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:

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 Климатические изменения повлияли на пищевую ценность растений 23.07.2025 На фоне все более заметных изменений климата, внимание ученых сосредоточено не только на снижении урожайности, но и на менее очевидной, но не менее тревожной проблеме - ухудшении качества выращиваемой пищи. Если раньше считалось, что потепление и повышение уровня углекислого газа могут ускорить рост растений, то теперь становится ясно: внешнее изобилие не всегда означает внутреннюю пользу. Исследование, проведенное в Ливерпульском университете Джона Мурса, выявило, что изменение атмосферных условий способно заметно повлиять на химический состав растений. Ученые моделировали климатические сценарии, которые ожидаются в Великобритании в ближайшие десятилетия, включая повышение температур и уровня CO2. В контролируемых лабораторных условиях они выращивали популярные овощи, такие как шпинат, рукола и капуста, чтобы отследить, как новые условия влияют на их питательную ценность. Как оказалось, растения, выросшие в среде с повышенным содержанием углекислого газа, действительно показывают ускоренный рост и становятся визуально более пышными. Однако за этим "здоровым" видом скрывается тревожная картина: такие овощи содержат меньше белков, кальция, антиоксидантов и других жизненно важных микроэлементов. Об этом заявила аспирантка Джиата Угва Экеле, принимавшая участие в исследовании. Особое беспокойство вызывает влияние дополнительного теплового стресса. Более высокие температуры не только усугубляют снижение качества, но и могут вызывать биохимические изменения в растении, при которых оно накапливает больше сахаров в ущерб полезным веществам. Такой сдвиг в составе овощей может изменить пищевую картину целых регионов, особенно тех, где люди сильно зависят от растительной пищи. По словам исследователей, подобные изменения уже сейчас должны вызывать озабоченность. Снижение уровня белков и витаминов в овощах, при одновременном увеличении сахаров, может способствовать росту хронических заболеваний, включая диабет 2 типа, ожирение и иммунодефицитные состояния. Особенно остро это может сказаться на странах с низкими и средними доходами, где альтернативы растительной пище просто нет. Проблема выходит далеко за рамки лабораторных экспериментов. Если тенденции сохранятся, то даже те культуры, что визуально выглядят полноценными, будут давать организму меньше пользы. Это создает риск так называемого "скрытого голода", когда человек получает калории, но не получает необходимых микроэлементов и белков. И это уже вопрос не только биологии, но и глобального здравоохранения.

Другие интересные новости:

▪ Гибридная лампочка

▪ GNSS-модуль L26-DR

▪ Умный матрас Xiaomi

▪ Электровзрыв алюминиевой фольги эффективно соединит металл

▪ Сверхбыстрый источник света из искусственного атома

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Блоки питания. Подборка статей

▪ статья Урсула Ле Гуин. Знаменитые афоризмы

▪ статья Ядовиты ли тарантулы? Подробный ответ

▪ статья Организация работы службы охраны труда

▪ статья Электронная удочка. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Монета-невидимка. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025