Юный техник, 2002 № 12

ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ Громкоговорящий детекторный — последний шаг

Окончание. Начало см. № 10/2002 г., стр. 47.

Возможность усиления звукового сигнала при питании «свободной энергией» объясняется тем, что радиостанции с AM львиную долю мощности тратят на излучение несущей (см. «ЮТ» № 5 за 2002 г.). На выходе детекторного приемника она создает лишь постоянный ток. Его и следует использовать для питания усилителя.

Итак, на выходе приемника имеется постоянное напряжение, на которое наложены колебания звуковой частоты. Простейший усилитель (рис. 1) выполняется всего на одном транзисторе.

Рис. 1

Продетектированный ток подается в эмиттерную цепь транзистора VT1, а в его коллекторную цепь включена первичная обмотка выходного трансформатора Т1.

Режим транзистора задается резистором смещения в цепи базы R1, а чтобы в этом резисторе не ослаблялись звуковые колебания, он зашунтирован конденсатором С1. Конденсатор С2 немного ослабляет высокие звуковые частоты, устанавливать его необязательно.

В усилителе можно использовать практически любой маломощный транзистор, надо лишь подобрать сопротивление резистора R1, ориентируясь на громкость и качество звука.

Если транзистор будет обратной проводимости (типа n-p-n), поменяйте места провода от приемника ко входу усилителя.

Трансформатор Т1 понижающий, он согласует низкое сопротивление динамической головки ВА1 с высоким выходным сопротивлением усилителя. Подойдут трансформаторы от трансляционных громкоговорителей, выходные трансформаторы ТВК (кадровой развертки) и ТВЗ (звукового канала) от старых ламповых телевизоров. Годятся также малогабаритные «силовички» от блоков сетевого питания 220/6…12 В.

Недостатком этого простого усилителя является невысокий КПД, поскольку транзистор работает в классе А, все время потребляя ток от приемника. Автору удалось, почти не усложняя схемы, разработать для приемника усилитель класса В всего на одном транзисторе (рис. 2).

Работает он так: во время положительной полуволны звукового сигнала U_вx открывается диод VD1, и ток от приемника заряжает накопительный конденсатор большой емкости С2. Зарядный ток одновременно протекает и через первичную обмотку трансформатора Т1. Во время отрицательной полуволны диод закрывается, зато открывается транзистор VT1, поскольку отрицательное колебание передается на его базу через конденсатор С1. Теперь ток течет по цепи: левая обкладка С2, переход эмиттер-коллектор транзистора, обмотка трансформатора И (снизу вверх), расходуя заряд, накопленный в конденсаторе. Таким образом, постоянная составляющая продетектированного приемником сигнала заряжает накопительный конденсатор С2 и питает транзистор, а переменная — усиливается и поступает через трансформатор в динамик.

Самым совершенным на сегодняшний день является мостовой усилитель, выполненный на четырех транзисторах различного типа проводимости и работающий в классе В (рис. 3).

Здесь выходной сигнал приемника разделяется на переменную (звуковых частот) и постоянную составляющие. Последняя через дроссели Др1 и Др2, «отсекающие» звуковые частоты, заряжает накопительный конденсатор С4 и служит для питания усилителя.

Переменная составляющая через разделительные конденсаторы С1 и С2 подается на базы усилителей, выполненных на комплементарных (различного типа проводимости) транзисторах VT1, VT2 и VT3, VT4. При положительной полуволне звукового сигнала открываются транзисторы VT1 и VT4, а при отрицательной — VT2 и VT3. Таким образом, первичная обмотка трансформатора Т1 «подключается» к источнику питания — накопительному конденсатору С4 — то в одной, то в другой полярности, в соответствии со звуковым сигналом.

В усилителе рекомендуется применять германиевые транзисторы — они меньше искажают сигнал. Подойдут МП 10, МП11, МП37 (типа n-p-n) и МП13…16, МП39…42 (типа p-n-p). Дросселями с успехом послужат первичные обмотки таких же трансформаторов, как и выходной (см. выше). Конденсаторы — любого типа.

При налаживании следует подобрать емкость конденсатора С2 в приемнике (см. «ЮТ» № 10/2002). Уменьшение его емкости оставляет больше высокочастотных пульсаций на входе усилителя, «ступенька», характерная для выходного сигнала усилителей класса В, как бы «размывается» и искажения исчезают. Зато возрастает потребляемый усилителем ток, что несколько снижает громкость. Следует выбрать разумный компромисс, ориентируясь на снижение выходного напряжения приемника при подключении усилителя на 20…30 %.

Достоинства приемника реализуются лишь с акустической системой (АС), обладающей высокой чувствительностью.

Вообще-то громкоговоритель, в особенности малогабаритный, в энергетическом отношении прибор крайне несовершенный. Обычно лишь один процент(!) подведенной к его катушке энергии превращается в энергию звука. Лишь на первых порах можно воспользоваться трансляционным громкоговорителем, в котором, кстати, уже есть подходящий трансформатор. В дальнейшем захочется получить и лучшее качество звучания.

Для самодельной АС выбирайте динамические головки большой емкости, с большим диффузором и сильным магнитом — у них выше отдача. Если маленькая головка от карманного приемника при подведении мощности 100 мВт создает звуковое давление 0,15 Па, то большая и мощная головка, например, 8ГД-1РРЗ — до 0,45 Па. Это означает, что для получения той же громкости большой головке требуется почти в 10 раз меньшая мощность. Данные по чувствительности и отдаче можно найти в паспорте на головку.

Для самодельной АС идеально подходит деревянный корпус старого телевизора. Удалите из него все, вырежьте из древесностружечной плиты переднюю панель, установите на ней головки, обтяните панель редкой тканью и установите в корпус. Задняя стенка не нужна — АС будет открытого типа. Лучше установить несколько головок, не обязательно однотипных, это повышает отдачу. Головки можно соединить и последовательно, и параллельно, от этого зависит сопротивление АС. Подберите наилучший вариант экспериментально. Диффузоры головок должны двигаться синфазно — это легко проверить, подключив к АС на короткое время гальванический элемент, — все диффузоры должны либо втянуться, либо вытолкнуться.

При отсутствии корпуса хорошие результаты дает даже большой лист фанеры, установленной в углу комнаты. Головки на нем размещайте асимметрично, чтобы избежать вредных резонансов. Удачных вам экспериментов!

В.ПОЛЯКОВ, профессор