Усилитель звуковой частоты

Усилитель звуковой частоты (2 Вт, 4 Вт на интегральной микросхеме, стереофонический, для стереотелефонов, для электрогитары), усилитель мощности ЗЧ, усилитель радиочастоты и др.
Ответить
admin
Администратор
Сообщения: 32
Зарегистрирован: 31 янв 2017, 15:57

Усилитель звуковой частоты

Сообщение admin » 20 апр 2017, 11:39

Существует немало датчиков (звукосниматель электропроигрывающего устройства, микрофон, звукосниматель электрогитары и т. д.), преобразующих звуковые колебания в электрические сигналы звуковой частоты. Но сигналы эти весьма слабы, чтобы подать их сразу на громкоговоритель. Поэтому приходится использовать самые разнообразные усилители звуковой частоты (ЗЧ), обладающие различными входными и выходными параметрами: входным сопротивлением, чувствительностью (иди коэффициентом усиления), номинальной выходной мощностью. Каждый усилитель рассчитан на подключение вполне определенного датчика и нагрузки — динамической головки или громкоговорителя. О некоторых усилителях, которые понадобятся в вашей практике, и пойдет рассказ.

Усилитель 3Ч мощностью 2 Вт обладает чувствительностью, достаточной для работы с пьезоэлектрическим звукоснимателем ЭПУ (электропроигрывающее устройство). При коэффициенте нелинейных искажений не более 0,5% номинальная мощность усилителя достигает 2 Вт, а максимальная может составлять 2,5 Вт. Полоса пропускаемых усилителем частот равна 20...18 000 Гц, входное сопротивление — 1 МОм. Помимо регулятора громкости в усилителе есть регуляторы тембра, позволяющие изменять усиление на частотах 100 Гц и 7,5 кГц примерно в 10 раз.

В усилителе использовано пять транзисторов (рис. У-1). Поступающий с движка регулятора громкости R1 сигнал усиливается по напряжению каскадами на транзисторах VT1, VT2, и через эмиттерный повторитель на транзисторе VT3 подается на двухтактный выходной каскад, собранный на комплементарной (т. е. с различной структурой) паре транзисторов VT4, VT5. Нагрузка усилителя — динамическая головка или маломощная акустическая система ВА1, подключаемая через разъем X1.

Изображение

Чтобы максимально использовать выходные транзисторы и получить наибольшую выходную мощность, каскад на транзисторе VT3 питается несколько большим, чем выходное, напряжением, поскольку резистор нагрузки R7 подключен к общему проводу через динамическую головку. Это цепь так называемой вольтодобавки. Во время усиления сигнала переменное напряжение на головке складывается с постоянным напряжением выпрямителя и как бы увеличивает общее напряжение питания рассматриваемого каскада. Причем сопротивление резистора R7 должно быть равно произведению сопротивления головки на коэффициент передачи тока транзистора VT5.

Для устранения искажений типа «ступенька» между базами транзисторов выходного каскада включен диод VD1. А для стабилизации режима работы выходных транзисторов в усилитель введена обратная связь по постоянному напряжению через резистор R4. Он же входит и в цепь обратной связи по переменному напряжению. В цепи обратной связи включены и регуляторы тембра. Переменным резистором R5 изменяют глубину обратной связи на высших, a R6 — на низших частотах, регулируя тем самым тембр звука.

Питается усилитель от простейшего блока, состоящего из понижающего трансформатора и мостового выпрямителя. Пульсации выпрямленного напряжения сглаживаются конденсатором С1 сравнительно большой емкости.

На месте VT1 можно поставить любые другие транзисторы серии КП 103, на месте VT2 — транзисторы серий КТ315 и КТ301, на месте VT3, VT4 — транзисторы серий П601 — П606, на месте VT5 — транзисторы серий П701, КТ601, КТ602. Желательно, чтобы выходные транзисторы были с одинаковым или возможно близким коэффициентом передачи тока. Кроме того, их следует установить на радиаторы размерами примерно 40X40 мм из листового дюралюминия или другого металла толщиной 5...6 мм.

Диоды могут быть любые из серий Д220, Д223 (VD1) и Д226, Д229 (VD2—VD5). Постоянные резисторы — МЯТ, указанной на схеме мощности, переменные — СП-1. Конденсаторы С2 — МБМ, СЗ и С4 — К53-1, С1 и С5 — К50-6.

