บทที่11

บทที่11 ภาคขยายเสียงในเครื่องรับวิทยุ AM และ FM

11.1ภาคขยายเสียง

 ในเครื่องรับวิทยุ AM และ FM สัญญาณคลื่นวิทยุเมื่อผ่านภาคต่างๆ ของ เครื่องรับวิทยุออกมา ในภาคสุดท้ายของเครื่องรับวิทยุนั้นจะต้องได้สัญญาณเสียงออกมา และนำสัญญาณเสียงนั้นไปเป็นคลื่นเสียงที่มนุษย์สามารถรับฟังได้เนื่องจากเสียงที่ได้มานั้นความแรงต่ำจึงต้องนำไปขยายให้มีความแรงมากขึ้น ก่อนส่งไปขับลำโพง

 ส่วนสำคัญของภาคขยายเสียงอยู่ที่ ต้องการทำให้ระดับเสียงเพิ่มมากขึ้น โดยไม่มีการผิดเพี้ยนต้องจัดภาคขยายเสียงออกเป็นภาคย่อยๆ ทำการขยายสัญญาณเสียงเป็นลำดับ ปกติภาคขยายเสียงมักประกอบด้วย2ภาคใหญ่ๆ คือภาคขยายเสียงสัญญาณขนาดเล็ก(Small Signal Amplifier) หรือภาคขยายระดับต่ำ (Low Level Stage Amplifier) มักถูกเรียกว่าภาคขับกำลังหรือไดรเวอร์(Driver) ส่วนอีกภาคหนึ่งคือภาคขยายเสียงสัญญาณขนาดใหญ่(Large Signal Amplifier) หรือภาคขยายระดับสูง (Hing Level Stage Amplifier) มักถูกเรียกว่าภาคขยายกำลังหรือเพาเวอร์ แอมปิลไฟเออร์ (Power Amplifier) บล็อกไดอะแกรมภาขยายเสียง

11.2วงจรปรับเร่งลดความดังและวงจรขับกำลัง

วงจรปรับเร่งลดความดัง (Volume Control Circuit) จะต้องสร้างขึ้นมาให้มีคุณสมบัติดังนี้

1.ต้องสามาปรับอัตราความแรงได้จากค่าต่ำสุดเป็น OV ถึงค่าสูงสุด

2.ต้องให้สัญญาณตลอดย่านความถี่เสียงถูกลดทอนลงทุกๆความถี่เสียงเมื่อปรับลดความดังลง

3.ต้องไม่เกิดสัญญาณรบกวนหรือเกิดน้อยที่สุด โดยการจัดวงจรปรับเร่งลดความดังด้วยการหลีกเลี่ยงไม่ให้กระแสไฟตรงจำนวนมากๆ ไหลผ่านวงจรปรับเร่งลดความดัง

วงจรปรับเร่งลดความดังและวงจรขับกำลังมีลักษณะวงจรดังรูป

หลักการทำงานของวงจร11.2 สัญญาณเสียงถูกส่งเข้ามาทางขาบนของตัวต้านทานปรับค่าได้VR1และส่งออกที่ขากลางของVR1ถ้าขากลางของVR1ถูกเลื่อนขึ้นด้านบนสัญญาณเสียงถูกส่งผ่านC2ไปได้มากและถ้าขากลางของVR1ถูกเลื่อนด้านล่างสัญญาณเสียงถูกส่งผ่านC2ไปได้น้อยสัญญาณเสียงถูกส่งเข้าขาBของQ1ทำหน้าที่ขยายกำลังให้เสียงมีความแรงมากขึ้นแบบไม่ผิดเพี้ยนส่งต่อไปCผ่านC3ส่งต่อวงจรขยายกำลังต่อไป

