учитывать её особенности. А теперь.

Усилить в тысячу раз или еще больше.

Во первых в тысячу раз можно усилить поставив последовательно два усилителя с коэффициентом 100 и 10. Для начала я к предыдущему усилителю добавлю еще один каскад и посмотрю, что из этого выйдет.

При таком усилении первый транзистор желательно поставить с нормированным коэффициентом шума. Резистором R5 выставил в точке «А» половину напряжения питания, что бы ограничение при сильном сигнале было симметричным.

Усиление при R4 равным 5 ом получилось 3500.

При R4 равном 1 ом усиление получилось больше десяти тысяч.

Сигнал с генератора пришлось подавать через делитель 1:30

С резистором R4 равным 5 ом выходное сопротивление получилось порядка 600 ом и при этом максимальное неискаженное напряжение на выходе достигает 0,7 вольта при напряжении на входе усилителя порядка 0,4 мв или 400мкв. Это кому как больше нравится.

Подбором R4 усиление можно выставить как и было задумано 1000.

При R4 равном 30 ом усиление стало 1300. Входное сопротивление порядка 10 ком.

Максимальное выходное напряжение при нагрузке усилителя на резистор 600 ом составило около 0,7 вольт. При большем сопротивлении нагрузки выходное неискаженное напряжение еще больше. Этот усилитель мне понравился.

С R4 равным 1 ом не стал смотреть параметры. Думаю, усиление в 10 000 раз вряд ли когда мне понадобится, хотя кто его знает.

Еще одна задача, это получить выдержку времени на какое то время. Самый хороший способ это взять микроконтроллер, написать программу и вперед.

Второй способ, это применение логики.

Третий способ, это сделать это на полевых транзисторах.

Четвертый, это использовать то свойство КМОП логики, что она имеет большое входное сопротивление и её можно использовать вместо полевых транзисторов.

Все это широко известно и схемы легко находятся с помощью поисковиков.

В данном случае я просто решил попробовать, что получится если использовать одни биполярные транзисторы. Ничего нового я тут не придумывал и все это по сути элементарные схемы.

Просто я их спаял и посмотрел, что же от них можно получить. О точности выдержки конечно и говорить нечего, она низкая, но иногда это не имеет значения.

Первая схема просто «в лоб»

Взял составной эмиттерный повторитель и на входе стал заряжать емкость через резистор.

Питание для всех экспериментов взял 9 вольт.

В итоге получилось, что до напряжения пробоя стабилитрона схема ведет себя хорошо, но когда начинает открываться первый транзистор напряжение на выходе начинает немного прыгать, хотя и незначительно. Что бы уменьшить это, поставил конденсатор С2.

По этой же причине величину времязадающего транзистора не нужно брать более 270 ком, а лучше порядка 50 ком.

Также после эмиттерного повторителя желательно поставить схему с гистерезисом. В данном случае я поставил электромагнитное реле.

Схему можно запускать просто включением питания или кнопкой.

Если нормально разомкнутый контакт реле завести так, как нарисовано пунктиром, то получим циклическое реле.

Выдержка с резистором 270 ком и конденсатором 1000 мкф получилась чуть больше 9 минут.

С конденсатором 470 мкф порядка 6 минут.

С конденсатором 47 мкф примерно 25 сек.

С конденсаторами большей емкости схема работала нестабильно, хотя вполне вероятно мне попались просто некачественные конденсаторы.

Для получения гистерезиса вместо электромеханического реле пробовал использовать триггер Шмидта.

Величина гистерезиса зависит от отношения резисторов R8/R12. У меня получился гистерезис 1 вольт. Для подключения исполнительного устройства на выход можно подключить эту схему.

Если нет в наличии переменного времязадающего резистора нужной величины, то вместо него можно поставить схему стабилизатора тока. При этом величина переменного резистора может быть любой в пределах 1 – 100 ком. Резистор R1 должен иметь величину примерно в десять раз меньшую, чем переменный резистор. Схема со стабилизатором тока работает даже стабильнее, чем просто с переменный резистором.

Эту схему можно применить в любом таймере, что рассматриваются здесь.

