Transitor tốt nhất để sử dụng cho bộ khuếch đại âm thanh

Thuật ngữ này, chúng tôi sẽ thiết kế một bộ khuếch đại âm thanh. Cho đến nay trong bài giảng của chúng tôi, chúng tôi vẫn ở BJT và dựa trên những gì tôi đã nghe, FET sẽ chỉ được thảo luận một phần không giống như thông tin chi tiết về BJT. Dù sao, tôi muốn có một ý tưởng sớm như vậy để tôi có thể lên kế hoạch sử dụng bóng bán dẫn nào để khuếch đại âm thanh tốt nhất. Tôi đã đọc một số chủ đề làm thế nào các bóng bán dẫn khác (BJT / FET) tốt hơn, nhưng các diễn đàn khác nói rằng hiệu suất không phụ thuộc vào thành phần mà là cách bóng bán dẫn được đặt đúng và cách thiết kế mạch đúng.

Trong việc thiết kế một bộ khuếch đại âm thanh, cái nào trong bốn kiểu con của bóng bán dẫn là hiệu quả nhất? (NPN / PNP / JFE / MOSFET)

Nhân tiện, yêu cầu của giáo sư của tôi chỉ là thế này: gây ấn tượng với tôi.Ngay bây giờ nhóm của tôi chưa quyết định chi tiết cụ thể của mạch (công suất, trở kháng, v.v.).

Bạn có thể xây dựng thành công một amp âm thanh từ nhiều loại BJT khác nhau. Nó sẽ là mạch, không phải là bóng bán dẫn, làm cho amp hoạt động tốt. Tôi sẽ chọn các bộ phận của thạch như 2N4401 (NPN) và 2N4403 (PNP) và gắn bó với chúng cho mọi thứ trừ các bóng bán dẫn đầu ra công suất cuối cùng. Rất nhiều phần có thể lấp đầy vai trò đó. Nếu bạn có bóng bán dẫn tín hiệu nhỏ sứa yêu thích của riêng bạn, hãy sử dụng chúng nếu bạn thích. Những cái tôi đã đề cập có mức tăng hợp lý và có thể xử lý lên đến 40 V, đủ tốt để cho phép một amp gây ấn tượng với giáo sư của bạn.

Có rất nhiều bóng bán dẫn điện có thể sử dụng làm đầu ra cuối cùng. Nếu bạn đang nhắm đến một vài Watts, có lẽ tôi sẽ đi với các bộ phận cơ bản như TIP41 (NPN) và TIP42 (PNP).

Một lần nữa, nó không phải là sự lựa chọn của bóng bán dẫn sẽ thực hiện hoặc phá vỡ dự án này. Bạn chắc chắn có thể tạo ra một amp âm thanh ấn tượng với các bóng bán dẫn mà tôi đề cập, nhưng bạn cũng có thể tạo ra một mớ hỗn độn. Nó thực sự tùy thuộc vào thiết kế. Trong âm thanh, tiếng ồn tổng thể và méo hài hòa là những ưu tiên cao. Những người đến từ thiết kế mạch cẩn thận và chú ý đến các thông số này ở mỗi bước trên đường đi.

Bạn cũng có thể sử dụng các loại bóng bán dẫn khác, như JFE hoặc MOSFE. Những người sẽ yêu cầu một cấu trúc liên kết mạch khác nhau để sử dụng đúng cách, nhưng cũng có thể được sử dụng để tạo ra một amp tốt. Vì bạn sẽ tìm hiểu chi tiết về BJT kỹ lưỡng hơn, bây giờ tôi sẽ theo dõi họ. Đây sẽ là một bài tập học tập tuyệt vời. Thiết kế một amp với độ ồn rất thấp và độ méo rất thấp không phải là chuyện nhỏ.

