Усилитель для стереотелефонов с автономным питанием. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Усилители мощности транзисторные

 Комментарии к статье

Большинство цифровых мобильных мультимедийных устройств имеют невысокий уровень выходного сигнала на контактах гнезда для подключения головных стереотелефонов. Обычно максимальный размах выходного сигнала при воспроизведении музыкальных файлов не превышает 1 В, а при проигрывании видеофильмов и прослушивании радиоспектаклей часто бывает понижен в 3...10 раз. При этом, если в тихой обстановке при использовании низкоомных телефонов еще можно что-то разобрать, то, например, в шумном помещении или в поезде фоновый шум может оказаться громче звука из головных телефонов. Чтобы прослушивать мультимедийные файлы в разной обстановке с оптимальной громкостью, можно воспользоваться описываемым ниже УМЗЧ с автономным питанием, который включают между источником сигнала и стереотелефонами.

Об устройствах, которые можно использовать как УМЗЧ для стереотелефонов, в журнале уже рассказывалось [1,2], но они требуют подключения к источнику сетевого напряжения. Предлагаемый стереофонический УМЗЧ специально предназначен для работы на головные телефоны и питается от встроенной аккумуляторной батареи большой емкости, что обеспечивает его длительную работу.

Схема усилителя представлена на рис. 1. Входную вилку устройства XP1 подключают к источнику сигнала ЗЧ. Через RC-фильтры R1C3 и R3C4 стереосигнал поступает на регулятор громкости - сдвоенный переменный резистор R6. Конденсатор С2 позволяет подключить УМЗЧ и источник сигнала к одному общему источнику питания постоянного тока, например, описанному в [3]. При этом возможно появление незначительных периодических "цифровых" помех в телефонах - в том случае, если общий провод выхода у источника стереосигнала не является минусом питания.

Рис. 1. Схема усилителя

С движков секций переменного резистора стереосигнал через разделительные конденсаторы C6 и C7 поступает на неинвертирующие входы ОУ микросхемы DA1. Коэффициент усиления напряжения в каналах зависит от отношения значений сопротивления резисторов R14/R10 и R15/R11. В данном устройстве коэффициент усиления выбран относительно большим, что позволяет почти всегда поднять уровень звука до оптимального, но такое решение потребовало применения малошумящих ОУ Демпфирующие цепи R18C12 и R16C13 предотвращают возможное самовозбуждение ОУ на ультразвуковых частотах. Диоды VD3-VD6 защищают микросхему от разрядов статического электричества и от повреждения токами утечки сетевых источников питания.

Усиленный стереосигнал через разделительные конденсаторы C15-C18 поступает на гнездо XS2, к которому подключают головные стереотелефоны. Резисторы R20, R21 предотвращают появление неприятного щелчка при подключении телефонов к работающему усилителю. Режим работы ОУ DA1.1 и DA1.2 задает резистивный делитель напряжения R19R17. Максимальный размах напряжения на выходе УМЗЧ - около 3,9 В при напряжении питания микросхемы 4,2 В.

Источником питания УМЗЧ служит батарея из соединенных параллельно литий-ионных аккумуляторов G1 и G2. К узлам усилителя она подключена через контроллер зарядки/разрядки А1. Между ним и аккумуляторной батареей установлен полимерный самовосстанавливающийся предохранитель FU1. Для зарядки батареи к гнезду XS1 подключают источник напряжения 4,8...6,5 В. Ток зарядки ограничивается включенными последовательно резисторами R9, R13, диодами Шотки VD1, VD2, сопротивлением соединительного провода и выходным сопротивлением зарядного устройства. Когда по цепи протекает ток зарядки аккумуляторной батареи, германиевый транзистор VT1 открыт и светодиод HL1 светится. Диод VD1 ограничивает рост напряжения на выводах резистора R4. Конденсатор C5 снижает чувствительность транзистора VT1 к пульсациям источника питания. Конденсатор C8 обеспечивает корректную работу контроллера A1. Применение двух последовательно включенных резисторов R9, R13 вместо одного большей мощности рассеяния позволяет равномернее распределить нагрев в корпусе устройства.

Когда в процессе зарядки напряжение на выводах батареи достигает 4,22...4,25 В, контроллер A1 отключает аккумуляторы G1, G2 от зарядной цепи. Поскольку ток зарядного устройства может быть заведомо больше, чем потребляемый микросхемой DA1 ток от источника питания, при отключении батареи контроллером A1 напряжение питания DA1 повышается до 4,6...6,3 В, что положительно сказывается на увеличении максимального размаха напряжения на выходах УМЗЧ. Напряжение питания на DA1 подается через замкнутые контакты выключателя SB1, светодиод HL2 светится при работающем УМЗЧ. Для уменьшения потребляемого этим индикатором тока в качестве HL2 применен сверхъяркий светодиод, довольно ярко светящийся при токе около 150 мкА.