Дроссель L1 — индуктивностью 0,8 Гн, с разбросом ± 0,2 Гн. Его можно выполнить на кольце типоразмера К17,5X8X5 из феррита 2000НМ, на котором наматывают 700 витков провода ПЭВ-2 0,12. Трансформатор питания может быть как готовый, с напряжением на вторичной обмотке 12...14 В (например, ТВК-110ЛМ), так и самодельный. В последнем варианте понадобится магнитопровод Ш16Х32 или другой аналогичного сечения. Обмотка I должна содержать 2200 витков провода ПЭВ-2 0,12, обмотка II — 120 витков ПЭВ-2 0,96.

Входной и выходной разъемы могут быть, например, СГ-3, СГ-5, выключатель питания и предохранитель — любой конструкции. Динамическая головка — мощностью 3...5 Вт, со звуковой катушкой сопротивлением 6...8 Ом. Подойдет и готовый громкоговоритель мощностью до 10 Вт, например 10МАС-1.

Часть деталей усилителя монтируют на плате (рис. У-2), устанавливаемой затем в корпусе подходящих размеров. Переменные резисторы, выключатель питания и разъемы размещают на лицевой стенке корпуса, а выходные транзисторы с блоком питания — на отдельных платах из изоляционного материала. Плату с транзисторами устанавливают внутри корпуса так, чтобы радиаторы были в вертикальном положении — так транзисторы охлаждаются наиболее эффективно.

Изображение

Налаживание усилителя сводится к проверке указанных на схеме напряжений. При необходимости напряжение на эмиттерах выходных транзисторов устанавливают точнее подбором резистора R2. Далее измеряют ток, потребляемый усилителем от выпрямителя. Если он превышает 100 мА, подбирают диод VD1 с меньшим прямым сопротивлением. Если во время работы усилителя будет наблюдаться возбуждение на высших частотах, его не-трудно устранить установкой конденсатора С2 большей емкости.

Усилитель 3Ч мощностью 4 Вт на интегральной микросхеме. В радиолюбительских конструкциях все чаще можно встретить микросхему К174УН7. В ее пластмассовом корпусе (его размеры аналогичны размерам микросхем серии К118, К155) разместился сравнительно чувствительный усилитель звуковой частоты с мощным двухтактным выходным каскадом. Для охлаждения выходных транзисторов по бокам микросхемы выпущены металлические лапки, которыми ее крепят к теплоотводу.

При напряжении питания 13,5...16.5 В и токе покоя до 20 мА усилитель развивает выходную мощность до 4 Вт, максимальную —
4.5 Вт. Полоса же пропускаемых частот составляет 40...20 000 Гц. Правда, при максимальной выходной мощности несколько повышен коэффициент гармоник (нелинейных искажений) — он может достигать 10%, но существуют способы снижения его до 1,5...2% (об этом будет сказано позже).

На базе этой микросхемы можно собрать сравнительно простой усилитель, способный работать, например, с пьезоэлектрическим звукоснимателем.

Принципиальная схема усилителя приведена на рис. У-3. На входе усилителя включен регулятор громкости— переменный резистор R1. С его движка сигнал поступает через конденсатор С1 на микросхему, включенную в соответствии с рекомендациями по ее применению, обеспечивающими нужный режим работы каскадов усилителя. Так, резистор R2 обеспечивает напряжение смещения на базе транзистора входного каскада, а конденсатор СЗ дополнительно фильтрует напряжение питания, подаваемое на первые каскады. Цепочка R3C4 определяет глубину отрицательной обратной связи. Детали С5, С7, С9, R5 корректируют характеристику усилителя в области высших частот. Резистор R4 и конденсатор С6 образуют цепь «вольтодобавки» для питания предоконечного каскада усилителя. Благодаря этой цепи обеспечивается указанная выходная мощность, но именно эта цепь и создает повышенный коэффициент гармоник. Для регулировки тембра в области высших звуковых частот в усилитель введена еще одна обратная связь, состоящая из конденсатора С8 и переменного резистора R6. При перемещении движка резистора вниз высшие частоты «заваливаются», а вверх — поднимаются.

Изображение

Питается усилитель от блока, состоящего из трансформатора Т1 и двухполупериодного выпрямителя на диодах VD1—VD4. Пульсации выпрямленного напряжения фильтруются конденсатором С2. Нагрузкой усилителя может быть динамическая головка ВА1 или готовый громкоговоритель (6АС-2, 10МАС-1М) мощностью до 10 Вт.

