Схемотехника предварительных усилителей с повышением напряжения питания на таймере NE555

Рейтинг:  0 / 5

Подробности

Категория: Предварительные УНЧ

Опубликовано: 26.05.2017 15:49

Просмотров: 4655

Петр Петров, г. София, Болгария
В последнее время в быту, и не только, широко используются низковольтные источники питания 4,5...6 В, такие, как аккумуляторы, например мотоциклетные, батареи гальванических элементов, USB порты компьютеров и т.д. Как правило, такого низкого напряжения питания недостаточно для нормальной работы многих устройств и получения на их их выходах требуемого размаха сигнала. Поэтому, в питаемые от таких источников устройства, встраивают преобразователи постоянных напряжений. Хотелось бы, что бы стоимость таких преобразователей была минимальной. В представленной ниже статье приведено описание двух схем предварительных усилителей для питания которых используются повышающие преобразователи на интегральном таймере NE555.

Схемы этих предварительных усилителей показаны на рис.1. и рис.2. Эти схемы не содержат
дефицитных и дорогих деталей и не критичны к их типам и номиналам.
Повышающий преобразователь питания на NE555
Обе эти схемы содержат одинаковые повышающие преобразователи напряжений питания на микросхеме IC1 типа NE555. Такой преобразователь состоит из генератора импульсов и выпрямителя удвоения. Применение схемы повышения напряжения питания на интегральном таймере NE555 допустимо для схем с небольшим током потребления. Именно такими являются предварительные усилители рис.1, и рис.2. Их ток потребления при напряжении питания 7,5...9 В, не превышает 10...15мА.
Частота генератора определяется параметрами деталей времязадающей цепи R2, СЗ. Оптимально, что бы частота генератора находилась в пределах 30...70 кГц.
Импульсы с выхода генератора (вывод 3 IC1) поступают на выпрямитель с удвоением напряжения на диодах VD1, VD2 и конденсаторах С4, С5.
Преобразователь напряжения работает следующим образом. Когда на выходе генератора (вывод 3 IC1) будет низкий потенциал (пауза между импульсами), С4 будет заряжаться от источника напряжением питания Uпит через диод VD1. При высоком уровне (импульсе) на выводе 3 IC1, конденсатор С5 будет заряжаться суммарным напряжением этого импульса и напряжения с С4 через диод VD2. Не смотря на то, что в устройстве используется выпрямитель с удвоением, при напряжении Uпит = 4,5...5,1 В, напряжение на выходе схемы будет менее 2Uпит, и лежит в пределах 8...9 В. Происходит такое уменьшение напряжения на выходе выпрямителя из-за падения напряжения на прямом сопротивлении диодов VD1, VD2. Для того, что бы эти потери были меньше в качестве VD1 и VD2 используется диоды Шоттки.
В каждой из схем имеются светодиодные индикаторы включения VD3 (рис.1) и VD5 (рис.2).
Транзисторный стереофонический предусилитель
Схема стереофонического предусилителя приведена на рис. 1.
Кроме повышающего преобразователя он содержит два одинаковых двухкаскадных усилителя с гальванической связью. Рассмотрим один из них на транзисторах VT1, VT2.
Назначение деталей:
• VT1 - усилитель напряжения с общим эмиттером (ОЭ);
• VT2 - эмиттерный повторитель (ЭП);
• R4, R18 - ограничивающие резисторы;
• С12 - блокирует вход усилителя по ВЧ;
• С8, С10 - разделительные конденсаторы;
• R6 - резистор нагрузки VT1;
• R7 - резистор ООС и эмиттерной термостабилизации VT1;
• R14, R16-нагрузка VT2;
• R11 - резистор ОСС. Назначение деталей второго канала аналогично. Отличие только в позиционных номерах деталей.
Подбором сопротивлений резисторов ООС R11 и R13 устанавливаются максимальные размахи выходных сигналов при минимальных их искажениях. Эта операция осуществляется с помощью осциллографа, хотя, обычно, достаточно подбором резисторов R11 и R13 выставить на эмиттерах VT2 и VT4 половину постоянного напряжения питания.
Буферный
предварительный усилитель на операционных усилителях
Этот усилитель является усилителем тока (рис.2).

Его коэффициент усиления по напряжению чуть менее 1 (повторитель напряжения).
Автор использует его как буферный каскад для согласования выходного сопротивления звукоснимателя гитары и входного сопротивления усилителя, но его можно использовать и для любых электромузыкальных инструментов, например, скрипки.

Большинство звукоснимателей, используемых для этих целей, выдают значительные по размаху электрические сигналы, но имеют большое внутреннее сопротивление и могут шунтироваться небольшим входным сопротивлением большинства стандартных усилителей мощности. Поэтому сигнал со звукоснимателя необходимо усилить по мощности. Желательно это сделать как можно ближе к звукоснимателю. Кроме того, это увеличивает отношение сигнал/шум, уменьшая, тем самым, влияние помех наведенных на кабель, которым инструмент подключен к усилителю.
Оптимальным для питания таких буферных усилителей является напряжение в пределах 7...12 В. При более низком напряжении питания могут возникнуть значительные искажения выходного сигнала, а также его размаха будет недостаточно для нормальной работы УМЗЧ.
Схема монофонического буферного предусилителя на ОУ приведена на рис.2.
Таскать за собой батарею из шести-восьми гальванических элементов для питания схемы крайне неудобно. Поэтому гитарный предварительный усилитель удобно питать от трех-четырех гальванических
элементов через повышающий преобразователь, схема и работа которого рассмотрена ранее.
Сам предварительный усилитель-повторитель собран на двух ОУ микросхемы IC2 типа LM358 или TL062.

Причем оба ОУ этой МС работают в параллель при глубокой (100%) ООС. Эта ООС задается непосредственным соединением выхода каждого ОУ с инвертирующим входом этого ОУ.
Входной сигнал от звукоснимателя подается на разъем ХЗ. Выходной регулируемый по амплитуде сигнал снимается через разъем Х4, а нерегулируемый - через - Х2.
Назначение деталей:
• С9, С10 - разделительные конденсаторы;
• R6, R11, R12, - ограничивающие резисторы;
• С8, R7 - цепь предохраняющая схему от возможного самовозбуждения на ВЧ;
• R3, R4 - делитель напряжения смешения неинвертирующих входов обоих ОУ (IC2.1 и IC2.2);
• С7 - фильтр напряжения смешения для неинвертирующих входов IC2.1 и IC2.2;
• R5 - сопротивлением этого резистора определяется входное сопротивление каскада;
• R15 - регулятор напряжения сигнала на разъеме ХЗ;
• VD3, VD4, R13 -двухсторонний диодный ограничитель.
В схеме предусмотрено использование простейшего звукового эффекта, который включается с помощью SW1. При этом параллельно выходу подключается двухсторонний диодный ограничитель на диодах VD3 и VD4, глубина ограничения которого определятся сопротивлением резистора R13.