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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Ручка Nuwa Pen оцифрует рукописный текст в реальном времени 22.05.2023 Nuwa Pen, разработанная одноименным стартапом из Нидерландов, - это шариковая ручка с искусственным интеллектом. Она имеет встроенные электронные элементы, но сохраняет привычные нам функции обычного письма - для тех, кто в эпоху компьютеров и голосового ввода все равно предпочитает рукописные записи, а не набор текста на клавиатуре. Гаджет выполнен в формате классической ручки, но благодаря электронной начинке позволяет мгновенно оцифровывать рукописный текст. Важным отличием устройства от аналогов является то, что писать им можно на обычной бумаге, а не только на специальной. Ручка разработана одноименным стартапом из Нидерландов. Она будет выпускаться в алюминиевом корпусе длиной 150 миллиметров и подразумевает использование сменных чернильных картриджей формата D1. В нижней части расположены три камеры и ИК-светодиод, чтобы ручкой можно было пользоваться при нехватке освещения. Ручка работает на чипе Arm Cortex M4 и использует специально разработанное программное обеспечение, чтобы распознавать текст и передавать его цифровую версию в мобильное приложение по протоколу Bluetooth LE. Информация хранится на сервере компании, а в самой ручке есть встроенное хранилище на 2 гигабайта. В сохраненных текстах можно находить нужные фрагменты, а также делиться написанным. Разработчики планируют обеспечить совместимость гаджета как минимум со 100 приложениями и платформами. Работает ручка на батарее емкостью 100 миллиампер-часов, а 15 минут подключения к зарядке хватит на 2 часа работы. Весит устройство всего 28 граммов и выйдет в двух цветах - черное дерево и слоновая кость. Сейчас ручка предлагается по предварительному заказу на Kickstarter по цене 197 долларов. В качестве бонуса спонсоры получат годовую подписку на специальные функции и три сменных картриджа с чернилами. Затем в свободной продаже ручка Nuwa Pen будет стоить 329 долларов, а подписка 2,99 доллара в месяц.

Другие интересные новости:

▪ Обнаружена связь между приемом пищи и биологическими часами

▪ NFC-метка Motorola Skip разблокирует смартфон без ввода пароля

▪ Мобильная платежная система LG Pay

▪ Стволовые клетки помогут вылечить алкоголизм

▪ Солдаты-киборги

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Гражданская радиосвязь. Подборка статей

▪ статья Эразм Роттердамский. Знаменитые афоризмы

▪ статья Зачем в носу слизь? Подробный ответ

▪ статья Крановщик (машинист) челюстного лесопогрузчика. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Компьютерные интерфейсы. Справочник

▪ статья Регулируемый электронный предохранитель. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025