Bạn có thể sẽ tạo ra một giai đoạn đầu ra năng lượng hiệu quả hơn bằng cách sử dụng các BJT cho cùng số lượng thành phần so với MOSFET. Tôi sử dụng từ hiệu quả có nghĩa là điện áp đầu ra của bạn sẽ tăng cao hơn / lớn hơn cho cùng một nguồn cung cấp với các BJT được sử dụng trong một mạch kéo đẩy đơn giản. Điều này là do, để bật một BJT, bạn chỉ cần khoảng 0,6 đến 0,7V trong khi để có được một MOSFET cung cấp vài trăm milliamp, bạn có thể cần phải lái cổng của nó với 3 hoặc 4 volt.

Một lần nữa, đây sẽ là giai đoạn đầu ra của lớp AB kéo theo trình phát đẩy đơn giản. Bạn chỉ có thể điều khiển các bóng bán dẫn đầu ra với tín hiệu bị giới hạn ở đường ray nguồn và nếu đây là (giả sử) 24 V dc - bạn sẽ có thể truyền tín hiệu 22Vp-p tới các bóng bán dẫn điện. Cho rằng mỗi BJT sẽ "mất" 0,7 volt (do tiếp giáp cực phát cơ sở), điện áp đầu ra tối đa sẽ ở mức cực đại khoảng 20,6 volt đến cực đại. Nếu bạn đang sử dụng mosfet, nó sẽ giống như cực đại 14 volt để đạt cực đại.

Có một chút vẫy tay trong câu trả lời của tôi cho đến nay, nhưng, chỉ cần làm bài tập về nhà của bạn trên mosfet được kết nối như một người theo dõi nguồn và chọn một với VSS nhỏ (ngưỡng) và kiểm tra bảng dữ liệu để xem cần bao nhiêu điện áp ổ đĩa cổng để có được vài trăm milliamp chảy qua nó.

Có những thiết kế phức tạp hơn khá khó để làm việc trong đó các bóng bán dẫn đầu ra được kết nối với bộ thu hoặc kết nối với cống, nhưng đối với người mới bắt đầu, tôi sẽ tránh xa những thứ này vì chúng sẽ không ổn định nếu không được thiết kế cẩn thận và cần nhiều silicon hơn để làm việc hiệu quả.

Vì vậy, do bạn chưa chỉ định đầu ra công suất, tải loa hoặc đường ray điện áp, tôi muốn nói rằng giai đoạn đầu ra công suất BJT có lẽ là lựa chọn tốt nhất. Đối với các bóng bán dẫn khác mà tôi gắn bó với các BJT - chúng đã được sử dụng trong hàng chục ngàn thiết kế thương mại tốt. Tất nhiên bạn có thể xem xét giai đoạn đầu ra loại A bằng cách sử dụng một biến áp đầu ra - điều này có thể đáng xem xét nhưng mặt trái là sự mất hiệu quả do sai lệch bóng bán dẫn cuối cùng.

Tôi vừa có một cái nhìn xung quanh về một giai đoạn đầu ra khá đơn giản cho thấy sự sắp xếp thiên vị mà bạn có thể sẽ cần cho một bộ khuếch đại phong nha và đã đi qua giai đoạn này: -

Nó đến từ đây trang web . Tôi khuyên bạn nên sử dụng nó bởi vì nó dường như có một thông số kỹ thuật tốt và trang web cũng đề xuất một phiên bản cắt giảm mà không có điốt / xu hướng. Cá nhân tôi nghĩ rằng nó sẽ là một khởi đầu tốt cho người mới bắt đầu. Trang web thảo luận một số điều về những gì cần thiết để tạo ra một giai đoạn đầu ra tốt.

Bạn có thể lấy thiết kế cơ bản và thêm mức tăng cho nó và trao đổi op-amp cho các bóng bán dẫn riêng lẻ nếu bạn nghiên cứu thêm một chút.

Đây là một câu trả lời muộn, nhưng tôi hy vọng nó có thể giúp ai đó hỏi những câu hỏi tương tự.

