Низковольтный громкоговорящий УНЧ 1.5 Вольта

[nHz]

0,75в/4ом=188ма. понятно,что минус напряжение насыщения, да и такие значения только при максимальной амплитуде, но ведь заявлено 20ма среднего тока коллектора максимум. Скорее всего, конечно, выдержат. Но надо ещё где то эти транзисторы достать. Сейчас они коллекционная редкость и у нас в городе продают их на авито по 50шт. Хоть и недорого просят. Но мне вообще кажется покупать такие вещи противоестественно. Сама идея моего проекта - использование бросовых деталей. А если их ещё найти нужно и купить....
Ну, в общем, испытываю противоречивые чувства. С одной стороны хочется получить как можно меньшее напряжение работы. И германиевые транзисторы перспективнее. С другой стороны от 1.5 вольт кремний уже начинает работать хорошо. Его уж точно не придётся искать. Подножный корм, так сказать.
Почему я так борюсь за каждый милливольт? Сейчас я параллельно экспериментирую с разными гальваническими парами доступными в быту для получения гальванического элемента. Очень мне нравится железо-медь. Взял железный гвоздь, завернул в ткань, накрутил медной проволоки и в электролит из соли или соды или кислоты лимонной. Но напряжение всего 0.4в примерно. То есть надо 4шт. Плюс они садятся быстро. Нужно подумать, как площадь контакта нарастить, чтобы увеличить емкость и отдаваемый ток. А вот количество таких элементов желательно не сильно увеличивать.

[gsmart]

Не многовато ли для транзисторов с током коллектора по характеристикам 20ма и в пике до 150ма? Только если полагаться на запас, или на то, что не будет такой громкости?

В заводских приёмниках типа Россия-303 такие транзисторы работали десятилетиями.
Если и палили транзисторы выходного каскада у таких приёмников, то либо переплюсовкой, или подключая к питанию 12V.
При желании на МП39-МП42 можно надеть самодельные радиаторы:

В качестве радиаторов для транзисторов серии МП можно надеть даже пружинки подходящего диаметра, на фото под спойлером всё понятно:

Спойлер

[74LS00]

В древности были кассетные плееры от 1 батарейки. Схем не знаю как и моделей, но както видео обзор такого. Есть от 1 плоского никелевого аккума.

Но говорят что даже целую пишущие магнитофоны с хорошим качеством были на 1 микросхеме. Но как обычно этих схем никто не видел кроме ремонтёров больших сервисов в больших городах, и наверно уже никто не увидит и не узнает на чём сделано.

Продолжаем изобретать то что давно заброшено.

2.4 Ответы на вопросы должны быть именно ответами, а не рассуждениями на общие темы. Надоело смотреть на Ваши мудрствования ни о чем! Нечего сказать по теме - пройдите мимо! As.

[gsmart]

В древности были кассетные плееры от 1 батарейки.

Этим японцы баловались, в основном контора Panasonic, например плееры Panasonic SX-33; Panasonic RQ-SX89; Panasonic RQ-SW99; Panasonic RQ-E25V питались от 1 батарейки, при этом заявленное время воспроизведения кассеты от одного элемента - 28 часов!!!

Характеристики:

Спойлер

Digital Tuner with 20 Presets
5 Direct Access Preset keys
Up to 28 hour playback (using just one battery)
FW/RR Controls XBS Extra Bass System Battery Check Button Metallic Silver Finish Hold Button Dual LCD Display with Battery Check Indicator Thin and Compact Design Selectable AM Frequency Step FM/AM Tuner Includes XBS Stereo Headphones, Belt Clip and 4 "AA" Batteries (Not Included)

http://www.portmarket.ru/products/produ ... eer/page2/

[As]

Но, всё же, в таких низковольтных устройствах чаще встречаются преобразователи напряжения, питающие типовую схему, действительно низковольтным может оказаться моторчик или что-то подобное...
(на днях разбирал мусор - попался приёмник от бытового радиомикрофона: питание от одного элемента типоразмера ААА, простейший преобразователь на одном транзисторе - и трёхвольтовая микросхема, содержащая и довольно мощный усилитель...)

