Миниатюрный звуковой пробник -УМЗЧ с сетевым питанием

Рейтинг: 0 / 5

Подробности: Категория: Прбники; Опубликовано: 18.03.2017 09:00; Просмотров: 3715

Понравилась статья - поделись с друзьями

А.Л. Бутов, с. Курба, Ярославская обл. PA9'2009
Устройство предназначено для поиска неисправностей в звуковоспроизводящей аппаратуре. Кроме того, его можно использовать как небольшую активную акустическую систему, например, для подключения к Flash карманному плееру, мобильному компьютеру, фотоаппарату. Конструкция отличается малыми габаритами, малым весом, хорошим качеством звука, большим усилением, имеет питание от сети 220 В/50 Гц.

Звуковой пробник собран в небольшой коробке размерами 114x75x30 мм от квартирного звонка производства Китая (рис. 1). Для питания устройства используется серийный миниатюрный импульсный блок питания, что позволило уменьшить габариты конструкции, а также сократить время и уменьшить затраченные средства на ее создание.
Усилитель собран на интегральной микросхеме типа ТЕА2025В, представляющей собой двухканальный усилитель звуковой частоты, функциональная схема которой показана на рис. 2. Принципиальная схема усилителя показана на рис. 3. Входной сигнал звуковой частоты через разделительный конденсатор С1, резистор R1 и регулятор чувствительности R2.1 поступает на затвор полевого транзистора VT1. Коэффициент усиления по напряжению каскада на этом транзисторе не менее 4. Кремниевые диоды VD1 -VD4 защищают транзистор от перегрузки большим входным напряжением. Каскад на VT1 получает питание через RC-фильтр R5C3C5. Использование на входе усилителя полевого транзистора позволяет получить относительно высокое входное сопротивление, которое в данном случае составляет около 60 кОм для слабых сигналов, и относительно низкий уровень собственных шумов.
Усиленный сигнал звуковой частоты через разделительный конденсатор С4 поступает на регулятор громкости R2.2. С движка переменного резистора напряжение переменного тока звуковой частоты поступает на вход интегральной микросхемы DA1. Микросхема типа ТЕА2025 включена по мостовой схеме, что позволяет получить достаточно большую выходную мощность при низком напряжении питания.

Допустимое напряжение питания этой микросхемы от 3 до 15 В, максимальная входная мощность 2,4 Вт на один канал. Коэффициент усиления по напряжению усилителя на DA1 около 120. Демпфирующие цепочки C16R8 и C17R9 предотвращают самовозбуждение усилителя DA1 на высокой частоте, также для этой цели служат конденсаторы С2 и С7. Конденсаторы С8, С12, С13 - блокировочные по цепи питания. Применение в качестве регулятора громкости R2 сдвоенного переменного резистора, "половинки" которого включены на входе и выходе первого каскада усиления, позволяет получить большой диапазон регулировки чувствительности и небольшие собственные шумы усилителя.
Светодиод HL1 индицирует наличие напряжение питания. RC-фильтр R12C19 предназначен для подключения к пробнику (через контакт 6) различных дополнительных устройств, например: выносного активного щупа [1], амплитудного, частотного детектора, активного микрофона, датчиков охранной системы.
Усилитель получает питание через LC-фильтр L1C18C20. Резистор R10 - предохранительный, защищает блок питания от перегрузки при неисправностях в усилителе.

Вид на монтаж смонтированной платы усилителя показан на рис. 4.
В качестве блока питания для конструкции звукового пробника применен импульсный ИП от зарядного устройства модели SAM SGH АЗОО для мобильного телефона Samsung. Принципиальная схема доработанного модуля питания показана на рис. 5. Устройство представляет импульсный понижающий преобразователь напряжения с выходным напряжением около 6 В при подключенной нагрузке. Выходное напряжение "холостого хода" (нагрузка отключена, в том числе, отключена и цепь светодиода) около 8 В. Обозначения элементов соответствуют надписям на печатной плате.
В ИП были внесены следующие изменения:
- установлен отсутствовавший конденсатор С1;
- вместо обычного резистора R1 сопротивлением 3,3 Ом установлен предохранительный резистор сопротивлением 270 Ом;
- исключен светодиод LED;
- добавлены малогабаритные дроссели L1, L2.
Также планировалось заменить высоковольтный транзиcтop Q1 типа MJE13001 более мощным транзистором типа МЕЛ 3003, но как оказалось, в этом ИП транзистор типа MJE13001 даже при подключенной нагрузке с током потребления 200 мА почти не нагревался, в отличие от многих других случаях применения транзисторов этого типа в импульсных зарядных устройствах.