Tôi thích các BJT hơn, nhưng MOSFE rất dễ sử dụng và có thể vượt trội hơn các BJT về độ trung thực. Cả hai đều có thể cho kết quả tuyệt vời, chỉ cần sử dụng những gì bạn thấy bạn thích. MOSFE thường có thể xử lý điện áp cung cấp cao hơn (Vds tối đa cao hơn). Vì vậy, thiết kế với những gì bạn cảm thấy thoải mái nhất (tính toán khôn ngoan) và nếu bạn cảm thấy thoải mái như nhau với cả hai, hãy sử dụng Random.org.

Để thêm vào những gì Andy aka đã nói, chỉ cần biết rằng bạn sẽ cần phải có một thiết kế rất phức tạp để có được 0,7V dưới mỗi đường ray khi đầu ra của bạn dao động. Điều này là do tầng khuếch đại của bộ khuếch đại BJT cũng cần tín hiệu để điều khiển nó, nó thường làm giảm khoảng 10% điện áp của đường ray (không báo giá cho tôi về số đó, đó chỉ là quy tắc chung mà tôi sử dụng ). Và tôi không nghĩ rằng một bộ khuếch đại op-amp sẽ gây ấn tượng với một giáo sư. Ít nhất là nơi tôi học tôi sẽ thất bại hoàn toàn nếu tôi sử dụng op-amp. Và bên cạnh đó, mức tối đa bạn có thể thoát ra khỏi một (với giai đoạn trình điều khiển được thiết kế cẩn thận) là 18 W thành 8 ohms - điều này sử dụng NE5532 nếu tôi nhớ chính xác. Nói chung, bạn chỉ nhìn vào 10-15 W với op amp. Thứ nhất, một op amp cần 5 phút để thiết kế và thứ hai là sức mạnh ảm đạm.

Và để thêm vào, sử dụng hai điốt để phân cực giai đoạn đầu ra của BJT không phải là ý tưởng tốt nhất, trừ khi bạn kết hợp các điốt và bóng bán dẫn của mình một cách hoàn hảo và kết nối nhiệt giữa các điốt và bóng bán dẫn đầu ra. Bộ khuếch đại BJT rất dễ bị thoát nhiệt. Trong thực tế, bạn có thể thấy rằng bạn kết thúc với dòng điện phân cực rất cao nếu bạn sử dụng điốt tín hiệu bình thường. Sử dụng điốt chỉnh lưu nếu bạn đang sử dụng điốt - 1N4001.

Xác định "hiệu suất". Tại sao bạn quan tâm đến "hiệu quả"? Các bóng bán dẫn được sử dụng trong các bộ khuếch đại âm thanh theo những cách khác nhau. Bạn có lớp rời rạc - một mạch vượt mức tốt như mic mic console Neve khét tiếng. Trên giấy, một thiết kế op amp sẽ có hiệu suất tốt nhất (thực sự đặt các bóng bán dẫn riêng biệt trước một amp op thông thường có lẽ sẽ tiến gần đến giới hạn lý thuyết về hiệu suất). Nhưng nói chung, bạn có bóng bán dẫn đầu vào, thu được bóng bán dẫn và bóng bán dẫn đầu ra.

Các bóng bán dẫn đầu vào phải có độ ồn thấp. BJT có xu hướng nhiễu thấp hơn nếu trở kháng nguồn chính xác (đối với ampe kế bạn có thể tra cứu điều này trong bảng dữ liệu bằng cách xem nhiễu điện áp / nhiễu hiện tại đối với NE5534A ở 30Hz là ~ 5,5 / 0,0015 = 3k7). JFE có độ nhiễu dòng cực thấp nên chúng sẽ có xu hướng có hiệu suất tiếng ồn tốt hơn với đầu vào Z cao.

Các bóng bán dẫn đạt được nên có độ ồn thấp và mức tăng cao. Tôi không chắc chắn về những gì làm cho một bóng bán dẫn đầu ra tốt. Băng thông hoặc đặc tính nhiệt có thể.