11.3วงจรขยายกำลังแบบทรานซิสเตอร์ตัวเดียว

วงจรขยายทรานซิสเตอร์แบบทรานซิสเตอร์(Single Ended PowerAmplifier) เป็นวงจรที่ใช้ทรานซิสเตอร์ตัวเดียวทำการขยายสัญญาณเสียงเป็นภาคสุดท้ายก่อนส่งไปขับลำโพงอัตราขยายไม่มากนักเพราะขยายทั้ง2ซีกพร้อมๆกันโดยที่ไม่ให้ผิดเพี้ยนและมีกระแสไหลผ่านทรานซิสเตอร์ตลอดเวลาวงจรขยายกำลังแบบทรานซิสเตอร์ตัวเดียวดังรูป

หลักการทำงานของวงจร11.4

สัญญาณเสียงถูกส่งเข้ามาจากภาคขับกำลังผ่านC4ไปเข้าขาBของQ3ตัวQ3ทำการขยายสัญญาณเสียงให้มีความแรงสูงสุดแบบไม่ผิดเพี้ยน ส่งออกขาCไปเข้าหม้อแปลงT2เหนี่ยวนำสัญญาณเสียงจากขดลวดปฐมภูมิไปขดทุติยภูมิ ส่งต่อไปขับลำโพงเปล่งเสียงออกมา

11.4วงจรขยายกำลังแบบพุช-พูล

วงจรขยายกำลังแบบพุช-พูล(Push

Pull Power Amplifier) เป็นวงจรที่ใช้ทรานซิสเตอร์ทำการขยายสัญญาณ2ตัว ตัวหนึ่งขยายเสียงซีกบวก และอีกตัวขยายสัญญาณซีกลบ ได้สัญญาณเสียงออกเอาต์พุตไม่ผิดเพี้ยน ทำให้วงจรมีอัตราขยายสัญญาณเสียงสูงมากกว่าชนิดใช้ทรานซิสเตอร์ตัวเดียว วงจรขยายกำลังแบบพุช-พลูดังรูป

หลักการทำงานของวงจร 11.5

 สัญญาณเสียงถูกส่งเข้ามาจากภาคขับกำลัง มีการเหี่ยวนำสัญญาณตามวงจรแล้วจึงทำให้มีสัญญาณเสียงซีกลบไปขับลำโพงจังหวะนี้Q3คัตออฟ ไม่ทำงาน เท่อสัญญาณเสียงซีกที่2เข้ามาตกคร่อมขดL2ด้านบนเป็นเฟสบวกด้านล่างเป็นเฟสลบ ในจังหวะนี้สัญญาณเสียงดเฟสบวกด้านขดL2จ่ายเป็นแรงดันไบอัสตรงให้Q3ทำงานมีกระแสไหลจากแหล่งจ่ายแล้วผ่านวงจรต่างๆจนได้สัญญาณซีกบวกไปขับลำโพงจังหวะนี้คัตออฟไม่ทำงาน

11.5วงจรขยายกำลังแบบพุช-พูลชนิด OTL

วงจรขยายกำลังแบบพุช-พูลชนิดOTL (Output Transformer Less) เป็นวงจรขยายเสียงแบบพุช-พูลชนิดที่ตัดหม้อแปลงทางด้านเอาต์พุตออก และใส่ตัวเก็บประจุเข้าไปแทน ช่วยให้วงจรขยายกำลังมีขนาดเล็กลง น้ำหนักเบาและให้การตอบสนองต่อความถี่สูงดีขึ้น วงจรขยายกำลังแบบพุช-พูลชนิดOTLดังรูป

หลักการทำงานขอวงจร 11.6

สัญญาณเสียงถูกส่งเข้ามาจากภาคขับกำลังผ่านหม้อแปลงT1ทางขดL1เหนี่ยวนำสัญญาณเสียงผ่านมาขดL2และL3จ่ายไปให้ขาBของQ3และQ4โดยมีเฟสของสัญญาณเสียงตรงข้ามกันเช่น ตามรูปขดL2ด้านบนเป็นเฟสบวกจ่ายให้ขาBของQ3ด้านล่างเฟสทำงานมีกระแสไหลจากแหล่งจ่าย+Vccผ่านQ3ออกขาEจ่ายไปประจุแรงดัน+Vccให้C6กระแสไหลผ่านลำโพงจากด้านบนลงกราวด์ ลำโพงเคลื่อนที่ไปข้างหน้า ส่วนขา BของQ4 ได้รับไบอัสกลับไม่ทำงาน

