简易无变压器五管机

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我们学校在开展学生科技活动时,为了使同学们了解无输出变压器功放电路,自己设计了这种无变压器五管机,其特点是线路简单、调整方便,适合同学们学习安装。电源电压用4.5伏时,不失真功率可达150毫瓦左右。

原理线路见图1。BG\(_{1}\)、D1、D\(_{2}\)、L3等组成了高放再生来复倍压检波电路,BG\(_{2}\)、BG3是前置放大级,这些电路都是常见的。BG\(_{4}\)、BG5是一对PNP、NPN晶体管,组成不用输入变压器而自动倒相推挽输出电路。BG\(_{4}\)为PNP管,BG5为NPN管。由于PNP管对负信号导通,而NPN管对正信号导通,所以它们可以相互补偿,两管轮流导通工作的结果,在输出负载上就可以得到一个完整信号。这可以从图中来分析,静态时,通过调整W\(_{3}\),使BG4、BG\(_{5}\)的集射之间的电压相等且为Ec/2。当信号加在BG\(_{4}\)、BG5的基极时,在信号的正半周,由于BG\(_{5}\)发射结处于正向偏置,所以BG5正向导通,从它的发射极输出一相应的正半周信号加在喇叭上。此时BG\(_{4}\)因处于反向偏置而截止。同理,在信号的负半周,由于BG4处于正向偏置而导通,输出一相应的负半周信号加在喇叭上,所以喇叭在一周内得到的是完整的被放大了的信号。由此可见,BG\(_{4}\)、BG5的互补作用完成了自动倒相的作用,省掉了输入变压器。

图1
图1 🔍原图 (1092×471)

线路中为了稳定BG\(_{4}\)、BG5的工作点,把BG\(_{2}\)的发射极电阻R6接到BG\(_{4}\)、BG5的发射极上即采用发射极负反馈法。R\(_{6}\)不是直接接到电源的一端,而是接到晶体管BG4、BG\(_{5}\)的发射极公共点B,因此,假若由于某种原因使B点电位向负变化,则BG2的发射极电位也向负变化,使BG\(_{2}\)的Vbe2↑,因而使I\(_{c2}\)↑,引起R4上的压降加大,从而使BG\(_{3}\)的Vbe3↑,I\(_{c3}\)↑,结果Vce3↓,使BG\(_{3}\)的集电极电位升高(向正变化),也就是使BG5的基极电位升高(向正变化),另一方面,B点的电位等于A点电位加V\(_{be5}\),差不多等于BG5的基极电位,因此B点电位又被拉向正变化,得到了补偿,稳定了工作点。从图中可以看出,BG\(_{4}\)、BG5的基极间接了一只二极管D\(_{3}\),它的正向导通压降约为0.8伏,而BG4与BG\(_{5}\)的发射结正向导通压降约分别为0.2伏和0.6伏,正好为两管的偏置电压,同时二极管D3还具有温度补偿作用。

线路中R\(_{5}\)、R6等构成负反馈电路,R\(_{5}\)越大,负反馈越强,音质好,但增益降低。电容C6为隔直电容,若要使收音机低频响应好,容量可增加。电阻R\(_{7}\)与C7组成自举电路,提高了BG\(_{4}\)、BG5的输入阻抗,使不失真输出功率可以增加。

本机对元器件无特殊要求,BG\(_{1}\)可以用3AK20、3AG1等高频小功率管,β要求不高。BG\(_{4}\)、BG5要配对,假若用NPN型的硅管,要求选饱和压降小一些的管子。BG\(_{3}\)的β要求选得大一些,这有利于加大R5的阻值而进一步改善音质。假若用3BX、3AX锗管,效果会更好,但D\(_{3}\)应改用2AP型二极管。

调整时,先调W\(_{3}\)使VB=-\(\frac{1}{2}\)E\(_{c}\),然后调W1使BG\(_{1}\)的集电极工作电流大约为1毫安左右。调整比较简单是本机的一个主要优点。整机静态电流约为6~8毫安,音量最大时工作电流约为60~40毫安。整机印刷板线路见图2。(上海第51中学遥控车间)

图2
图2 🔍原图 (932×696)