Вторая схема реле времени сути циклический генератор выдающий импульсы через заданное время. Сделана по всем известной схеме с применением однопереходного транзистора. Просто здесь стоит его эквивалент сделанный на биполярных транзисторах.

Схема запускается включением питания, хотя можно поставить кнопку параллельно времязадающему конденсатору.

Выдержка с резистором R1 равным 2,5 мегома и с конденсатором 500 мкф примерно 20 минут.

Резистор R1 и конденсатор С1 можно менять в широких пределах.

При испытании получилось 2,5 мегома и 10 мкф выдержка 25 сек.

560 ком и 500 мкф выдержка была 4 мин.

Если на выходе поставить тиристор хотя бы КУ101, то получится не циклический таймер, а просто таймер заданного времени. Как выше писал, я решил делать только на биполярных транзисторах, поэтому и тиристор сделал на его транзисторном эквиваленте. Только нужно помнить, что максимальный ток такого тиристора довольно маленький и определяется максимальным током базы примененных транзисторов. Схема запускается так же, что и выше.

Если нужен алгоритм, что при нажатии кнопки пусть через 10 минут должна загореться лампочка на 1 минуту, то таймеры нужно включить последовательно и тогда первый таймер запустит второй. Если выдержка по времени нужна не более нескольких секунд, то её можно сделать просто по схеме ждущего мультивибратора. Длительность импульса зависит от R3, С1

При данных на схеме длительность порядка 15 секунд

Тогда можно сделать хотя бы так. Берем первую схему с триггером Шмидта и подключаем последнюю схему, а к ней схему на транзисторе для исполнительного устройства.

В принципе такое можно сделать и с другими схемами. Можно подключить даже две одинаковые схемы.

Еще одна задача когда просто хочется попробовать передать что либо по радио хотя бы на несколько метров для начала. Понятно, что нужно купить радиомодули, подать на них питание, подключить антенну и вперед, но это потом, а для начала просто хочется посмотреть, что это такое.

Обычно основная трудность с приемником. С передатчиком как то легче, поэтому решил взять схему самого простого приемника и попробовать. Схема приемника до безобразия простая. Конечно её я не сам придумал. Это по сути схема сверхрегенератора В.Т. Полякова из ж. Радио 2002 год номер 3.

Транзистор работает в барьерном режиме. Частота суперизации задается резистором R1 и конденсатором С3. У меня схема заработала сразу. Признаком работоспособности схемы является наличие импульсов суперизации на эмиттере транзистора. У меня она получилась 100 кгц.

Частота, на которой работает приемник зависит от L1 и С2. Я выбрал частоту 75 мгц. Почему именно её, напишу ниже. Частоту можно измерить частотомером, предварительно отпаяв конденсатор С3 от общего провода. В моем случае при сердечнике из карбонильного железа и без конденсатора С2 приемник перекрывает радиовещательный диапазон и в последствии можно будет попробовать принять вещалки. Без конденсатора и с латунным сердечником приемник перестраивается в пределах 120 – 150 мгц. Нужно будет попробовать авиа принять. Частоту также можно проконтролировать с помощью вещательного приемника отпаяв конденсатор С3

Недостаток этого приемника, это маленькая нагрузочная способность и маленькая величина полезного сигнала, но это уже исправляется с помощью низкочастотных схем, что уже не так сложно, как ВЧ.

Я нагрузил его на схему с общим коллектором, которая заодно является ФНЧ не пропускающий частоту суперизации на вход УНЧ. У меня подавление получилось не совсем полным, но я не стал переделывать ФНЧ, а просто в УНЧ добавил конденсатор «С»

Еще недостаток, но он присущ всем сверхрегенераторам, это изменение частоты настройки при касании рукой антенны, поэтому на входе добавил УВЧ. Данный УВЧ никакого увеличения чувствительности не дает, а только позволяет уменьшить расстройку при касании антенны. Если это не важно, то его можно и не ставить.

На данный приемник можно принимать и аналог и цифру. Сначала попробовал принять цифру.

Кстати в виду маленькой величины полезного сигнала здесь как раз пригодился УНЧ с усилением больше тысячи, схему которого делал раньше.

