Простой усилитель
27.02.2017 09:50| Уголок радиоконструктора |
Г. САУРИДИ
Нередко в радиолюбительской практике возникает необходимость усилить какой-либо сигнал (например, с какого-либо датчика) и при этом требуется только обеспечить большой коэффициент усиления при минимуме используемых деталей. В таких случаях может выручить усилительная ступень, схема которой изображена на рис. 1.
Входное сопротивление усилителя (его иногда называют ступенью с эмиттерно-коллекторной ОС) не превышает единиц килоом, поскольку входной сигнал поступает непосредственно на эмиттерный переход транзистора. Это требует применения переходного С2 и фильтрового С1 конденсаторов большой емкости (десятки и тысячи микрофарад соответственно), если необходимо усиливать частотные составляющие ниже 100 Гц. Сопротивление резистора R1 — в пределах47... 120 кОм.
Сопротивление резистора R2, с одной стороны, должно быть как можно меньше, чтобы полезный сигнал падал в основном на эмиттерной нагрузке, но, с другой, должен быть большим, чтобы сформировалось хотя бы минимально необходимое напряжение ОС, передаваемое через конденсатор СЗ. В то же время, если сумма значений сопротивления резисторов R3 и R4 мала (для работы в выходной ступени — десятки, а иногда и единицы ом), минимальное значение R2 ограничено выражением R2>Uпит/Iк max где Iк max — максимально допустимый коллекторный ток транзистора.
Таким образом, можно считать оптимальными условия, когда 4(R3+R4)>R2>Uпит/Iк max и R3=R4. Если усилитель нагрузить стандартными головными стереотелефонами, сумма R3+R4 и равенство R3=R4 будут определены конструктивно, а для линейной ступени эту сумму следует выбирать в пределах 200 Ом...2 кОм. Емкость конденсатора ОС СЗ определяют из соотношения C3>1/2πfHR2, где fH — нижняя граничная воспроизводимая частота.
В настоящее время в продаже много дешевых приемников китайского производства, собранных на одной-двух микросхемах и работающих на головные телефоны. Хотя использованы микросхемы всемирно известных фирм, они тоже выходят из строя и не всегда возможно бывает найти замену. В таких случаях усилитель 3Ч можно собрать по схеме на рис. 1 на одном транзисторе серии КТ315.
Для этого находят на плате выход детектора приемника, подключают его к регулятору громкости (предварительно перерезав печатные проводники прежнего включения), а с его движка сигнал подают на вход описанной ступени. Аналогично переделывают узел подключения головных телефонов. Лишние детали удаляют, а на их месте размещают детали нового усилителя. При этом нагрузочными резисторами R3 и R4 (см. рис. 1) будут служить обмотки головных телефонов, а к общей их точке подключают конденсатор ОС.
Другой пример применения описанной ступени — в "электронном ухе" пасечника. Пчеловодам приходится на слух контролировать процессы, происходящие в улье. По звукам изнутри определяют, как протекает зимовка, нетли вредителей, когда появляется потомство. "Электронное ухо" позволяет узнать это, не вскрывая улья.
Схема прибора изображена на рис. 2. Предварительный усилитель DA1.1 включен по типовой схеме. Изменяя сопротивление цепи ОС (резисторы R3 и R4), можно регулировать чувствительность. Резистором R5 устанавливают необходимую громкость звучания. Микрофон ВМ1 прикладывают снаружи к стенкам улья.
Питается прибор от батареи "Крона" или батареи аккумуляторов "Ника" или 7Д-0,1. Микрофон ВМ1 — электретный 34J9E (отечественный аналог — МКЭ-332); можно заменить его телефонным капсюлем ПДК, но это несколько снизит чувствительность, что, впрочем, иногда и целесообразно. Для капсюля ПДК сопротивление резистора R1 следует уменьшить до 0,1...3 кОм. Потребляемый "электронным ухом" ток не превышает 15 мА.
Те, кто занимается ремонтом автомобилей, для выявления неисправного узла по характеру внутреннего шума звеньев механизма часто используют медицинский стетоскоп или даже обычную палку как слуховую трубку. Очевидно, что с таким "прибором" не везде можно подлезть, да и невозможно прослушать шум узлов на ходу машины. Электронный стетоскоп позволяет снять эти ограничения.
Схема этого простого устройства показана на рис. 3. Оно состоит из двух одинаковых по схеме ступеней, соединенных по сигналу последовательно. Как и в предыдущем устройстве, микрофон ВМ1 — электретный, МКЭ-332 или ему подобный (например, МКЭ-333, МКЭ-389-1). Громкость регулируют резистором R6.
Головные телефоны для стетоскопа следует выбирать такие, которые способны воспроизводить хотя бы 100 Гц. Неплохо работают выпускавшиеся ранее ТДС-2, ТДС-З или их современные аналоги из имеющихся в продаже. Автостетоскоп с телефонами ТДС-2 потребляет ток 12 мА. Питать его можно и от бортовой сети автомобиля, но через эффективный защитный фильтр, подавляющий помехи от работающего двигателя.