[nHz]

преобразователи напряжения, питающие типовую схему,

Решение практически единственно возможное, если речь о микротехнике. Нормальную громкость от 1.5 вольт можно получить только на достаточно крупном динамике, да ещё и желательно в крупном ящике. Ну это из моего опыта на типовых деталях.

Если взять какие нибудь супер транзисторы, с сверхмалым напряжением насыщения(BISS) и сделать эффективный динамик на 1 ом, может и получится при маленьких размерах получить громкость от 1.5в.

Но преобразователем решить ту же задачу проще. С преобразователем на МТ3608 я делал такой эксперимент. Запускал схему от 1.5 вольт, повышая до 5В. Но саму схему питал не со входа, а с выхода. Так она высасывала батарейку до 0.2В, обеспечивая минимум 50мА по 5В. Так что с преобразователем проблемы низковольтного питания не существует. Сейчас думаю сделать гибридную схему на слабом преобразователе на германиевом транзисторе, стартующем от 0.5В, питающем MT3608. Но это параллельно полностью низковольтному решению.

В принципе, ответ я получил. Кремний работает удовлетворительно от 1.4В , и хорошо начиная с 2В. Вот текущая схема, с максимально подходящими деталями из имеющихся у меня.


Она неплохо перенастраивается на 3.7В, пропорциональным увеличением номиналов почти всех резисторов, разве что кроме R6, и резистор R5 подбирается до получения половины напряжения питания в точке соединения коллекторов VT4 VТ5

Если не появится новых идей или не получится достать германиевых транзисторов, свои эксперименты с низковольтным УНЧ приостанавливаю. Займусь пока радиоприёмной частью.

[alexero]

Вот ещё пара схем.

Радио 2002/9, с. 18, УЗЧ ДЛЯ ПРИЕМНИКА С НИЗКОВОЛЬТНЫМ ПИТАНИЕМ
Кремний, 0.7-3.2 В, 7-10 mA. https://radiokot.ru/forum/download/file.php?id=349987

Радио 2003/12 с. 19, Экономичный радиоприемник
Германий, 1-1.5 В, ток покоя 0.11 mA. Отзывы: http://rt20.mybb2.ru/viewtopic.php?f=1&t=103490

[nHz]

В первой схеме

Автор добивается лучшей линейности приоткрытием выходного каскада аж на 7ма. Может при таком токе покоя и удаётся получить рабочий усилитель на кремниевых транзисторах при 1В, но что то я сомневаюсь. Скорее всего будет ступенька и хрипота. А заявляется работосособность аж до 0.7В. Странно, в общем.
Повторять схему не буду из-за полевиков. Нет у меня их. И связываться не хочется. Ну и ток покоя великоват.

Вторая схема

Эта, пожалуй, интереснее. Но предусилитель выполнен на кремнии, а в двухтактной части, хоть и германиевые транзисторы, но в таком включении, что добавляется ещё один pn-переход, который тоже надо открывать. Впрочем, если не метить на рабочее напряжение сильно ниже одного вольта, возможно, не критично. Это же германий. Надо посмотреть как тянет такой каскад нагрузку 8Ом. Если разживусь германием, проверю.

Ещё интересно реализована стабилизация режимов транзисторов по постоянному току. Ведь обратная связь есть только по переменке. Даже стабилизатор реализован. Сразу видно, автор транзисторы не экономил.

[Andrey_B]

nHz писал(а):

когда есть трансформатор, тогда понятно...
... то на 8-омную нагрузку может потребоваться 500ма.

