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:

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 С мобильным телефоном путешествовать быстрее 31.08.2011 Мобильный телефон подскажет, как путешествовать общественным транспортом без задержек. В светлом будущем, которое ожидает обитателей и посетителей Европейского союза с 2012 года, путешествовать общественным транспортом станет очень легко. Для этого нужно будет всего лишь загрузить в свой смартфон приложение "SMART-WAY", которое разработали исследователи из Фраунгоферовского института транспортных и инфраструктурных систем (Дрезден). И тогда достаточно будет указать место назначения, после чего смартфон сам расскажет о расположении автобусных остановок, железнодорожных станций, расписании движения транспортных средств и мест пересадок. В общем, как навигатор автомобилиста, только в пешеходной версии. В основе системы лежит не только датчик системы навигации в смартфоне, который позволяет определять его местоположение, но и данные транспортных компаний о движении их автобусов, поездов, троллейбусов и трамваев. Дело в том, что сейчас в развитых странах принято оснащать все эти объекты и датчиками навигации, и датчиками инерции, благодаря которым можно определить, едет ожидаемый автобус или намертво застрял в пробке. Диспетчер компании получает все эти данные в режиме реального времени, и ему ничего не стоит поделиться ими со всем миром, чтобы этому миру было удобнее путешествовать. В сентябре этого года систему в пробном режиме запустят в Дрездене и Турине, а потом немецкие исследователи надеются договориться с транспортниками других городов ЕС.

Другие интересные новости:

▪ Чипы DDR5 рекордной плотности 24 Гбит

▪ Akyumen Holofone: фаблет со встроенным мини-проектором

▪ Камерофон Panasonic Lumix DMC-CM1

▪ Трехмерный экран на водяном паре

▪ Гибридный кроссовер Chery Tiggo 7 Plus

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Микрофоны, радиомикрофоны. Подборка статей

▪ статья Политика есть искусство возможного. Крылатое выражение

▪ статья Что такое огни святого Эльма? Подробный ответ

▪ статья Машинист строительного подъемника. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Фонарик для счетчика электроэнергии. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Заземление и защитные меры электробезопасности. Заземлители. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025