11.6วงจรขยายกำลังแบบคอมพลีเมนตารี่

วงจรขยายกำลังแบบคอมพลีเมนตารี่ เป็นวงจรขยายกำลังที่ใช้ทรานซิสเตอร์ทำการขยายสัญญาณ2ตัว ตัวหนึ่งขยายสัญญาณซีกบวกอีกตัวขยายสัญญาณซีกลบ เหมือนกับพุช-พูล แต่การจัดวงจรแตกต่างกัน โดยวงจรขยายแบบพลีเมนตารี่ ไม่ต้องใช้หม้อแปลงเข้าร่วมทำงานและ ทรานซิสเตอร์ทั้ง2ตัวที่ใช้ต่างชนิดกัน คือหนึ่งPNP และอีกตัว ชนิดNPN การไม่ใช้หม้อแปลงทำให้วงจรพลีเมนตารี่เล็กลงกะทัดรัดน้ำหนักเบาและตอบสนองความถี่สูงดี วงจรแบบพลีเมนตารี่ตามรูป

หลักการทำงานของวงจร 11.7

 สัญญาณเสียงถูกส่งผ่านC1เข้ามาขาBของQ1เช่นตามรูปเป็นสัญญาณซีกลบQ1ขยายสัญญาณเสียงออกขาCเป็นสัญญาณเสียงช่วงบวกเพราะQ1ถูกจัดวงจรขยายแบบอิมิตเตอร์ร่วมสัญญาณอินพุตและสัญญาณเอาต์พุตจึงต่างเฟสกัน180 สัญญาณเสียงช่วงบวกถูกจ่ายไปจุดAและจุดBป้อนเป็นไบอัสให้ขาBของQ2และQ3ตัวQ2ได้รับไบอัสตรงนำกระแสมีกระแสไหลจากแหล่งจ่าย+Vccผ่านQ2ออกจากขาEผ่านR6จ่ายไปประจุดัน+Vccให้C3กระแสไหลผ่านลำโพงจากด้านบนลงกราวด์ ลำโพงเคลื่อนที่ไปข้างหน้า ส่วนQ3 ได้รับไบอัสไม่ทำงาน

11.7วงจรขยายกำลังแบบไอซี

วงจรขยายกำลังแบบไอซี(IC)เป็นวงจรขยายกำลังที่ใช้ตัวICทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์หลักในการขยายสัญญาณเสียง และมีอุปกรณ์พวกR และC ประกอบร่วมเป็นวงจรภายนอก การใช้IC มาทำเป็นวงจรขยายกำลัง ทำให้ขนาดของวงจรลดลงเล็กกะทัดรัด น้ำหนักเบา และการต่อวงจรไม่ยุ่งยากมากนัก แต่ให้คุณภาพประสิทธิภาพในการขยายเสียงดีวงจรขยายกำลังแบบICดังรูป

หลักการทำงานของวงจร 11.8

 สัญญาณเสียงถูกส่งผ่านC1เข้าขา1ของ IC1ทำการขยายสัญญาณเสียงทั้งซีกบวกและซีกลบถูกกำหนดอัตราการขยายด้วยอัตราส่วนของความต้านทานR1และR2ผ่านC2ไปเข้าขา2ของIC1สัญญาณเสียงถูกส่งออกที่ขา4ของIC1ผ่านC5ไปยังลำโพงตัวC5ทำหน้าที่ช่วยเก็บประจุและตายประจุสัญญาณเสียงถูกส่งออกขาที่4ของIC1ทำให้ได้สัญญาณเสียงทั้งซีกบวกและซีกลบที่สมบูรณ์จ่ายไปให้ลำโพง

 การตรวจสอบการออสซิลเลตความถี่สูงของวงจรขยายกำลัง ดูได้ที่ตัวR3หากR3เกิดการไหม้แสดงว่าวงจรขยายกำลังเกิดการออสซิลเลตความถี่สูงอยู่อาจส่งผลให้ลำโพงชำรุดเสียหายได้