Большинство деталей установлены на монтажной плате размерами 66x49 мм (рис. 2), монтаж - низкопрофильный, двухсторонний, навесной. После проверки работоспособности устройства плату обязательно следует покрыть с обеих сторон толстым слоем цапонлака (проследите за тем, чтобы он не попал в гнезда розеток разъемов, в переменный резистор и выключатель питания).

Рис. 2. Детали на монтажной плате

Микросхема APA2308 представляет собой сдвоенный высококачественный малошумящий ОУ, специально предназначенный для применения в качестве усилителя ЗЧ для головных стереотелефонов. Микросхема с индексом J выпускается в корпусе DIP-8, ас индексом K - SOP-8. Можно применить микросхему TL3414A (назначение выводов такое же, как у APA2з08). При отсутствии в продаже таких микросхем можно попытаться найти их в старых компьютерных устройствах для чтения/записи компакт-дисков.

Вместо германиевого транзистора МП25А можно применить любой германиевый низкочастотный из серий МП25, МП26, ГТ402 (варианткорпуса - 2), атак-же зарубежные ГТ2307, SFT307, SFT352; вместо диодов Шоттки MBRD320 - MBRD330, MBRD340, MBRD835, 1N5820, 1 N5821, MBR320, MBR330, 15MQ040N, 30BQ040, а вместо диодов 1N914 -любые из 1 N4148, PMLL4148, PMLL4448, 1SS176, КД510А, а также КД521, КД522 с любым буквенным индексом.

Для регулирования громкости применен высококачественный сдвоенный переменный резистор от импортного музыкального центра SANIO M-977DSR, его "холодные" выводы электрически соединены вместе внутри корпуса. Можно использовать любой аналогичный сдвоенный резистор сопротивлением 10...150 кОм (чем оно меньше, тем лучше). Все сигнальные провода, подключенные к регулятору громкости, должны быть экранированными, металлический экран соединяют с общим проводом.

Остальные резисторы - С2-14, С2-23, МЛТ, ОМЛТ, РПМ или импортные аналоги. Под резисторами R9, R13 в монтажной плате просверлены дополнительные вентиляционные отверстия. Резисторы R1, R3 и конденсаторы C3, C4 припаяны к соответствующим выводам секций сдвоенного переменного резистора R6, резистор R22 - к контактам выключателя SB1. Неполярные конденсаторы - малогабаритные керамические, например, К10-50 или аналоги (те из них, что установлены в сигнальных цепях, необходимо проверить на отсутствие микрофонного эффекта, по этой причине нельзя устанавливать конденсаторы К10-7). Остальные конденсаторы - оксидные импортные высотой 4...6 мм.

Светодиод RL36-SR114S (красного цвета свечения с линзой диаметром 3 мм) заменим любым из серий КИПД66, RL30N, L-934S. Вместо светодиода RL30-CB744D (синего цвета свечения) можно использовать, например, RL50-CB744D, RL30-WH744D. При монтаже HL2 учитывайте, что не все сверхъяркие светодиоды содержат защитные стабилитроны, поэтому при монтаже обязательно защищайте их от статического электричества соединяющей выводы временно установленной проволочной перемычкой.

Выключатель SB1 - импортный малогабаритный кнопочный, одноименные контакты групп соединены параллельно. Розетка XS1 - miniUSB, это позволяет использовать для зарядки аккумуляторной батареи большинство зарядных устройств от мобильных мультимедийных аппаратов и системные блоки ПК. Можно установить также розетку microUSB, являющуюся стандартом для современных мобильных устройств связи, но эти розетки обладают неудовлетворительной надежностью.

Контроллер A1 извлечен из неисправной телефонной литий-ионной аккумуляторной батареи Samsung (рис. 3). Он "умеет" отключать аккумулятор от цепи не только когда полностью заряжен, но и при его разрядке до минимально допустимого уровня, на что способны не все контроллеры аналогичного назначения.

Рис. 3. Литий-ионная аккумуляторная батарея Samsung

Поскольку данных о наличии защитного предохранителя нет, между контроллером и батареей установлен полимерный самовосстанавливающийся предохранитель на ток 1,1 А (подойдет любой низковольтный на ток 1,1...1,85 А). Стальные контактные лепестки контроллера облу-живают припоем с помощью флюса из ацетилсалициловой кислоты. К минусовому контакту припаивают предохранитель, к плюсовому - соответствующий провод от аккумуляторной батареи. Перед началом эксплуатации проверьте контроллер на исправность.