Так при таком низком напряжении питания для большой громкости, трансформатор наоборот понадобится повышающий, и ток в выходном каскаде будет еще больше. Есть такой MOSFET, n-типа, с сопротивлением канала 3мОма - IRF6201, у него пороговое напряжение открытия 0.5-1.1В. В качестве нижнего элемента полумоста он должен хорошо подойти. Осталось найти похожий p-типа в верхнее плечо. Можно и в верхнее плечо тоже поставить n-тип, но придётся городить какую-нибудь вольтдобавку, с помощью умножителя или ещё как. Есть еще идея обойтись диодом Шоттки в верхнем плече и замутить выходной каскад класса D без выходного фильтра. Если уж удовлетворять творческий интерес в этой теме, что толку схемотехнику 30-ти летней давности по кругу повторять, надо что-то посовременней пробовать.

[nHz]

Насчёт класса Д. Если не ставить антивозбудные конденсаторы, то моя схема работает почти как класс Д, возбуждаясь на частоте 100-200кГц. Частота зависит от транзисторов. Ну и можно конденсатором C2 подкорректировать. Я даже это самовозбуждение не сразу обнаружил. Звук нормальный, ток ХХ почти не изменился. Только на экране осциллографа увидел. Даже думал не морочиться и оставить так, но я всё таки хочу приёмник сделать, а тут генератор меандра с кучей гармоник под боком.

Единственно, что если довести до ума эту идею с классом Д , то очень легко будет полный мост получить с бонусом в виде учетверения мощности. Может и проверю на досуге.

[musor]

затарьнесь гт402|404 и играйтесь
ну а помощне надо ес гт703 и гт705...

[АлександрЛ]

Два кремниевых транзистора последовательно при напряжении питания 0,7 вольта?

Спойлер

Не смешите мои тапочки..

[nHz]

Два кремниевых транзистора последовательно

Вроде все эмиттеры на землю или на +пит. Тут всё в порядке. В выходном каскаде одновременно открыт только 1 транзистор. Полевики и так чуть приоткрыты. Но про 0.7 В рабочих какая-то фигня. Впрочем, если приоткрыть кремниевые транзисторы, то возможно как то будет хрипеть и на 0.7. Но 7ма - слишком большая плата за это. Я сейчас пытаюсь настроить 1ма при 1.5В, на критических 1.3В 0.5ма. Ну а ниже по напряжению только германий позволит хоть как то сохранить линейность.

[murzistor]

Я вот тоже задумался над этой идеей. Хотя мне, пожалуй, хватит и 3.6 вольт, но и до 1.5 хочется дотянуть ради спортивного интереса.
Обычный выходной каскад, ясно дело, не годится - там на P-N переходах падает пара вольт... То есть, надо делать либо с ОЭ, либо... однотактный
Что же касается повышения напряжения - то даже при 5 вольт питания обычный усилитель "потратит" почти половину этого напряжения... а это сразу минус 40% к КПД.

nHz писал(а):

Эта, пожалуй, интереснее. Но предусилитель выполнен на кремнии, а в двухтактной части, хоть и германиевые транзисторы, но в таком включении, что добавляется ещё один pn-переход, который тоже надо открывать.

Кремний можно поменять на германий.
А насчёт выходного каскада - там VT30-VT31 соединены с общим проводом по сигналу через R61-C64. В результате амплитуда сигнала в этой точке, нужная для раскачки выходных транзисторов, снижается. В особо экстремальных случаях можно R61 закоротить.
В кремнии такой каскад "кушает" где-то 1 вольт напряжения, то есть, от 1.5 вольта размах сигнала будет 0.5 вольта... Думается, можно взять выходные транзисторы кремниевые (для минимального насыщения), а предоконечные германиевые (для меньшего падения напряжения на переходах).

[ssc]

Я вот тоже задумался над этой идеей. Хотя мне, пожалуй, хватит и 3.6 вольт

MC34119 мостом..