На выходе УНЧ стоит фиксатор уровня на диоде VD1 и конденсаторе С8. Дальше стоит пороговый элемент. Его можно сделать на транзисторах по схеме триггера Шмита или поставить К561ТЛ1. Я спаял триггер Шмита на двух инверторах. Напряжение срабатывания в моем конкретном случае лучше всего сделать 1,5 вольта, т.к. амплитуда импульсов на выходе УНЧ у меня получилась порядка 3 вольта. С выхода триггера Шмидта сигнал поступает на дешифратор или на логике или на МК. У меня на логике, но здесь я про него не пишу, т.к. в статье как задумано описывается применение биполярных транзисторов, да и схемы я уже «замучился» рисовать. Если дешифратор с частотным разделением, то понятно, что никакого триггера Шмита не нужно, а с УНЧ сигнал подавать на канальные фильтры которые кстати тоже можно сделать на транзисторах. Если хватит терпения, то здесь про них напишу, но думаю терпения уже не хватит.

Теперь передатчик для передачи цифры. Схема стандартная. Задающий генератор на кварце с основной гармоникой 25 мгц. Такие стоят в сетевых карточках. В более старых карточках стоят кварцы на 20 мгц. Тогда приемник нужно делать на 60 мгц. В нем можно попробовать увеличить конденсатор С3 в контуре, а лучше намотать катушку с большим количеством витков. Думаю сделать нужно 8 витков с отводом от третьего витка.

Кварц возбуждается на третьей гармонике. Дальше идет усилитель, который коммутируется цифровым сигналом с помощью транзистора VT3.

Не забыть расположить катушки задающего генератора и усилителя под углом 90 градусов по отношению друг к другу.

Особой дальности я не добивался, т.к. не было такой цели. С антеннами на приемнике и передатчике по 10 см в пределах квартиры работает нормально.

На этом с цифровым закончил и решил попробовать с аналогом.

Схема для приема аналога практически такая же, только снизил усиление УНЧ, а на выходе поставил составной эмиттерный повторитель, что испытывал выше. Он даже маленький динамик тянет, но я на наушник 16 ом пробовал.

Для начала отпаял конденсатор С3 и попробовал принять вещалки в диапазоне 100 – 108 мгц

В принципе принимается, но качество звучания широкополосной ЧМ конечно маленькое с подобным приемником. Ввернул латунный сердечник и попытался принять авиа, но вероятно у нас здесь ничего нет или мне не хватило терпения, поэтому стал делать передатчик для передачи голоса.

Схема передатчика отличается от предыдущей только схемой модулятора. Модулятор, это по сути усилитель с эмиттерным повторителем на выходе, а от него питается выходной каскад передатчика. Напряжение на выходе эмиттерного повторителя с помощью резистора R4 нужно установить в данном случае чуть меньше четырех вольт. На вход можно поставить микрофон, но я просто подал звуковой сигнал с линейного выхода компьютера и слушал через приемник.

Большой дальности я не добивался. По сути это были просто эксперименты, но если в передатчике модулятор сделать с модуляционным трансформатором, то дальность будет больше. Схему я привожу, но без элементов. Для данного приемника я такой не делал. Такой я раньше пробовал с приемником на 27 мгц и он у меня с тех пор на столе валяется. В нем еще и антенна включается через удлиняющую катушку.

Понятно, что можно еще напряжение питания увеличить.

Тоже часто на форуме спрашивают как сделать простейшую глушилку.

Представляет из себя генератор ВЧ перестраиваемый с помощью варикапов в полосе частот FM диапазона. На варикапы подается пилообразное напряжение. Схема пили такая же, как описывалась в таймерах на аналоге однопереходного транзистора. Для перестройки в данном диапазоне у меня получилось, что нужно подавать пилу с амплитудой от одного до четырех вольт. Нижняя граница устанавливается резистором R4, а верхняя резистором R3. Питание выбрал 9 вольт.

В качестве варикапов поставил два диода КД104А в параллель.