Поэтому было решено оставить в источнике питания транзистор MJE13001. В том случае, если в использованном вами импульсном блоке питания ключевой транзистор преобразователя напряжения сильно греется, то для повышения надежности устройства его можно заменить более мощным или приклеить к его корпусу небольшой теплоотвод [2].
Конструкция и детали
Вид на монтаж смонтированного устройства показан на рис. 6. Резисторы R10 на плате усилителя и R1 на плате блока питания - импортные разрывные. В качестве R1 можно использовать отечественный резистор типа Р1 -25 или Р1 -7-1. Переменный резистор R2 - импортный сдвоенный малогабаритный. На его месте можно применить отечественный резистор типа СПЗ-33-46, СПЗ-33-23. Регулировочной ручкой для этого резистора служит колпачок от пакетика с кетчупом. Остальные резисторы - С1 -4, С2-23, МЛ Т соответствующей мощности.
Оксидные конденсаторы -импортные аналоги К50-35. В качестве С13 желательно использовать конденсатор с возможно меньшим эквивалентным последовательным сопротивлением. Если в качестве С13 будет применен конденсатор бывший в употреблении, желательно проконтролировать его основные параметры. Если этот конденсатор некачественный, усилитель будет возбуждаться на низких звуковых частотах. Конденсаторы С1, С5, С6 - малогабаритные пленочные. Остальные конденсаторы керамические -К10-17, К10-50 или импортные аналоги.
Диоды 1N914 можно заменить 1N4148 или отечественными КД503, КД521, КД522. Светодиод НL –любой общего применения, например, из серий КИПД66, L-934.
Вместо полевого транзистора КПЗОЗИ можно установить полевые транзисторы с нормированным коэффициентом шума типа КПЗОЗА, КПЗОЗБ, КПЗОЗВ, 2ПЗОЗА, 2ПЗОЗБ, 2ПЗОЗВ или транзисторы типов КПЗОЗЖ, КП307Е, любой из серии КП305.

При замене обращайте внимания на различия в цоколевке упомянутых типов транзисторов, транзисторы серии КП305 требуют обязательной защиты от повреждения статическим электричеством при хранении и монтаже.
Микросхема ТЕА2025В выполнена в корпусе POWERDIP 12+2+2. Ее можно заменить микросхемой TEA2025D, выполненной в корпусе SO20 для поверхностного монтажа. Соответствие выводов этих микросхем показано на рис. 7. При напряжении питания 6 В и менее и сопротивлении нагрузки 8 Ом и более микросхему усилителя на теплоотвод можно не устанавливать.
Двухобмоточный дроссель L1 содержит 10 витков сложенного вдвое монтажного провода, намотанных на кольце внешним диаметром 10 мм из любого низкочастотного феррита. Динамическая головка применена мощностью 0,5 Вт и сопротивлением обмотки 8 Ом от узла громкой связи импортного телефонного аппарата. С показанной на рис. 6 малогабаритной динамической головкой качество звука получилось значительно выше, чем с отечественными динамическими головками 0,5ГДШ-2 и 0,2ГД-1, но уступало качеству звука малогабаритной динамической
головки 1ГДШ-3, которая, к сожалению, не поместилась в использованном корпусе.
Если для использования в качестве импульсного блока питания у вас не окажется зарядного устройства указанной модели, то вместо него можно применить любое другое с выходным напряжением 5...6,5 В при токе нагрузки 200 мА.
Безошибочно собранное из исправных деталей устройство начинает работать сразу и не требует налаживания. При необходимости, подбором резистора R3 на плате усилителя можно установить напряжение на стоке VT1 около половины напряжения питания. Увеличив сопротивление резистора R7, можно уменьшить усиление DA1, если вам оно покажется избыточным или если примененный экземпляр ИМС будет иметь повышенный уровень собственных шумов. На соотношение сигнал/шум усилителя также влияют качество резистора R3 и конденсаторы С2, С7. Резисторы одного типа, но с большей габаритной мощностью имеют меньший уровень шума, поэтому R3 можно установить мощностью 0,5 Вт, как обычно делали в отечественных микрофонных усилителях, а вместо керамических конденсаторов С2, С7 использовать пленочные, например, типа К31-11. Ток стока VT1 также влияет на уровень собственных шумов пробника. Для его уменьшения сопротивления резисторов R3, R4 пропорционально увеличивают, a R4 шунтируют конденсатором емкостью 33.. .47 мкФ.

Для уменьшения наводок со стороны импульсного блока питания его плату можно поместить в экран из перфорированной отверстиями жести. С другими конструкциями малогабаритных усилителей можно ознакомиться в [3-6].
При желании можно предусмотреть дополнительный вариант питания усилителя от батареи гальванических элементов типоразмера ААА напряжением 4,5 В. При этом выход импульсного блока питания должен быть отключен. Применение двух вариантов питания повысит гибкость использования звукового пробника.
Литература
1. Бутов А.Л. Выносной щуп звукового пробника//Радио. -2004. - №3. - С.22.
2. Бутов А.Л. Ремонт зарядного устройства для MPEG4-плеера//Радиомир. - 2008. №9. -С.15.
3. Бутов А.Л. Мостовой усилитель на ИМС КА2206//Радиоаматор. - 2008. - №5. - С.9.
4. Бутов А.Л. Активная АС в мыльнице//Радиоаматор. -2008.-№8. -С.9-10.
5. Бутов А.Л. Карманный стереоусилитель//Радиомир. -2008. - №9. - С.3-5.
6. Бутов А.Л. Звуковой пробник с амплитудным детектором// Радиоконструктор. - 2004. -№6. - С.22-23.