[nHz]

Я вот тоже задумался над этой идеей. Хотя мне, пожалуй, хватит и 3.6 вольт, но и до 1.5 хочется дотянуть ради спортивного интереса.

Вот от 1.5В. как раз никаких проблем. Моя схема работает и при бОльших напряжениях без переделки.Ток ХХ по понятным причинам растёт. Но и линейность возрастает. Ещё бы рабочая точка автоматически смещалась в середину напряжения питания....

Но при меньших 1.5В. напряжениях уже не всё так радужно. Ток смещения транзисторов очень сильно зависит от напряжения питания. В какой то момент появляется сильная "ступенька". Борьба с ней это неминуемое увеличение тока ХХ. Сейчас я несколько переделал схему смещения для выходного каскада, но всё равно при низкоомной нагрузке на 1.1 вольта тока не хватает, чтобы нормально открывать выходные транзисторы в момент перехода. А если их приоткрыть на 5-10мА сквозного тока, то всё более-менее, но для моей экономичной конструкции это недопустимо.

Пока оставил ту схему, что публиковал ранее. На 1.5в ток хх<2ма, что меня устраивает. А если батарейка подсела до1.2в, то перехожу на наушники. На них существенная ступенька появляется при 0.9-1.0В, да и ток потребления почти равен току ХХ на достаточной громкости. Я питал всю конструкцию часов 10 от подсевшей таблетки AG13 при работе на наушники. Появилась даже мысль сделать версию чисто для наушников, подстроив ток ХХ на минимум. Но пока веду эксперименты по улучшению основной "громкоговорящей" схемы.

Не зря, видимо, не делают готовых микросхемных решений на кремнии с питанием ниже 2В. Застабилизировать параметры транзисторов, когда напряжение близко к напряжению на PN переходе не так просто. Если и получится, то вряд ли качество звучания будет приемлемым во всём диапазоне напряжений от 1 до 2в. Вот и заявляются рабочие диапазоны от 2В, но при этом микросхемы, скорее всего, могут как то работать и при 1.5. Надо пощупать на предмет этого MC34119. Может кто ещё знает подобные микросхемы с питанием от 2В, только не экзотику, а то, что можно купить? MC34119 есть в chipdip, и даже в наличии у меня в городе. Буду мимо их проезжать, обязательно куплю.

[murzistor]

nHz писал(а):

Ещё бы рабочая точка автоматически смещалась в середину напряжения питания....

Эта задача как раз решается дифференциальным каскадом на входе, как в обычном усилителе. Но, видимо, при 1.2 В придётся делать его на германии.
Вот насчёт тока покоя не знаю что придумать.

nHz писал(а):

Вот и заявляются рабочие диапазоны от 2В, но при этом микросхемы, скорее всего, могут как то работать и при 1.5.

Вряд ли.
Судя по заявленной выходной мощности, там размах выходного напряжения где-то 1 вольт при питании 3 вольта.
Например, при 3 В и 8 Ом мощность получается 130 мВт при КНИ стремящемся вверх...
А мощность от двух вольт вообще не нормируется.
Похоже на обычный выходной каскад.

Спойлер

MC34119.png

(73.52 KiB) Скачиваний: 39

Вот есть такие операционные усилители, по-английски зовутся rail-to-rail... Интересно, как они устроены внутри?

[nHz]

Вот есть такие операционные усилители, по-английски зовутся rail-to-rail... Интересно, как они устроены внутри?

Общая идея примерно такая.

[ssc]

Общая идея примерно такая.

..собственно, в связи с этим возникают вопросы - а чем будет определятся напряжение на выходе по такой схемотехнике..?

[As]

...И всё же, наилучший результат получается в трансформаторной схеме, тогда даже на кремниевых транзисторах легко можно обеспечить работоспособность уже при питании порядка 0,5-0,6 вольта... (а размер трансформаторов получается не таким уж страшным - гляньте в любой приёмник начала семидесятых! )