Оксидные конденсаторы — К50-6, К50-3, К53-1 на номинальное напряжение не ниже указанного на схеме, остальные конденсаторы — любого типа. Переменные резисторы — СП-I. В выпрямителе могут работать любые диоды серий Д7, Д226, Д229. Подойдет и выпрямительный мост КЦ402 с любым буквенным индексом.

Трансформатор питания готовый или самодельный, с напряжением на обмотке 11 около 11 В. Мощность трансформатора — не менее 8 Вт. При использовании другого блока питания, например со стабилизированным выходным напряжением, следует помнить, что микросхема обеспечивает заданные параметры при изменении напряжения питания от 13,5 до 16,5 В.

При использовании в качестве нагрузки усилителя динамической головки сопротивление ее звуковой катушки должно быть 4...5 Ом (например, головка 4ГД-28).

Часть деталей усилителя, кроме переменных резисторов, деталей блока питания, конденсатора С10 и разъемов, удобно смонтировать на плате (рис. У-4) из изоляционного материала. Микросхему нужно обязательно прикрепить к радиатору П-образной формы (рис. У-5), изготовленному из листового алюминия или дюралюминия толщиной 1...1,5 мм. Затем микросхему вставляют выводами в отверстия платы и соединяют выводы проводниками с соответствующими монтажными шпильками.

Изображение

Переменные резисторы и выключатель питания можно расположить на лицевой стенке корпуса подходящих габаритов, а входной и выходной разъемы расположить на задней стенке. Монтажную плату и остальные детали крепят ко дну корпуса. Динамическую головку желательно разместить в отдельном корпусе (деревянном) возможно больших габаритов — в этом случае будут лучше воспроизводиться низшие частоты.

При правильном монтаже и исправных деталях усилитель начинает работать сразу. Тем не менее нужно проверить его режимы и убедиться, что они в норме. Вначале вывод 1 микросхемы и верхний вывод резистора R4 отключают от блока питания и нагружают блок на резистор сопротивлением 50 Ом мощностью 6...10 Вт. Выходное напряжение блока не должно быть ниже 13,5 В.

Затем восстанавливают соединение усилителя с блоком питания и проверяют выходное напряжение блока — оно не должно превышать
16,5 В. При этом напряжение на выводе 12 микросхемы должно равняться примерно половине выпрямленного. На вход усилителя подают сигнал со звукоснимателя, прослушивают работу усилителя и проверяют действие регуляторов громкости и тембра. Включив в цепь питания усилителя миллиамперметр на 500 мА (еще лучше амперметр на 1 А), проверяют потребляемый ток при громких звуках — он может достигать 300...400 мА. В режиме же покоя ток не должен превышать нескольких десятков миллиампер.

Теперь несколько слов о нелинейных искажениях. Как было сказано выше, коэффициент гармоник усилителя достигает 10% и эта цифра обусловлена цепочкой R4C6. Из-за нее образуется положительная обратная связь, приводящая к увеличению нелинейных искажений. Несколько снизить коэффициент гармоник можно изъятием этих деталей и соединением вывода 4 микросхемы непосредственно с плюсом питания. Однако эта мера неизбежно приведет к снижению выходной мощности микросхемы, а значит, к неполному использованию ее возможностей и уменьшению КПД усилителя.

Лучшие результаты получаются, если исключить конденсатор С6, а вместо резистора R4 включить стабилизатор тока (рис. У-6) на полевом транзисторе КП103Л (можно КП103И, КП103К, КП103М). При этом ток стока транзистора должен быть 2...2,5 мА — точнее его устанавливают подбором резистора. Это позволит получить наибольшую амплитуду усиливаемого сигнала и одновременно снизить коэффициент гармоник до 2...2,5%. Дальнейшего уменьшения нелинейных искажений можно достичь увеличением сопротивления резистора R3 до 82...100 Ом. После таких изменений коэффициент гармоник усилителя даже при максимальной выходной мощности не превышает 2%, а с некоторыми экземплярами микросхем — 0,8%.

Изображение

Усилитель ЗЧ стереофонический. Схема этого усилителя (рис. У-7) сравнительно проста, и в нем используются обычные широкодоступные детали. Но несмотря на это, параметры усилителя достаточно высоки. Диапазон пропускаемых усилителем частот составляет 30...18 000 Гц, номинальная выходная мощность на нагрузке 4 Ом — 10 Вт при входном сигнале 250 мВ, коэффициент нелинейных искажений не превышает 1%. Диапазон регулировки тембра по низшим и высшим частотам составляет ±10 дБ.