Резистором R5 устанавливается ток транзистора VT3. Чем он больше, тем дальность больше. Я установил 30 ма. Можно поставить два транзистора в параллель и увеличить ток до уровня 50 – 100 ма. Тогда дальность возрастет. Возможно и больше можно, только при увеличении тока нужно контролировать температуру транзистора. У меня не хватило терпения это попробовать, хотя раньше транзисторы в параллель часто ставил. С антенной 40 см нормально глушит по квартире. Антенну лучше сделать 1 метр.

Катушка намотана на каркасе диаметром 6 мм. Количество витков 2+5

Шаг намотки 1 мм. Диаметр провода не критичен. У меня 0,45 мм

В катушку заворачивается сердечник из карбонильного железа. При настройке просто с помощью него устанавливают пределы качания частоты.

Если карбонильного сердечника нет, то можно применить латунный (медный, алюминиевый). Просто увеличить количество витков катушки. Думаю нужно намотать 3+6 витков.

В принципе подобную схему можно сделать на каком либо мощном СВЧ транзисторе и думаю она километр заглушит, но пробовать не стал. Так вообще писанина не закончится.

Интересно, кто нибудь до этого места дочитал мою писанину?

Как уже в начале писал, ничего нового я не придумывал. Просто брал известные схемы и проверял их работоспособность, что бы точно удостовериться, что все работает, и что бы подобного вопроса не возникало у тех, кто захочет их повторить.

Транзисторный усилитель 50W своими руками

Приветствую, Самоделкины!
Усилители мощности низкой частоты или просто усилитель звука, собираются радиолюбителями довольно часто. Специализированные микросхемы усилителей мощности низкой частоты сейчас довольно популярны и после сборки некоторых УНЧ на базе микросхем, радиолюбитель стремится к чему-то более сложному. Транзисторные усилители, несмотря на огромное разнообразие микросхем, не потеряли свою актуальность. Если нужен хороший качественный усилитель, то стоит собрать его на транзисторах. Сегодня мы поговорим о неплохом транзисторном усилителе, работающим в классе b. Не спешите с выводами, класс b тоже бывает неплохим.

Истинные ценители сверх высококачественного звука наверняка скажут, что это не самый лучший класс УНЧ, однотактный и ламповый — вот каким должен быть качественный усилитель. Я конечно же отчасти с вами согласен, но цены ламповых усилителей, сами видите:

А собрать их дома тоже процесс не из легких.

Представленная схема была опубликованная в журнале «Радио» в 1991 году.

Это легендарный усилитель Дорофеева, так что он имеет довольно преклонный возраст. Гениальность схемы заключается в простоте. Несмотря на минимальное количество используемых компонентов с соответствующим источником питания данный усилитель способен отдавать в нагрузку 4 Ома, мощность до 50 ватт, что согласитесь, очень даже неплохо. В разное время радиолюбители дорабатывали и изменяли схему. Для удобства, автор перевел схему на импортные компоненты, далее будем рассматривать именно ее.

В данном усилителе применены довольно интересные схематические решения, например, резистор R12, которой ограничивает коллекторный ток транзистора выходного каскада и является своеобразным ограничителем выходной мощности, одновременно защищает выходные транзисторы от коротких замыканий. Так что усилитель короткого, можно сказать, не боится.

Указанный резистор нужен одноваттный, в крайнем случае можно на пол ватта. Коэффициент нелинейных искажений при чистоте в 1 кГц не более 0,1 %, при 20 кГц — 0,2%, так что на слух никаких искажений при номинальной мощности не будет. Питается усилитель от двухполярного источника. Диапазон питающих напряжений от +- 15 до +- 25В.

С целью увеличения выходной мощности, можно увеличить питающее напряжение, но в этом случае нужно менять и транзисторы оконечного каскада на более мощные и пересчитать несколько резисторов.

Резисторы r9 и r10 подбираются в зависимости от питающего напряжения.

Они ограничивают ток через стабилитрон и в этой части схемы собран параметрический стабилизатор напряжения, которое обеспечивает стабильное питание для операционного усилителя.

Кстати, об операционнике, это довольно неплохой операционный усилитель, применяется в аудиотехнике очень часто. Можно спокойно менять на TL081.

