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:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Случайная новость из Архива Обнаружены топологические фононы в графене 02.10.2023 Китайские ученые совершили значительное открытие, обнаружив топологические фононы в графене. Для исследования фононных спектров по всей двумерной зоне Бриллюэна они использовали метод высокоразрешающей электронной микроскопии, анализируя характерные потери энергии электронов. Фононы играют важную роль в свойствах кристаллических материалов, включая тепловые и механические характеристики, а также их электронные свойства. Особый интерес представляют топологические фононы, которые возникают при пересечении фононных ветвей с разными параметрами. Однако изучение таких состояний является относительно новой областью исследований. До недавнего времени, в двумерных материалах, таких как графен, топологические фононы не обнаруживались из-за необходимости очень высокого разрешения в пределах от 0,1 до 10 миллиэлектронвольт. Этого разрешения сложно было достичь традиционными методами, такими как рентгеновская или нейтронная дифракция, что делает экспериментальное изучение топологических фононных состояний сложной задачей. Китайские ученые из Пекинской Национальной лаборатории физики конденсированных сред и других институтов использовали высокоразрешающую электронную микроскопию, чтобы исследовать фононные структуры в графене. Это позволило им получить высокоразрешающие спектры фононов по всей двумерной зоне Бриллюэна и выявить несколько топологических фононов. Ученые отмечают, что в периодических кристаллах, таких как гексагональная решетка графена, топологические характеристики определяются симметриями кристаллической решетки. Эти симметрии определяют возможные топологические структуры фононов, такие как фононы Дирака и кольцевые узловые фононы. Компьютерное моделирование предсказало наличие двух видов кольцевых узловых фононов и четырех видов фононов Дирака в графене. Ученые провели экспериментальное исследование на однослойном образце графена, используя систему линз, электронный монохроматор и анализатор электронов. Их экспериментальные результаты совпали с предсказаниями компьютерного моделирования, и они смогли определить трехмерную структуру топологических фононных состояний в пространстве импульсов и энергии.

Другие интересные новости:

▪ Робот-почтальон от FedEx

▪ Прозрачная пленка превращает стекло в проекционный экран

▪ Цемент при комнатной температуре

▪ Биогорючее невыгодно

▪ Премиальный электромобиль Mercedes-Benz EQS

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электробезопасность, пожаробезопасность. Подборка статей

▪ статья Иллюзии движения. Энциклопедия зрительных иллюзий

▪ статья Почему мужчины заболевают атеросклерозом в 10 раз чаще, чем женщины? Подробный ответ

▪ статья Рифовый узел. Советы туристу

▪ статья Управление электромагнитным клапаном. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Преобразователь для питания радиоприемников. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025