Изображение

Усилитель состоит из двух идентичных каналов. На рис. У-7 приведена схема одного из них, левого. Входной сигнал поступает через разъем XS1 на переменный резистор R1, являющийся регулятором громкости. С его движка сигнал подается далее через конденсатор С1 на двухкаскадный предварительный усилитель, собранный на транзисторах VT1, VT2. В его первом каскаде введена положительная обратная связь (между эмиттерной и базовой цепями включен конденсатор С2), позволяющая повысить входное сопротивление усилителя — это нужно для лучшего согласования сопротивления звукоснимателя со входом усилителя.

С нагрузки второго каскада (резистор R6) сигнал поступает на регулятор тембра, состоящий из резисторов R8—R11 и конденсаторов СЗ, С4. Переменным резистором R8 регулируют тембр в области высших частот, a R10 — низших частот.

Поскольку регулятор тембра ослабляет сигнал, снимаемый с предварительного усилителя, для компенсации этих потерь введен усилительный каскад на транзисторе VT3. С нагрузки этого каскада (резистор R13) сигнал подается через цепочку R15C6 на усилитель мощности, собранный на транзисторах VT4—VT8. Причем на транзисторе VT4 собран предварительный каскад на VT5, VT6 — так называемый фазоинвертор, позволяющий раздельно усиливать отрицательный и положительный полупериоды сигнала, на VT7, VT8 — двухтактный усилитель мощности (на каждый транзистор с фазоинвертора поступает «свой» полупериод напряжения: на VT7 — отрицательный, на VT8 — положительный). Диод VD1 и резистор R20 обеспечивают нужное напряжение смещения на базах транзисторов VT5, VT6 для устранения искажений звука при малой громкости. Через резистор R24 между входом и выходом усилителя мощности осуществляется отрицательная обратная связь, улучшающая частотную характеристику усилителя. А резистор R16 создает обратную связь по постоянному току, которая стабилизирует режим работы транзисторов усилителя мощности при изменении окружающей температуры.

Выходной сигнал усилителя поступает через конденсатор С9 на переключатель SB1, позволяющий подключать к усилителю либо громкоговоритель (в показанном на схеме положении), либо стереофонические головные телефоны (при этом усилитель дополнительно нагружается на резистор R25).

Усилитель мощности питается постоянным напряжением примерно 30 В, снимаемым с выпрямителя на диодах VD3—VD6. Это напряжение фильтруется двумя оксидными конденсаторами (С12 и С13) значительной емкости — по 2000 мкФ. Переменное напряжение на выпрямитель подается со вторичной обмотки понижающего трансформатора Т1.

Для питания остальных каскадов усилителя применен стабилизатор напряжения на транзисторах VT9— VT11 и стабилитроне VD2. Он обеспечивает достаточно высокое постоянство напряжения при значительных (до ±20%) колебаниях сетевого напряжения или выпрямленного (с увеличением громкости звука это напряжение падает). Точное значение выходного напряжения стабилизатора (12 В) можно устанавливать подстроечным резистором R26.

Теперь о деталях усилителя. Постоянные резисторы — МЛТ-0,5 (можно и МЛТ-0,25), переменные R1, R8 и R10 — СПО-2 (можно СП-1), подстроечный — R26 — СПЗ- 16. Конденсаторы С1, С2, С5 — К50-ЗА (подойдут и К50-6); СЗ, С4, С11—МБМ; С6—С8 — К50-12; С9, С12, С1 3 — К50-ЗБ; С10 — К50-6. Можно использовать и конденсаторы других типов, но в этом случае могут измениться размеры печатных плат. Поэтому не приступайте к их изготовлению до подбора всех деталей усилителя.

Транзисторы VT1—VT4 желательно применить с коэффициентом передачи тока 60...80; VT5, VT6 — с коэффициентом 45...55. Мощные выходные транзисторы VT7 и VT8 (они могут быть кроме указанных на схеме П217А, П217В) следует взять с возможно большим коэффициентом передачи тока (35...50). Эти транзисторы установлены на ребристый радиатор (он виден на рис. У-12) размерами 85Х210Х25 мм. Между корпусами транзисторов и радиатором проложены изоляционные прокладки из слюды толщиной 0,1 мм.

