Russian Arabic English French German Hungarian Japanese Romanian Turkish Ukrainian

Усилитель для головных телефонов

    Усилитель для головных телефонов с сопротивлением около 100 Ом можно выполнить всего на двух логических КМОП микросхемах с минимумом дополнительных деталей. Качество звучания, достигаемое с такими усилителями, автор оценивает как достаточно высокое. Усилителям для головных телефонов (далее УГТ) уделяется немного внимания на страницах радиолюбительской литературы. Их подключение считается тривиальной задачей. В усилителях мощности звуковой частоты они, как правило, подключаются к выходам вместо акустической системы (АС) через специальный делитель или гасящий резистор. При этом сигнал проходит весь тракт усиления, отнюдь не оптимальный для усиления мощности до сотни милливатт. В проигрывателях компакт-дисков или кассетных деках, как правило, используют недорогие микросхемы, охваченные общей ООС. Это обычно и заметно на слух в сравнении с высококачественными усилителями на дискретных элементах.

УГТ может иметь значительно более "короткий" тракт, состоящий только лишь из одного каскада усиления; при этом головной телефон подключается к его выходу непосредственно без гасящего резистора, что улучшает его демпфирование.

На рис. 1 изображена схема УГТ, в котором использованы соединенные параллельно логические элементы 2И-НЕ и 2ИЛИ-НЕ микросхем КМОП (DD1 и DD2). В элементе 2И-НЕ есть четыре КМОП транзистора, два из которых соединены параллельно (в верхнем плече), а два других — последовательно (в нижнем плече).

Усилитель для головных телефонов

В элементе 2ИЛИ-НЕ соединения транзисторов в плечах выполнены наоборот (рис. 2). Если соединить параллельно элементы 2ИЛИ-НЕ и 2И-НЕ, охватив их цепью обратной связи, то получится симметричный двухтактный усилительный каскад. В его нижнем плече будут включены параллельно два транзистора с каналом n-типа, а в верхнем — два с каналом р-типа (в этом случае ток через плечо, где транзисторы соединены последовательно, очень незначительный). В описываемом УГТ в каждом канале усиления использовано по два элемента 2И-НЕ и два 2ИЛИ-НЕ, в результате в каждом плече мы имеем по четыре соединенных параллельно транзистора, что обеспечивает приемлемую нагрузочную способность устройства.

Схема усилителя получается простой. Он работает устойчиво, без возбуждения и при правильном монтаже в налаживании практически не нуждается. Коэффициент усиления устройства задается соотношением сопротивлений резисторов R2 и R3 (в данном случае он равен 3). Входное сопротивление этого усилителя практически равно сопротивлению резистора R2, и это следует учитывать в отношении выходного сопротивления источника сигнала. Разделительные конденсаторы С1 и С2 отделяют входы усилительных каскадов левого и правого каналов по постоянной составляющей, а конденсаторы СЗ и С4 — выходы от головных телефонов.

Разделительные конденсаторы ограничивают снизу полосу пропускания, а также вводят свои нелинейные искажения из-за процессов абсорбции в диэлектрике. Используя двухполярное питание микросхем, возможно исключить все разделительные конденсаторы (С1—С4 на рис. 1). Выпрямитель сетевого БП для такого варианта питания можно собрать по схеме, изображенной на рис. 3.

В этих усилителях необходимо применять стабилизированный источник питания, так как их чувствительность к пульсациям относительно высока. Для микросхем КМОП серии 4000В допустимо напряжение питания не более 18 В; для серии К561 оно ограничено 15 В. Нужно иметь в виду, что большему напряжению питания микросхем соответствует и большее значение сквозного тока (тока покоя в линейном режиме). С учетом этой особенности и выбирают интегральные стабилизаторы. Трансформатор питания должен обеспечивать выпрямленное напряжение на несколько вольт больше снимаемого с выхода стабилизатора DA1 при токе не менее 0,3 А.

Для обоих вариантов УГТ печатная плата не разрабатывалась; они были собраны на макетной плате. Микросхемы 4011 и 4001 можно заменить российскими: соответственно К561ЛА7 и К561ЛЕ5 либо К176ЛА7 и К176ЛЕ5, учитывая особенности их питания. Обе "комплементарные" микросхемы монтируют в два слоя (корпус к корпусу), спаивая вместе соответствующие выводы. Другие детали смонтированы на обратной стороне платы, а сама плата установлена в корпусе так, чтобы микросхемы были плотно прижаты к одной из стенок (при монтаже полезно использовать теплопроводящую пасту), что обеспечивает дополнительный отвод тепла. Микросхему стабилизатора напряжения лучше закрепить на теплоотводе площадью не менее 20 см2.

При первом включении усилителя нужно проверить потребляемый ток; при напряжении 15 В он не должен превышать 100 мА. Затем нужно убедиться в том, что постоянное напряжение на выходе равно половине напряжения питания (в УГТ по схеме на рис. 3 оно близко к нулю относительно общего провода).

Оба УГТ обеспечивают выходную мощность около 150 мВт на нагрузке 120 Ом. При этом значении мощности на выходе УГТ уровень гармонических искажений синусоидального сигнала с частотой 1 кГц относительно высок — около 0,45 % (гармоники низкого порядка). Тем не менее насколько заметно выигрывают эти простые усилители при сравнении их с УГТ в проигрывателях компакт-дисков и магнитофонных деках, сможет оценить каждый повторивший такой усилитель. По мнению автора, разница существенная.

Прежде чем пользоваться УГТ, собранным по схеме на рис. 3, нужно убедиться в отсутствии постоянной составляющей напряжения на выходах источника сигнала, иначе придется ввести разделительные конденсаторы на входе усилителя.

Подключение низкоомных (менее 80 Ом) головных телефонов к описанному усилителю возможно через токоограничивающие резисторы сопротивлением 100 Ом.

М. САПОЖНИКОВ,

г. Ганей-Авив, Израиль

Радио №1 2004

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика