Усилители для головных телефонов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Усилители мощности транзисторные

 Комментарии к статье

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).

(нажмите для увеличения)

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 C3 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.

Если ток покоя такого усилителя превышает указанное автором значение, то для его снижения следует уменьшить напряжение питания микросхем.

Автор: М.Сапожников, г.Ганей-Авив, Израиль

Смотрите другие статьи раздела Усилители мощности транзисторные.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Кристалл в 1,6 раза прочнее и жестче алмаза 17.06.2021 Американские исследователи создали кристалл лонсдейлита, который оказался на 58% более прочным и жестким, чем обычный алмаз. Алмаз обладает хорошими оптическими свойствами, высоким показателем теплопроводности и является самым твердым природным материалом на нашей планете. Обычно его используют в различных режущих устройствах, сверлах и других инструментах для абразивной обработки. Однако теперь ученые смогли создать и изучить в лабораторных условиях достаточно большой образец материала под названием лонсдейлит - гексагональную полиморфную модификацию алмаза с более плотным размещением атомов углерода. Для его получения группа исследователей использовала метод ударного сжатия, стреляя в небольшой алмаз графитовыми дисками размером с монету. С помощью сжатого газа и пороха снаряды разгоняли до невероятной скорости в 24 140 км/ч. Сталкиваясь с алмазом, они создавали мощные ударные волны, сжимающие структуру кристалла до лонсдейлита. В это время ученые направляли на образец небольшие звуковые волны и отслеживали их перемещение через материал с помощью лазеров. Скорость движения звука зависит от плотности (или жесткости) среды, в которой он движется. Проанализировав полученные в ходе экспериментов данные, команда определила, что лонсдейлит на 58% прочнее алмаза, что является самым высоким показателем среди всех известным на сегодня материалов. Однако в ближайшее время не стоит ожидать, что эта модификация станет доступной. Проблема в том, что в лаборатории сверхпрочная форма алмаза существовала всего доли секунды, пока кристалл не разрушался от огромной силы удара графитового диска. Поэтому в дальнейшем исследователи займутся поиском способом получения стабильных образцов.

Другие интересные новости:

▪ Стадион вырабатывает электроэнергию

▪ Свойства магнитного материала: от изолятора к металлу

▪ 1000-ядерный процессор KiloCore

▪ ДНК из клеток кожи для создания яйцеклеток

▪ Наём роботов вместо людей

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Цветомузыкальные установки. Подборка статей

▪ статья Вредные привычки человека. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Как изменяется температура с погружением в глубь Земли? Подробный ответ

▪ статья Нимфоцветник щитолистный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Сенсор для вентилятора. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Исчезновение голубей. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026