Транзисторы VT9—VT11 могут быть с любым коэффициентом передачи тока, но транзистор VT9 следует установить на радиатор площадью поверхности 20...25 см2. Вместо стабилитрона Д814А можно применить Д808, вместо диода Д18 —Д20, Д9Г, Д9Д, Д9И.

Трансформатор питания Т1 намотан на магнитопровод из пластин Ш26, толщина набора — 26 мм. Обмотка I содержит 2360 витков провода ПЭВ-2 0,17, обмотка II —350 витков провода ПЭВ-2 0,69. Подойдет любой готовый понижающий трансформатор мощностью не менее 40 Вт и с напряжением на обмотке 11 около 35 В при токе до 1А.

Разъемы XS1—XS4 — типа СГ-3 или СГ-5, разъем ХР1 —сетевая вилка. Выключатель питания Q1 — тумблер ТВ2-1 или кнопочный переключатель типа П2К.

Изображение

Детали усилителя смонтированы на нескольких печатных платах из фольгированного стеклотекстолита. На одной плате (рис. У-8) размещены детали первых трех каскадов (конечно, без переменных резисторов), на другой (рис. У-9) — детали усилителя мощности (отверстия с фольгированными участками около обозначений конденсаторов С6—С8 предназначены для крепежных стоек конденсаторов К50-12), на третьей (рис. У-10) — детали выпрямителя со стабилизатором напряжения.

Изображение
Изображение

Платы укреплены внутри корпуса усилителя (рис. У-11). Там же расположены оксидные конденсаторы С9, С12, С13 и трансформатор Т1. Переменные резисторы громкости и тембра, а также выключатель питания установлены на передней стенке корпуса (рис. У-12), а выходные разъемы и держатель предохранителя с предохранителем — на задней. Входной разъем может быть размещен как на задней, так и на передней стенке.

Изображение
Изображение

К усилителю, можно подключать промышленные или самодельные громкоговорители сопротивлением 4 или 8 Ом и мощностью не менее 10 Вт. Наибольшую выходную мощность усилителя удастся получить с громкоговорителем меньшего сопротивления (4 Ом). Чтобы легче было ориентироваться при выборе промышленного громкоговорителя, следует помнить, что громкоговоритель 10МАС-1М рассчитан на номинальную мощность 10 Вт и обладает сопротивлением 8 Ом, сопротивление громкоговорителя 15АС-4 составляет 4 Ом, и он обеспечивает мощность 15 Вт, мощность громкоговорителя 25АС-2 (а также 25АС-9, 25АС-16) равна 25 Вт при сопротивлении 4 Ом, громкоговоритель 35АС-1 обеспечивает мощность до 35 Вт при сопротивлении также 4 Ом.

Самодельные громкоговорители состоят из нескольких динамических головок прямого излучения, укрепленных на передней стенке ящика. Головки соединяют так, чтобы их суммарная мощность составляла не менее 10 Вт, а общее сопротивление — 4 или 8 Ом. К примеру, при использовании головок 5ГД-14 сопротивлением 4,5 Ом и номинальной мощностью 5 Вт нужно укрепить в корпусе громкоговорителя (иначе говоря, в ящике) четыре такие головки, разбить их на две последовательно соединенные пары, а пары соединить параллельно. В этом случае общее сопротивление громкоговорителя будет равно 4,5 Ом, а подводить к нему можно мощность 20 Вт. Несколько худшие результаты получатся при размещении в ящике только двух последовательно соединенных головок.

Налаживать усилитель лучше всего с авометром, генератором звуковой частоты и осциллографом.

Сначала проверяют напряжение на выходе выпрямителя и стабилизатора. Выпрямленное напряжение может отличаться от указанного на схеме не более чем на 3 В. Стабилизированное напряжение устанавливают подстроечным резистором R26 (а при необходимости и подбором одного из резисторов R25, R27). Затем включают миллиампер метр в разрыв провода питания первых трех каскадов и проверяют потребляемый ток (3...4 мА).

Далее временно отключают резистор R15 от коллектора транзистора VT3 и подключают к коллектору осциллограф, а на вход усилителя подают с генератора сигнал частотой 1000 Гц и амплитудой 0,2 В. Ручку регулятора громкости R1 устанавливают в положение максимальной громкости, а ручки регуляторов тембра — в среднее положение. Наблюдаемый на осциллографе сигнал должен быть синусоидальной формы без ограничений. Если ограничения есть, их устраняют подбором резисторов R5, R14.

