Несжигаемый автомобильный УНЧ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Усилители мощности автомобильные

 Комментарии к статье

Больше всего автолюбитель в дороге ценит надежность, в то же время часто случаются поломки "штампованных" импортных автомагнитол. Ниже приводится схема УНЧ, которая заменяет перегоревшую импортную - достаточно подключить вход схемы к регулятору громкости ремонтируемого устройства. После этого не нужно будет разбираться в монтаже, менять вышедшие из строя детали - самая "нежная" часть автомагнитолы - усилитель мощности - станет несжигаемым!

Некоторая избыточность в деталях дала схеме два преимущества перед другими аналогичными схемами:

- размах выходного напряжения почти равен напряжению в бортовой сети,
- перегрузку и даже КЗ по выходу усилитель переносит "с улыбкой", не имея сложных электронных схем защиты.

На рис. 1 приведена принципиальная схема УНЧ (в скобках указаны выводы микросхемы, задействованные во втором канале), если магнитола действительно, без обмана, стереофоническая. С имеющегося в автомагнитоле регулятора громкости сигнал подводится к прямому входу микросхемы DA1 - операционного усилителя с большим коэффициентом усиления, запасом по верхним частотам, стабилизатором питания входного каскада и защитой выхода от перегрузки.

Эти свойства двухканальной микросхемы позволили простым путем избавиться от помех по питанию во входном каскаде и просто осуществить стабилизацию выхода по постоянному напряжению, не заботясь о живучести микросхемы. С выхода ИМС сигнал подан на базы двух германиевых транзисторов различной проводимости фазоинверсного каскада VT1, VT2, таким путем искажения типа "ступенька" подавлены без подбора элементов. Эмиттеры упомянутых транзисторов соединены со средней точкой резисторов R1, R2 делителя питающего напряжения для ограничения токов и защиты всех транзисторов данного канала от перегорания.

С коллекторов VT1 и VT2 различные полуволны сигнала попадают на базы выходных транзисторов VT3 и VT4, закрепленных на общем радиаторе. В эмиттеры выходных транзисторов включены резисторы R6 и R7, ограничивающие токи в цепях выхода и выходных транзисторов. Эти же резисторы ограничивают сквозной ток при установке в схему неисправного - "пробитого" транзистора. Переменная составляющая выходного сигнала через конденсатор С4 подводится к головке В1.

Следует заметить, что "экономить" на емкости этого конденсатора нельзя! Для работы всех каскадов в линейном режиме необходимо по имеющимся головкам В1 ограничить "басы" снижением емкости конденсатора С1 так, чтобы выросла громкость воспроизведения, но не были заметно подавлены нижние частоты. Эту операцию лучше выполнять, прослушивая звучание в салоне автомобиля. Чем больше мы ограничим нижние частоты, которые на плохих головках очень слабо воспроизводятся, тем больше вырастет максимальная неискаженная мощность звука, и снизятся интермодуляционные искажения слышимых частот "неслышимыми" - не воспроизводимыми головками. Отрицательная обратная связь по постоянному и переменному напряжению с выхода на инвертирующий вход передается с делителя R3, R4, подбором R4 выводим режим усилителя на половину питающего напряжения в точке "А".

На рис. 2 приведена улучшенная схема этого делителя, в которой R4 соединен по постоянному напряжению с "корпусом", а по переменному - с динамической головкой. При такой схеме подачи обратной связи звуковые искажения на нижних частотах уменьшаются. Резистор R9 здесь нужен для сохранения режима усилителя при отключении динамических головок. Глубину отрицательной обратной связи по звуковым частотам и коэффициент усиления схемы регулируем резистором R5 так, чтобы звучание приемника, а также кассеты со слабым уровнем записи приводило при верхнем положении регулятора громкости к равномерному ограничению осциллограммы, снятой в точке "В" (в это время должны прослушиваться искажения звука). При такой настройке искажения в различных режимах работы не будут слишком большими и, а то же время, будет небольшой запас громкости.

В связи с широкополосностью микросхемы и применением низкочастотных германиевых транзисторов для подавления возбуждения по высоким частотам пришлось взять сигнал ООС с эмиттеров VT1 VT2 и подвести его к инверсному входу микросхемы через конденсатор С2 (при правильной компоновке усилителя емкость этого конденсатора можно будет уменьшить, а при неправильной - значительной емкостной связи выходных цепей с "прямым" входом микросхемы - придется емкость С2 увеличить). Возникновение генерации видно на осциллограмме как "раздваивание" кривой напряжения и сопровождается оно резким снижением мощности и качества звука. Для защиты микросхемы от бросков напряжения в бортовой сети (работа системы зажигания, генератора с реле-регулятором) применены элементы R8, С5, С6.