Сделанные в Японии литий-ионные аккумуляторы Panasonic-Matsushita CGR18650C извлечены из ноутбучной батареи 2004 г. выпуска. Предварительно они были полностью заряжены, измеренная через восемь месяцев суммарная емкость аккумуляторов при разрядке током 1 А составила около 4500 мА·ч, что свидетельствует об их очень высоком качестве. Тут необходимо отметить, что среди продаваемых в розницу аккумуляторов типоразмера 18650 много низкокачественных и поддельных экземпляров (с большим током саморазрядки, в несколько раз меньшей, чем на этикетке, емкостью, с коротким сроком службы/хранения).

Подделками, по мнению автора, являются все аккумуляторы 18650 с заявленной емкостью более 3000 мА·ч. При монтаже таких аккумуляторов будьте предельно осторожными - при коротком замыкании ток в цепи может достичь нескольких десятков ампер. Провода припаивают к приваренным к корпусу аккумулятора стальным лепесткам. К корпусу устройства их приклеивают двухсторонней липкой лентой.

Корпус усилителя - пластмассовый, размерами 88x57x35 мм. Для крепления элементов в нем применены этиленвинилацетатный клей, а также "Квинтол" и БФ-2. Для лучшего сцепления склеиваемым пластиковым поверхностям рекомендуется придать шероховатость быстровращающимся сверлом или фрезой. В нижней части корпуса в качестве экрана приклеена липкая алюминиевая фольга, электрически соединенная с общим проводом, точка подключения - экран переменного резистора R6. Вид на компоновку узлов в корпусе показан на рис. 4, внешний вид усилителя - на рис. 5.

Рис. 4. Вид на компоновку узлов в корпусе

Рис. 5. Внешний вид усилителя

Безошибочно изготовленное из исправных деталей устройство начинает работать сразу и не требует налаживания. При напряжении питания 4,2 В в отсутствие сигнала УМЗЧ потребляет ток около 2,8 мА, при работе с телефонами сопротивлением 32 Ом на максимальной (оптимальной) громкости - примерно 18 мА, таким образом, полного заряда аккумуляторной батареи хватит более чем на 250 ч непрерывной работы устройства. Время зарядки полностью разряженной батареи зависит от ее реальной емкости и особенностей зарядного устройства (при зарядке от блока питания, аналогичного описанному в [3], - около суток).

Литература

1. Бутов А. Активный разветвитель сигнала для стереотелефонов. - Радио, 2014, № 1, с. 12-14.
2. Бутов А. Корректирующий усилитель ЗЧ для мультимедийных устройств. - Радио, 2015, № 11, с. 10, 11.
3. Бутов А. Импульсный источник питания на базе блока из DVD-проигрывателя. - Радио, 2015, № 11, с. 31, 32.

Автор: А. Бутов

Смотрите другие статьи раздела Усилители мощности транзисторные.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Особенности почек помогают легче переносить высоту 18.01.2025

Высокогорные регионы всегда привлекали внимание исследователей, изучающих, как человек адаптируется к жизни в условиях разреженного воздуха. Недавнее исследование группы ученых из Университета Маунт-Ройал в Канаде, возглавляемое доктором Тревором Деем, проливает свет на важную роль почек в акклиматизации к большим высотам. Работы канадских ученых объясняют, почему представители народности шерпа, которые веками живут в высокогорных районах Тибета, значительно лучше переносят высокогорье. В своем исследовании ученые наблюдали за дыханием и составом крови участников во время их подъема на высоту 4300 метров в Гималаях, в Непале. Эксперимент проводился с участием двух групп: одна состояла из жителей низменностей, не привыкших к горной среде, а другая - из шерпов, чей организм приспособлен к жизни на большой высоте. Основное различие между этими группами было в том, как их организмы реагировали на дефицит кислорода в воздухе. У шерпов наблюдалась более быстрая и масштабная адаптация к ...>>