Восстанавливают соединение резистора R15 с коллектором транзистора VT3. Проверяют постоянное напряжение в точке соединения эмиттера транзистора VT7 и коллектора транзистора VT8 — оно должно быть равно половине напряжения питания (устанавливают точнее подбором резистора R16). Включают в разрыв цепи питания усилителя мощности миллиамперметр и измеряют ток покоя (то есть при отсутствии входного сигнала) выходного каскада — он не должен превышать 10 мА (устанавливают подбором резистора R20).

Если ток покоя больше требуемого и его не удается установить подбором резистора, можно заменить диод VD1 другим, например серии Д7 или Д226 (с любым индексом).

Указанную настройку проводят и в другом канале.

Включают в разъемы XS3 громкоговорители, а параллельно одному из них, например левого канала, подключают осциллограф и вольт
метр переменного тока. Подают на вход усилителя сигнал частотой 1000 Гц и амплитудой 200 мВ (ручки переменных резисторов R1 обоих каналов должны стоять в положении максимальной громкости). На экране осциллографа должен быть неискаженный сигнал синусоидальной формы и амплитудой около 6 В, что будет соответствовать выходной мощности 10 Вт (на нагрузке 4 Ом). Если сигнал искажен, подбирают точнее резисторы R16, R18, R19. Равенство выходных напряжений каналов устанавливают подбором резисторов R15 в одном из каналов, или включением резистора R31 (показан на схеме штриховой линией) последовательно с переменным резистором канала с большим выходным напряжением.

Максимальная мощность усилителя может достигать 16 Вт. Но при этом на вход его придется подать сигнал амплитудой до 0,5 В.

Усилитель ЗЧ для стереотелефонов. Самый простой способ прослушивать стереофонические записи — приобрести стереофоническое электропроигрывающее устройство и стереотелефоны и собрать несложный усилитель с небольшой выходной мощностью. Кстати, стереотелефоны в ряде случаев позволяют более четко создать стереоэффект, чем выносные громкоговорители стереоусилителей. Объясняется это многими причинами, одна из которых состоит в том, что не во всяком помещении удается расставить соответствующим образом громкоговорители и получить зону, в которой проявляется стереофонический эффект. Стереотелефоны же лишены этого недостатка и позволяют прослушивать стереозаписи в любом помещении.

В отличие от обычных телефонов типа ТОН-1, ТОН-2, стереотелефоны имеют в сотни раз меньшее сопротивление и поэтому требуют соот-ветствующих выходных каскадов усилителя, способных работать с низкоомной нагрузкой. Именно такой выходной каскад есть в микросхеме-усилителе К174УН4Б (К1УС744Б), использованной в предлагаемом усилителе (рис. У-13).

Изображение

Помимо микросхемы DA1 в усилителе использованы транзисторы VT1, VT2 серии КТ315, обладающие сравнительно высоким коэффициентом передачи тока — от 50 до 350.

Из двух таких транзисторов собран составной. Благодаря составному транзистору удалось получить входное сопротивление усилителя около 1 МОм, что позволяет подключать к нему пьезоэлектрический звукосниматель. Естественно, второй канал стереоусилителя составлен из таких же деталей, что и первый, показанный на схеме (как правило, раскрываемый на схеме канал считают левым, а нераскрываемый — правым).

Звукосниматель BS1 подключают к усилителю через разъем Х1 с тремя гнездами. Причем с гнездом 3 должен обязательно соединяться вывод звукоснимателя левого канала, а с гнездом 5 — вывод правого канала. Сигнал со звукоснимателя поступает на первый каскад через разделительный конденсатор С1. Нагрузка первого каскада — резистор R4. По переменному току параллельно ему подключен переменный резистор R5 — регулятор громкости. Совместно с таким же резистором правого канала осуществляется не только регулировка громкости, но и балансировка каналов, т. е. установка одинакового коэффициента усиления их.

К выходному разъему усилителя Х2 подключаются стереотелефоны ТДС-1, ТДС-3 или аналогичные, сопротивлением 8...16 Ом. Конденсаторы С5 и С6 выполняют роль фильтров в цепях питания микросхемы и входного каскада. Резистор R7 в цепи отрицательной обратной связи определяет коэффициент усиления микросхемы. Цепь из сопротивления нагрузки (телефонов) и разделительного конденсатора С7 выполняет роль вольтодобавки, повышающей усиление микросхемы. Корректирующая цепочка R8C8 обеспечивает устойчивость работы усилителя. На входной каскад питание подается через параметрический стабилизатор, составленный из резистора R6 и стабилитрона VD1.