В случае замены на иные операционные усилители, стоит обратить внимание на распиновку, так как расположение выводов может быть иным. Операционный усилитель советую установить на панельку беспаячного монтажа, для быстрой замены в случае чего. Кстати, у этого автора есть и вторая версия данного усилителя, на сей раз полностью на транзисторах, она сейчас перед вами:

Несколько слов о печатной плате, мастер старался ее сделать максимально компактной, вроде бы получилось неплохо.

Ссылку на скачивание найдете в описании под видеороликом автора (внизу страницы). На плате имеются перемычки, их желательно запаять в первую очередь.

Транзисторы предвыходного и выходного каскада, устанавливаются на общий теплоотвод. Естественно не забываем их изолировать от радиатора.

В выходном каскаде стоит использовать транзисторы с мощностью рассеивания не менее 50-60 ватт, с напряжением коллектор-эмиттер не менее 60 В, а лучше 80 или 100 В, но тут тоже всё зависит от напряжения питания.

Как видно из схемы, в выходном и предвыходном каскаде, использованы комплементарные пары транзисторов. Очень и очень желательно подобрать транзисторы по коэффициенту усиления. Некоторые мультиметры имеют функцию проверки этого параметра, но можно использовать транзистор-тестер.

Стабилитроны можно на 0,5 Вт, с напряжением стабилизации от 14 до 18 В.

Пару слов об источнике питания.

В случае трансформаторного блока питания желательно использовать фильтрующие конденсаторы с емкостью не менее 4700 мкФ, тут чем больше тем лучше.

Усилитель работает в классе b и КПД на довольно высоком уровне, но в любом случае, источник питания нужен с некоторым запасом. Поэтому необходимо взять трансформатор с габаритной мощностью от 70 Вт. Как звучит усилитель вы можете узнать, посмотрев видеоролик автора. Должен заметить, что во время тестов будет слышен некий фон, это связано с тем, что в блоке питания у автора проекта использованы конденсаторы очень малой емкости, всего 1000 мкФ в плече.

Качество в принципе хорошее, на уровне микросхем TDA2030 – 2050. С хорошим источником питания и по мощности, и по качеству, вполне может конкурировать с микросхемами наподобие TDA7294.

На этом все. В описании под видео помимо архива проекта со схемой и платой, найдете ссылки на комплектующие для сборки такого же усилителя, а также на готовые платы усилителей низкой частоты на любой вкус.

Благодарю за внимание. До новых встреч!

Видео:

Источник

Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Простой усилитель класса А — Усилители на транзисторах — Звуковоспроизведение

Николай Трошин

Данная статья является продолжением работы на тему использования усилителей работающих в А классе для высококачественного звуко-усиления.
Представляю на Ваше рассмотрение, хорошо отработанную схему усилителя на кремниевых транзисторах.
Неоспоримым преимуществом кремния — является способность работать при гораздо более высоких температурах (по сравнению с германием). При хорошем тепловом контакте транзистора с радиатором, можно считать допустимой температуру радиатора 90…95 град.

Понятно, что при столь высокой разнице температур радиатора и окружающей среды, теплообмен происходит очень эффективно.
Поэтому при одинаковых площадях радиаторов выходных транзисторов, на кремнии можно получить примерно в 2 раза больше мощности по сравнению с германием.
Большой ассортимент кремниевых средне и высокочастотных транзисторов большой мощности, позволяет построить высококачественный усилитель А класса при совсем простой схеме.

Данная схема обеспечивает выходную мощность 20 ватт на нагрузке 4 ом. Диапазон рабочих частот усилителя 20…25000 Гц.
В качестве транзистора VT1 здесь можно использовать КТ208Д, КТ209Д, КТ361Г, Е, КТ3107Б, Г, И, К. В качестве транзистора VT2 можно использовать транзисторы КТ815, КТ801, П701, транзистор VT3 КТ814, VT4 — КТ818БМ, ГМ, транзистор VT5 — КТ819БМ, ГМ.
Схема может работать без подбора транзисторов по коэффициенту усиления, однако поскольку она содержит всего 2 каскада усиления, желательно иметь коэффициент усиления транзистора VT1 — не менее 150, транзисторов VT2, VT5 — не менее 50, транзистора VT4 — не менее 80.
Оценить коэффициент усиления транзистора не сложно. Достаточно включить испытуемый транзистор по вот такой схеме (для мощных транзисторов).