Производство электричества с помощью термоядерного синтеза 18.01.2025

Американская компания Commonwealth Fusion Systems (CFS) нацелена на создание первой в мире термоядерной электростанции, способной подключаться к электрической сети. Этот амбициозный проект, известный как ARC (Affordable, Robust, Compact), будет построен вблизи города Ричмонд, штат Вирджиния. В соответствии с планами, новая электростанция сможет производить до 400 мегаватт чистой энергии, что вполне хватит для обеспечения электричеством 150 тысяч домохозяйств. Прогнозируется, что станция начнет работу в 2030-х годах. Принцип работы термоядерной электростанции основан на процессе термоядерного синтеза, который происходит в ядре звезд. В отличие от традиционной атомной энергетики, где используется деление ядер атомов с образованием радиоактивных отходов, термоядерный синтез создает в качестве побочного продукта безопасный гелий. Для того чтобы удерживать плазму с температурой свыше 100 миллионов градусов Цельсия, установка будет использовать мощные магнитные поля. Тем не менее, н ...>>

Экологическая защита для овощей и фруктов 17.01.2025

Исследователи из женского колледжа Шри Нараяна в Колламе, Керала, Индия, разработали инновационный способ продления свежести фруктов и овощей. Группа под руководством Пурнимы Виджаян предложила использовать съедобное покрытие, созданное на основе целлюлозных нановолокон (CNF), полученных из луковой шелухи. Этот подход не только продлевает срок хранения продуктов, но и способствует их безопасности благодаря включению нанокуркумина, известного своими антимикробными свойствами. Основным компонентом покрытия являются CNF, полученные из переработанных отходов лука. Эти нановолокна соединяются с синтетическим биополимером, который улучшает структуру покрытия, устраняя проблемы с водостойкостью и термической стабильностью, ранее свойственные материалам на основе CNF. Кроме того, добавление нанокуркумина усиливает антимикробные свойства покрытия, делая его особенно эффективным для предотвращения порчи. Для проверки эффективности этой разработки ученые провели эксперимент с апельсинами. П ...>>

Случайная новость из Архива Мертвые клетки препятствуют иммунной реакции 22.05.2019 Исследования Университета Шеффилда открывают путь для новых методов лечения, позволяющих управлять тем, как белые кровяные клетки попадают в места повреждения во время заживления раны. Новые исследования показали, что мертвые клетки нарушают иммунные реакции и подрывают систему защиты от инфекции. Исследование, проведенное учеными из Университета Шеффилда, показало, что клетки, запрограммированные на смерть (процесс, известный как апоптоз), могут нарушать нормальную функцию иммунных клеток, называемых макрофагами. Это может повлиять на то, насколько хорошо они реагируют на раны и обнаруживают в организме инфекции. Макрофаги крайне необходимы в местах ран, чтобы предотвратить инфекцию и помочь процессам заживления, но в то же время эти клетки могут вызывать и усугублять многие заболевания человека, включая рак, болезни сердца и нейродегенеративные нарушения. Исследование, целью которого является понять, как контролируются иммунные клетки, может помочь в создании новых методов лечения этих клеток и ускорении процессов заживления. Эта работа дает ученым новое понимание механизмов, которые контролируют иммунные клетки в нашем организме: например, как они попадают в места травм и остаются в них. Д-р Иван Эванс из отдела инфекций, иммунитета и сердечно-сосудистых заболеваний Университета Шеффилда, который является соавтором статьи, сказал: "Миллиарды клеток ежедневно умирают в нашем организме, и многие из них удаляются и перевариваются нашими иммунными клетками. Если процесс удаления пойдет неправильно, он может привести к аутоиммунным состояниям. Чрезмерные или неадекватные иммунные реакции ухудшают или вызывают очень широкий спектр заболеваний человека от рака до нейродегенерации. Эта работа изучает фундаментальные биологические процессы, которые происходят внутри нашего тела каждый день и которые необходимы для поддержания нашего здоровья". Исследования по изучению взаимодействия между умирающими клетками и иммунными клетками проводились с использованием плодовых мух, которые содержат макрофагоподобные клетки, очень похожие на наши собственные иммунные клетки. Новое исследование также раскрыло новую роль белка под названием Six-Microns-Under (или Simu) в сохранении иммунных клеток в местах повреждения. Без этого белка макрофаги преждевременно покидали участки раны.

Другие интересные новости:

▪ Космический отель с искусственной гравитацией

▪ Радиоуправляемые ферменты

▪ Смех матери и здоровье ребенка

▪ Как защититься от морских разбойников

▪ Контроль ионного потока через нанопоры

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Аудио и видеонаблюдение. Подборка статей

▪ статья А смешивать два эти ремесла... Крылатое выражение

▪ статья Почему астероид Икар назван по имени сына Дедала? Подробный ответ

▪ статья Трудовые отношения и трудовой договор

▪ статья Три фазы - без потери мощности. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Простой импульсный стабилизатор напряжения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025