Монтаж

В связи с защищенностью схемы от вредных воздействий в монтаже нет больших ограничений. Одно условие необходимо выполнить обязательно: так как усилитель не инвертирует сигнал, надо хорошо экранировать провод, идущий с регулятора громкости, конденсатор С1 и правильно выбрать общую нулевую точку (соединение корпусов магнитолы и усилителя мощности). Монтаж выполняется в металлической коробочке размерами 100х70х30 или немного большей. Выходные транзисторы крепятся па верхнюю изолированную крышку-радиатор, со схемой они соединяются плоским 5-проводным жгутом. Остальной монтаж выполнен на одной стороне платы из двухстороннего стеклотекстолита (вторая сторона-корпус прижата к стенке коробочки).

На плате вырезаются или вытравляются несколько прямоугольных участков: прямой и инверсный входы микросхемы, питание микросхемы, питание бортовой сети, выход микросхемы и припаянные к нему базы-корпуса VT1 и VT2, цепи обратных связей. Соединения между этими участками лучше выполнить деталями, так чтобы изолированные "островки" не нарушали заземленную поверхность оставшейся платы. Микросхема, у которой откушены лишние выводы, устанавливается на одном краю платы, а выходные конденсаторы - на противоположном. Можно по завершении монтажа накрыть микросхему с входными цепями заземленным прямоугольником из фольгированного стеклотекстолита (изолированной стороной к деталям). Выходные транзисторы в пластмассовом корпусе прижимаются к крышке-радиатору, как обычно. Их коллекторные выводы откусываются, а выводы эмиттеров и баз припаиваются к полоске фольгированного стеклотекстолита (изолирующие дорожки вырезаны или вытравлены). Вывод коллекторов осуществляется через винт, крепящий один из транзисторов, либо крепящий полоску стеклотекстолита. При таком способе монтажа невозможно поломать выводы транзисторов или замкнуть их. Резисторы R6 и R7 можно также монтировать на крышке, а можно и в основном блоке - зависит от габаритов коробочки и деталей.

Налаживание

Если выполнены подготовительные операции, упомянутые выше, останется так подобрать предохранитель в цепи питания, чтобы при КЗ выхода усилителя предохранитель перегорал не сразу, а через десятки секунд. Схема защищена от перегрузок и коротких замыканий, но лучше, если магнитофон, работающий без контроля авто водителя, в аварийном случае обесточится. В дальнейшем можно подключать к выходу усилителя какие угодно головки в любом количестве. Молчание будет свидетельствовать о неисправной головке, а снижение громкости - о неправильном соединении. Сжечь схему очень непросто, но все же в период налаживания проверьте нагрев выходных транзисторов, резисторов R6 и R7 в режимах максимальной мощности и с коротким замыканием выхода. Напомним, всю работу может испортить неверный выбор точек подсоединения нулевого провода к магнитофону и усилителю мощности, либо слишком большая длина этого провода. Так, один экземпляр я отдал настроенным автолюбителю, который начал "дерзать", увеличивая длину проводов, а потом пришел с жалобой, что "вдруг" стало плохо "играть"!

Умощнение имеющейся исправной магнитолы

Если вы считаете, что транзисторный УНЧ вашей магнитолы (рис. 3) дает маловато мощности, но еще не вышел из строя :-), то работа значительно упрощается (уточним: имеется в виду вариант УНЧ, в котором слабенькие выходные транзисторы прижаты к корпусу-теплоотводу). В самом деле, в схеме есть усилитель с небольшим усилением напряжения (амплитуда неискаженного напряжения около 2 В), цепями ООС и недостаточно мощными выходными элементами. Чтобы получить размах выходного напряжения в пределах питающего (как в схеме рис. 1), необходимо добавить выходной каскад на мощных транзисторах, использовать имеющиеся цепи ООС, при этом подать в последние только примерно третью часть переменного выходного напряжения.

На рис. 4 обозначены только вновь введенные элементы. Конденсатор С1, служивший разделительным, как имеющий явно недостаточную емкость, оставляем только в цепи ООС. В цепях коллекторов VT1, VT2 необходимо разрезать токоведущие дорожки. Для соединения "старой" схемы с новым выходным каскадом подходит плоский жгут из 5 проводов, если С1 переносится на новую плату, или из 6, если С1 остается на "старом" месте. Транзисторы VT3, VT4, включенные с общим эмиттером, обеспечивают усиление тока и напряжения и должны иметь примерно равные коэффициенты передачи тока.

Конденсатор С2 является разделительным в цепи динамической головки. Делитель напряжения R5R6 подводит через С1 переменную составляющую выходного сигнала к цепям ООС. Через R7 в эту же точку подводится постоянный потенциал точки соединения коллекторов выходных транзисторов. Можно поэкспериментировать с уменьшением емкости С1 для повышения разборчивости и субъективной громкости при ограничении низших звуковых частот (обязательно проверить, не возникнет ли асимметрия усиления).

Налаживание

Если выходные транзисторы греются, либо потребляемый в паузе ток завышен, может понадобиться монтаж одного из двух резисторов R8, R9. Если замыкание Э-Б одного из выходных транзисторов резко снижает ток покоя, значит требуется резистор именно в это плечо (подобрать путем увеличения номинала от минимального). В правильно налаженном усилителе средний потенциал средней точки выхода при изменениях уровня входного сигнала почти не изменяется. Второй важный признак правильной настройки - симметричность ограничения синусоиды при большом уровне сигнала и третий - неискаженность синусоиды при подключенной нагрузке при любых уровнях от 0 до максимального (при котором возникает симметричное ограничение) в случае необходимости корректируют R8, R9.