Полоса пропускаемых усилителем частот составляет 40...20 000 Гц, но при желании границу нижних частот можно снизить увеличением емкости конденсатора С7 вдвое.

Транзисторы могут быть любые из серий КТ315, КТ312, КТ342 с коэффициентом передачи не менее 60. Вместо микросхемы К174УН4Б подойдет К174УН4А (К1УС744А), но ток покоя усилителя в этом случае возрастет на 5...10 мА. Стабилитрон КС147А можно заменить на КС156А.

Конденсаторы С1 — МБМ, С2—С4 и С6 — К53-1 или К50-6, С5 и С7 — К50-6, С8 — МБМ или К73-ПЗ. Постоянные резисторы — МЛТ-0,25 или МЛТ-0,125, переменный — СПЗ-12В. Разъемы — СГ-5, но можно использовать и СГ-3. Источником питания может быть аккумулятор 7Д-0,1, шесть последовательно соединенных элементов 343 или выпрямитель со стабилизированным напряжением.

Следует добавить, что усилитель можно вообще собрать на двух микросхемах (в каждом канале), заменив составной транзистор микросхемой К101КТ1. В этом случае ее вывод 2 включают вместо базы транзистора, вывод 7 — вместо эмиттера, вывод 5 — вместо коллектора, а выводы 3 и 8 соединяют между собой. В выходном каскаде можно использовать другие микросхемы-усилители серии К174 (К174УН5, К174УН7), подключая их в соответствии с рекомендациями в справочниках по интегральным микросхемам.

Детали каждого канала желательно смонтировать на отдельной плате (рис. У-14) из изоляционного материала или фольгированного стеклотекстолита. Если платы будут в дальнейшем размещаться в одном корпусе с электропроигрывающим устройством, их желательно экранировать — это уменьшит наводки переменного тока на цепи плат и предотвратит появление фона в телефонах.

Изображение

Усилитель в налаживании практически не нуждается и при правильно выполненном монтаже начинает работать сразу. Следует лишь проверить суммарный ток покоя обоих каналов — он не должен превышать 15 мА.

Усилитель ЗЧ для электрогитары. Один из основных инструментов современных музыкальных ансамблей — электрогитара, например самодельная. Но иной раз она лежит без дела из-за отсутствия подходящего усилителя НЧ. Вот здесь и пригодится предлагаемая конструкция, которая выполнена на широко распространенных деталях.

Поскольку усилитель предназначен для работы только с электрогитарой, параметры его сравнительно невысоки: полоса пропускаемых
усилителем частот составляет 30...4000 Гц по уровню 3 дБ (по уровню 6 дБ верхняя граница частоты — 7000 Гц, а по уровню 10 дБ — 20 000 Гц). Коэффициент нелинейных искажений — около 5%. Выходная мощность усилителя (она зависит от сопротивления громкоговорителя и напряжения источника питания) может достигать 12 Вт. Датчик электрогитары должен развивать напряжение не менее 10 мВ.

В усилителе использовано девять транзисторов (рис. У-15). На транзисторе VT2 собран предварительный усилитель с динамической нагрузкой (каскад на транзисторе VT1). Переменным резистором R1 регулируют уровень сигнала, поступающего на базу транзистора VT2. Режим работы этих и всех остальных транзисторов усилителя устанавливают подстроечным резистором R2. Питание на предварительный усилитель поступает через фильтр на транзисторе VT3. Он обеспечивает развязку предварительного и оконечного каскадов усилителя и дополнительную фильтрацию выпрямленного напряжения в случае питания усилителя от сети. Оконечный каскад усилителя выполнен на транзисторах VT4—VT9. Начальное смещение на базах транзисторов VT4 и VT5 создается током, протекающим через параллельно соединенные диоды VD1 — VD3.

Изображение

Нагрузкой усилителя служит громкоговоритель ВА1, один из выводов которого подключен к общей точке последовательно соединенных оксидных конденсаторов С5 и С6. Такое включение громкоговорителя позволяет уменьшить уровень фона в случае питания усилителя от выпрямителя и, кроме того, ослабить броски тока через выходные транзисторы в моменты включения питания.

В усилителе можно использовать транзисторы МП39Б, МП41А, МП42Б (VT2); МП37А, МГ137Б (VT1, VT5); МП25Б, МП26Б (VT3, VT4, VT6, VT7); П213—П216 (VT8, VT9) с любыми буквенными индексами.

Коэффициенты передачи тока транзисторов должны быть: VT1, VT2, VT4, VT5 — не менее 30; VT3, VT6, VT7 — не менее 20; t VT8, VT9 — не менее 20 при сопротивлении нагрузки 8 Ом и выше и не менее 40 для нагрузки сопротивлением 4 Ом. Выходные транзисторы желательно подобрать с одинаковыми или близкими параметрами.

Оксидные конденсаторы — К50-6, постоянные резисторы — МЛТ-0,25 или ВС-0,25, переменный резистор R1 —СПО-2 или СПЗ-46 с характеристикой типа В, подстроечный резистор R2 — СПО-0,5. Диоды VD1 — VD3 — любые из серий Д9, Д18, Д20. Выключатель SB1—П2К. Разъемы XS1 и Х1 — СГ-3 или СГ-5.

Изображение

Значительная часть деталей размещена на печатной плате (рис. У-16) из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Выходные транзисторы следует установить на радиаторы, которые могут быть как готовые, так и самодельные в виде пластин из дюралюминия толщиной 3...5 мм и размерами 60X80 мм. Возможен вариант размещения транзисторов на боковых стенках корпуса, изготовленных, например, из дюралюминия (это видно на рис. У-17). Чтобы стенки-теплоотводы были изолированы друг от друга, их прикрепляют к лицевой панели (она тоже металлическая) через прокладки из изоляционного материала. Следует помнить, что диаметр отверстий в теплоотводах должен значительно превышать диаметр крепящих винтов, а после крепления нужно убедиться с помощью омметра в отсутствии замыкания между винтами и теплоотводами. Печатную плату прикрепляют к отгибам боковых стенок.

Изображение

На лицевой панели размещены (рис. У-18) выключатель питания и входной разъем XS1. Через отверстие в лицевой панели выведена ось переменного резистора, установленного внутри корпуса на металлическом уголке (он прикреплен к лицевой панели). Разъем Х1 размещают на задней стенке.

Изображение

Громкоговоритель можно применить готовый, сопротивлением 4, 8 или 16 Ом. Правда, с увеличением сопротивления громкоговорителя падает максимальная выходная мощность усилителя.

Громкоговоритель может быть самодельным. Лучше всего его выполнить по схеме группового излучателя, использовав динамические головки типа ЗГД-38Е или 4ГД-36 (об этом можете прочитать в статье «Громкоговоритель»).

Питать усилитель можно от любого источника постоянного тока напряжением от 12 до 24 В. Подойдут, например, батарея из 10—16 последовательно соединенных элементов 373, аккумуляторная батарея автомобиля, простейший нестабилизированный выпрямитель. В случае батарейного питания источник размещают в корпусе громкоговорителя, а параллельно разъему XS2 усилителя подключают конденсатор емкостью 500 мкФ на номинальное напряжение 25 В. Выпрямитель собирают в отдельном металлическом корпусе с вентиляционными отверстиями.

При выборе источника питания следует помнить о потребляемом усилителем токе, зависящем от номинальной выходной мощности усилителя. Так, с громкоговорителем сопротивлением 4 Ом при выходной мощности 5 Вт (что вполне достаточно для озвучивания небольшого зала или при игре на открытой площадке) усилитель будет потреблять ток до 0,6 А. С громкоговорителем сопротивлением 8 Ом при номинальной мощности 4 Вт потребляемый усилителем ток немного превысит 0,3 А. Эти данные приведены для указанного на схеме напряжения источника 18 В.

Налаживание усилителя сводится к установке указанных на схеме режимов работы по Постоянному току при отсутствии входного сигнала. Первоначально измеряют напряжение на эмиттере транзистора VT8— оно должно быть равно половине напряжения источника питания. Точнее это напряжение устанавливают подстроечным резистором R2. Затем измеряют ток покоя — он должен быть 20...40 мА (при меньших значениях появляются на малой громкости заметные на слух нелинейные искажения, а при больших падает экономичность усилителя). Чтобы увеличить ток покоя, нужно уменьшить число диодов VD1—VD3, а чтобы его уменьшить — увеличить их число.

После подгонки режимов к усилителю подключают датчик электрогитары и прослушивают звучание исполняемой мелодии.

Ответить

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 1 гость