Užití konstrukčních návodů zesilovačů při výuce elektrotechniky

Jsem autorem velkého množství konstrukcí. Tímto přehledem je chci zpřístupnit učitelům a žákům.

Jedná se o schémata plně funkčních zařízení, která jsou uvedena včetně hodnot součástek, popisu funkce, postupu při oživení a nastavení. Jsou v nich uvedeny vzorce a výpočty pro případné další úpravy. Zapojení využívají moderní součástkovou základnu. Ukáží žákům návrh a praktickou realizaci různých zapojení. Věřím, že to zvýší jejich zájem o tento obor.Plošné spoje jsem navrhoval tak, aby jejich osazení nedělalo potíže ani začátečníkům (šířka spoje 0,6 až 0,8 mm, mezery mezi spoji minimálně 0,6 mm, průměr pájecích bodů 1,7 až 1,9 mm).

Návody mohou být východiskem vlastních samostatných prací. Je možné zadat trochu jiné parametry a zapojení přepočítat. V dílenských cvičeních je možné navrhnout vlastní plošný spoj, výrobek sestavit a oživit. V laboratořích je potom možné výrobek odměřit.

Zadání takových sdružených samostatných prací musí být jednoduché a přiměřené možnostem žáků. Většina níže uvedených návodů tuto podmínku splňuje.

Za názvem je kurzívou uvedeno, kde byla konstrukce publikována (EK = Elektronické konstrukce, EP = Elektronické přístroje, EKP = Elektronické konstrukce pro pokročilé, M = Modulace a přenos signálu, AR = Amatérské rádio,  B = Konstrukční elektronika /modrá řada/).

Zesilovače (případně i mixážní pulty) patří k výrobkům, které mladí lidé potřebují. Zdrojem signálu pro amatérsky postavený zesilovač může být mobilní telefon, přehrávač MP3 nebo PC. Jeho konstrukce je jednoduchá, úspěch motivuje k dalšímu zájmu o obor elektro a o pochopení teorie spojené s touto problematikou.

Předzesilovač s pasívními korekcemi (EK str.40). Stereo předzesilovač, nesymetrické napájení. Opakování přenosu dvoubranů, kmitočtově závislé zpětnovazební obvody. Procvičit odhad kmitočtové charakteristiky. Případně využití simulačních programů. Vlastnosti lidského sluchu – fyziologie.

Předzesilovač s TDA1524 (EK str. 49). Předzesilovač s elektronickými potenciometry, U_n =15 V. Výhody – signál nejde přes potenciometry, odpadá jejich chrastění, které se zde dá odfiltrovat. Zopakovat princip MOS tranzistorů, které se chovají jako odpory řízené napětím.

Mono předzesilovač (E str. 206). Hlasitost, basy, výšky. Běžné zapojení aktivního kmitočtového korektoru. Zopakovat  zesílení invertujícího zesilovače, vstupní napěťovou nesymetrii OZ – význam kondenzátoru C_x. Výpočet dolního mezního kmitočtu, obměna R₁, C₁, C₅, R₉, C₆, R₁₁. Výpočet úbytku napětí na RC filtru, obměnit R₁₂, R₁₃, R₁₄.

Předzesilovač (SMD) (EK str. 118). Předzesilovač s výstupem na zadní kanály. Rozdílový zesilovač se 2 OZ a jeho využití k zesílení rozdílových složek levého a pravého kanálu.

Ekvalizér (stereo) (EK str. 44). Hlasitost, symetrie, 4 pásma, Wienovy články, 5pásmový EQ (EK str.128) s Wienovými články. Aktivní kmitočtový korektor, využití Wienových článků. Vyzkoušet výpočet pro různé kmitočty.

9pásmový ekvalizer (EK str. 203). Využití umělých indukčností v sériových rezonančních obvodech. Opakování vlastností rezonančních obvodů a aktivních kmitočtových korektorů. Úprava zapojení pro různé rezonanční kmitočty.

Stereoindikátor s dvoubarevnouLED (EK str. 58). OZ zesiluje pouze kladnou půlvlnu, umělá zem nemusí mít polovinu napájecího napětí. Vysvětlit význam D₃, opakovat vlastnosti LED a Zenerových diod.

Indikátor s 4nás.OZ (EK str. 61). Zesílena kladná půlvlna střídavého napětí, potom usměrněna. Příklad okénkového diskriminátoru. Zopakovat návrh děliče napětí (R₆ – R₈) invertujícího zesilovače a komparátoru.

Předzesilovač pro magnetodynamickou přenosku (EKP str. 24). Zopakovat přenos OZ s kmitočtově závislou zpětnou vazbou. Výpočet mezních kmitočtů, asymptotická charakteristika.

Zesilovač s LM 386N  (EK str. 166). Vnitřní zapojení, zopakovat diferenciální zesilovač a dvojčinný koncový stupeň.

Koncový stupeň s TDA 2030  (EK str.38).  Nesymetrické napájení. Počítat závislost výkonu na napájecím napětí.

Koncový zesilovač 2 x 50 W (EK str.74).  Tranzistorový zesilovač, budič (Darlingtonův tranzistor) ve třídě A, komplementární koncové tranzistory ve třídě AB. Funkce zpětné vazby, stabilizace výstupního napětí. Pro různé hodnoty U_n počítat výstupní výkon, ztráty na R₇ a R₁₁, velikost R₆ a R₉. Výpočet pracovního bodu T₁ pro různé hodnoty R₂, R₄ a R₅. 

Koncový zesilovač s LM3886 (EK str. 207). Příklad koncového zesilovače s integrovaným obvodem s pomocnými funkcemi.

Zesilovač výstražného signálu (EK str. 88). Zopakovat horní propust, detektor, komparátor, spínací tranzistor.

Připojení mikrofonu k zesilovači bez mikrofonního vstupu (EK str. 87). Příklad jednoduchého řešení, které ušetří práci i součástky.

Směšovací jednotka (EK str. 69). Citlivost, basy, výšky, hlasitost, přebuzení. Vše na jedné DPS. Obměnit návrh pro různou citlivost vstupů a různá výstupní napětí.

Jednokanálový zesilovač ve třídě H princip zesilovačů ve tídě H (velký výkon při malém napětí). 

Efekty pro hudebníky

Metronom (EK str. 201). Zopakovat obvod NE 555, komparátor, okénkový diskriminátor, tranzistor jako spínač, dělič kmitočtu.

Dozvuk (EK str. 122). Princip zpoždění signálu. 

Literatura a použité zdroje

VLČEK, Jiří. Elektronické konstrukce. 1. vyd. Praha: BEN, 2003. 224 s.

VLČEK, Jiří. Elektronické konstrukce pro pokročilé. 1. vyd. Praha: BEN, 2002. 72 s.

VLČEK, Jiří; HAVLÍK, Jan; VACEK, Václav. Elektronické přístroje. Praha: BEN, 2002.

VLČEK, Jiří. Modulace a přenos signálu. 1. vyd. Praha: BEN, 2002. 76 s.

Amatérské rádio. Praha: Amaro, s. r. o., 2000. 40 s.