Может оказаться, что небольшие искажения все же остались (мы ведь не переделывали всю схему УНЧ), но даже в этом случае громкость и качество звучания заметно улучшатся, а монтажа все же меньше, чем в схеме рис. 1

Монтаж данной схемы в моем варианте (в магнитоле одна плата, установленная сбоку от магнитофонного блока) легко уместился внутри имеющегося корпуса магнитолы. Плата из фольгированного стеклотекстолита занимает все пространство за лентопротяжным механизмом и крепится к нижней части корпуса. Выходные транзисторы устанавливаются подальше друг от друга так, чтобы П-образная полоса алюминия и луженой жести, соединяющая их корпуса, захватывала побольше воздуха для охлаждения. Для улучшения теплоотвода лучше применить две таких конструкции, прижатые к различным сторонам металлической части транзисторов. В пространстве их необходимо разнести, а "рога" загибать так, чтобы возможно больший объем воздуха соприкасался с радиаторами. Кроме двух точек крепления (коллекторы транзисторов) для механической прочности такой радиатор необходимо припаять к плате в одном-двух местах. Так как плата крепится к корпусу, монтаж деталей выполнен без сверления отверстий [1] -изогнутые выводы деталей припаиваются к участкам платы. В местах крепления платы должен быть нулевой потенциал.

Внимание! Необходимо проследить, чтобы винты, крепящие верхнюю съемную крышку магнитолы, не замыкали на корпус монтаж новой части УНЧ.

Литература

1. Н. Горейко. Микрофон - без экранов и шумов! - "Радиохобби" N 1.98, с.46

Автор: Николай Горейко, г.Ладыжин Винницкой обл.; Публикация: cxem.net

Смотрите другие статьи раздела Усилители мощности автомобильные.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Случайная новость из Архива Мысли друзей звучат в унисон 29.07.2025 Взаимопонимание между близкими друзьями давно стало предметом философских размышлений, художественных образов и бытовых наблюдений. Нам знакомы ситуации, когда друг без слов угадывает настроение или желание, а взгляда достаточно, чтобы понять реакцию на происходящее. Современная наука предлагает более точное объяснение этому феномену: за "ментальной связью" скрываются реальные нейронные механизмы, синхронизирующие восприятие и мышление друзей. К такому выводу пришли исследователи из Шанхайского университета международных исследований, изучив нейронную активность 175 добровольцев. У 47 участников была проведена нейровизуализация - метод, позволяющий отследить структуру и активность различных зон мозга. Этот подход широко используется для анализа когнитивных процессов, эмоциональных состояний и нейропсихологических реакций. Во второй части эксперимента испытуемым демонстрировали рекламные видеоролики и просили оценить их привлекательность. Оказалось, что мнения друзей значительно чаще совпадали, чем суждения незнакомых между собой людей. Причем чем теснее была дружба, тем больше схожести наблюдалось в оценках. Такая синхронность касалась не только общего впечатления, но и конкретных предпочтений по отношению к продуктам. Самые удивительные результаты дало сканирование мозга. Оказалось, что у друзей практически одновременно активировались те же участки, отвечающие за восприятие, внимание, память, оценку социальной значимости и систему вознаграждения. Это значит, что мозг близких людей обрабатывал одну и ту же информацию почти идентично, как если бы между ними действительно существовала некая "связь по каналам мысли". Авторы исследования подчеркивают: по данным нейровизуализации одного человека можно было предсказать поведение другого - например, готовность совершить покупку. Это открывает перспективы для использования подобных знаний в поведенческих науках, маркетинге и даже нейропсихологии, где важен прогноз реакций и принятие решений в парных или групповых взаимодействиях. Полученные данные проливают свет на то, как именно развиваются сходные установки, вкусы и модели поведения среди близких людей. Со временем, благодаря регулярному общению и совместному опыту, мозг адаптируется, и восприятие мира начинает формироваться по схожим нейронным маршрутам. Это не просто эмоциональная близость - это физическая, измеримая синхронизация работы мозга.

Другие интересные новости:

▪ Семнадцатый спутник Юпитера

▪ Энергоэффективная оптическая связь

▪ Ветряк в открытом море

▪ Причины старческого запаха и его лечение

▪ Плохой сон усиливает атеросклероз

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Индикаторы, датчики, детекторы. Подборка статей

▪ статья Последний и решительный бой. Крылатое выражение

▪ статья Как велика самая большая мечеть в мире? Подробный ответ

▪ статья Млекопитающие. Советы туристу

▪ статья Синий лак для стали. Простые рецепты и советы

▪ статья Схема, распиновка (распайка) кабеля для телефонов Ericsson 8xx,T1x,A1018. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025