Резистор R1 обеспечивает ток в базу примерно 1 ма. Измерительный миллиамперметр измеряет ток коллектора (я использовал стрелочный тестер с пределом измерений 300 ма). Отношение тока коллектора к базовому току — будет коэффициентом усиления транзистора.
Для транзисторов средней мощности, надо уменьшить базовый ток в 10 раз (R1 36k), а для транзистора малой мощности, базовый ток уменьшаем в 100 раз (R1 360k). В качестве источника питания, я использовал 3 щелочные (алкалиновые) батарейки размера АА, которые просто спаял между собой хорошо разогретым паяльником, с использованием не толстого провода (паять надо быстро, чтобы не перегреть батарейку).

При использовании нагрузки 8 ом, напряжение питания нужно увеличить до 39…40 вольт, резистор R10 до 0,25 Ом.
Настройка усилителя сводится к установке половины напряжения питания на коллекторе VT5.
Усилитель потребляет значительную мощность, примерно 100 ватт на каждый канал. Поэтому источник питания должен быть серьезным.
Силовой трансформатор для блока питания, нужно применять мощностью не менее 250 ватт, либо использовать два однотипных трансформатора (на каждый канал) с такой же общей мощностью.
Схема источника питания показана на рисунке ниже.

Вторичная обмотка силового трансформатора должна иметь выходное напряжение ХХ 26 — 27 вольт. Такая схема должна быть на каждый канал усилителя, причем при нагрузке 4 ом, возможно лучше сразу поставить конденсаторы по 22000 мкФ.
Диодный мост с номинальным током не менее 10 А либо 4 диода на 10 А. Большая емкость конденсаторов объясняется значительным током потребления, в том числе и в режиме покоя усилителя, когда пульсации особенно заметны.
Применять электронные фильтры или стабилизаторы я не стал, поскольку они иногда являются причиной самовозбуждения усилителя и источником помех и наводок.

Детали для усилителя:
Резисторы могут быть любой мощности не менее 0.125 ватт за исключением R9 5 ватт, R10 2 ватт. Очень важен номинал резистора R10. От этого зависит правильный режим работы усилителя.
Конденсатор С1 лучше поставить пленочный, С4 пленочный или слюдяной.
Выходные транзисторы КТ818, КТ819 обязательно с буквой «М» в конце (в металлическом корпусе), БМ, ГМ. Радиаторы под них я использовал ребристые размером 120*170, толщиной 35 мм. Если радиаторы будут меньше, то необходим принудительный обдув.
На КТ815 небольшой радиатор-пластинка 2-3 кв. см. На П701 радиатор не нужен.
На резисторе R9 рассеивается значительная мощность. При наличии осциллографа и генератора можно попробовать ее уменьшить. Подаем сигнал на вход,на выход подключаем эквивалент нагрузки и осциллограф. Резистором R4 добиваемся симметричного ограничения максимально возможной амплитуды сигнала. Далее увеличивая резистор R9 добиваемся начала ограничения сигнала сверху. Выпаиваем и измеряем номинал. После этого устанавливаем резистор на 25…30% меньше.
При желании поэкспериментировать можно собрать совсем упрощенную схему.

Транзисторы здесь должны иметь больший К ус. Первый не менее 200, второй не менее 100.
Резистор R7 мощностью не менее 50 ватт. При отсутствии такого можно использовать электрический чайник и утюг по 2000 ватт на220в, соединенные параллельно, либо 2 ТЭН на 2000 ватт. — получается сопротивление около 10 ом. Кстати это можно использовать и как эквивалент нагрузки.
Данная схема позволяет получить 4…5 ватт (потреблять будет все равно около 90 ватт.) На коллекторе VT2 нужно выставить 12 вольт.

Удачи Вам в творчестве и конструировании!

Усилитель сигнала на транзисторе: виды, схемы, простые и сложные :: SYL.ru – Работа биполярного транзистора. Режим усиления