Звуковой тракт целиком: от микрофона до динамика

Самая большая схема галереи — восемнадцать деталей, и каждый узел в ней уже знаком. Потенциометр на входе задаёт громкость, разделительный конденсатор пропускает сигнал и не пропускает смещение, каскад с общим эмиттером усиливает (Ku ≈ −Rк/Rэ ≈ 10 без нагрузки, а под нагрузкой меньше: следующий каскад подключён к коллектору и уменьшает его сопротивление), фильтр f = 1/(2π·R·C) ≈ 7 кГц срезает верх, а составной повторитель отдаёт ток в восьмиомный динамик. Составной здесь не роскошь: восемь ом — нагрузка тяжёлая, и одиночный транзистор, раскачиваемый с килоомного коллектора, просаживает на ней сигнал почти до нуля. Пара с усилением в тысячи раз этого не делает. Обратите внимание на связь между каскадами: она по постоянному току, и коллектор первого транзистора заодно задаёт смещение второму — так делают, когда каскады питаются от одного источника. Значков земли на схеме 10, но это одна и та же точка: на схемах общий провод не разводят через весь лист, а ставят значок у каждой детали.

Что на схеме

Прочее

• an-dc — ps, 12 В
• an-gen — gen, нагрузка sine
• an-pot — p1, 10000 Ом
• an-cap — cin, 1e-05 Ом
• an-resistor — r1, 100000 Ом
• an-resistor — r2, 12000 Ом
• an-resistor — rc, 4700 Ом
• an-resistor — re, 470 Ом
• an-npn — q1
• an-resistor — rf, 1000 Ом
• an-cap — cf, 2.2e-08 Ом
• an-darlington — q2
• an-resistor — rq, 470 Ом
• an-cap — cout, 0.001 Ом
• an-speaker — sp
• an-probe — pa
• an-probe — pb
• an-gnd — g1
• an-gnd — g2
• an-gnd — g3
• an-gnd — g4
• an-gnd — g5
• an-gnd — g6
• an-gnd — g7
• an-gnd — g8
• an-gnd — g9
• an-gnd — g0

Как соединено

Соединений на схеме: 28. Цепь считается от общей точки — земли: потенциалы всех узлов отсчитываются от неё. Направление тока задаёт полярность деталей, и у диода, электролита и транзистора она своя: перепутать выводы здесь значит получить другую схему, а не ту же самую наоборот.

Что попробовать

1. Запустите и подождите пару секунд, пока зарядятся разделительные конденсаторы.
2. Откройте осциллограф: канал A — вход усилителя, канал B — сигнал на динамике. Сравните размахи.
3. Покрутите ручку громкости во время работы: выход идёт следом, а форма сигнала не меняется.
4. Поднимите частоту генератора до 20 кГц — выход просядет: фильтр между каскадами срезает верх. На одном килогерце он не мешает, и это важно: фильтр, поставленный на рабочей частоте, съедает усиление вместе с помехой.
5. Замените составной транзистор на одиночный n-p-n и сравните размах на динамике: усиление всего каскада упадёт примерно вдесятеро. Так видно, зачем между усилителем напряжения и низкоомной нагрузкой ставят усилитель тока.

Что модель считает, а что нет

Схема считается во времени: каждый шаг — двадцать микросекунд, и заряд конденсатора, ток в катушке и состояние перехода переходят из шага в шаг. Отсюда берутся кривая заряда, форма выпрямленного напряжения и пульсации после фильтра — их нельзя получить расчётом установившегося режима.

Полупроводники описаны уравнениями, а не таблицами: диод — формулой Шокли, биполярный транзистор — моделью Эберса-Молла с поправкой Эрли, полевой — квадратичной. Поэтому падение на диоде растёт с током, а режимы транзистора получаются сами, а не задаются. Не считаются нагрев деталей и его влияние на параметры, ёмкости переходов и всё, что происходит выше единиц мегагерц.

Смотрите также

• Закон Ома: ток, который можно посчитать заранее — Источник, резистор и амперметр — всё. Прежде чем нажимать «Запустить», посчитайте: двенадцать вольт делить на тысячу ом…
• Перегрузка: почему у резистора есть мощность — Тот же закон Ома, но резистор взят на сто ом. Ток вырос до 120 мА, и на четвертьваттном резисторе рассеивается полтора в…
• Последовательное соединение: сопротивления складываются — При последовательном включении через все резисторы идёт один и тот же ток, а напряжения на них складываются: R = R₁ + R₂…
• Параллельное соединение: складываются проводимости — При параллельном включении на всех резисторах одно напряжение, а токи складываются: 1/R = 1/R₁ + 1/R₂. Для двух резистор…
• Смешанное соединение: считаем от дальнего конца — Схему разбирают с конца: сначала складывают параллельные ветви, потом последовательные. Здесь R₂ ∥ R₃ = 1000·1000/2000 =…
• Первый закон Кирхгофа: сколько втекло, столько и вытекло — В любом узле сумма втекающих токов равна сумме вытекающих: ΣI = 0. Здесь ток источника разветвляется на три: I = I₁ + I₂…

← Все примеры галереи