Активная АС в абонентском громкоговорителе

Рейтинг:  0 / 5

Подробности

Категория: УМЗЧ на микросхемах

Опубликовано: 06.02.2019 12:34

Просмотров: 2077

А. Бутов, с. Курба Ярославской обл.
прошлом веке большинство советских семей часто пользовались услугами проводного радиовещания, для которого отечественная промышленность выпускала абонентские одно-и трёхпрограммные громкоговорители. В настоящее время такой способ передачи программ постепенно прекращает своё существование. Ставшие ненужными абонентские громкоговорители можно переоборудовать для других целей. В наличии оказался произведённый в 1971 г. однопрограммный абонентский громкоговоритель ГА-III "Этюд" (ГОСТ 5961-66), предназначенный для проводной радиосети напряжением 30 В. У громкоговорителя был целый пластмассовый корпус размерами 242x137x72 мм, динамическая головка неисправна, отсутствовали регулятор громкости и трансформатор. На основе уцелевшего корпуса было решено изготовить активную акустическую систему, совмещённую с зарядно-питающим устройством для мобильных устройств. Схема устройства показана на рис.1

. Эта активная АС рассчитана на электропитание тремя способами: от электросети переменного тока 230 В, от встроенной Ni-Cd аккумуляторной батареи напряжением 9,6 В, от внешнего источника постоянного тока напряжением 8...20 В. Напряжение сети поступает на первичную обмотку трансформатора Т1 через замкнутые контакты выключателя SA1, плавкую вставку FU1 и резистор R1. Варисторы RU1 и RU2 защищают первичную обмотку понижающего трансформатора от повреждений при повышенном напряжении сети. Напряжение вторичной обмотки (около 11В) через самовосстанавливающийся предохранитель FU2 поступает на мостовой выпрямитель на диодной сборке VD1. Конденсатор С10 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. Индикатор подключения сети 230 В — светодиод HL2.
На микросхеме DA2 выполнен линейный стабилизатор напряжения +5 В, который предназначен для питания и зарядки аккумуляторных батарей различных мобильных устройств током до 0,5 А. Резистор R15 уменьшает рассеиваемую на микросхеме DA2 мощность. Встроенная Ni-Cd аккумуляторная батарея GB1 заряжается через диод VD2 и токоограничивающий резистор R17, если замкнуты контакты выключателя SA3.1.
Усилитель мощности 3Ч выполнен на интегральной микросхеме TDA1905 (DA1). Микросхема представляет собой экономичный малошумящий одноканальный усилитель мощности звуковой частоты с однополярным питанием и выходной мощностью до 5 Вт при коэффициенте нелинейных искажений около 0,1 %. Согласно документации на эту микросхему, её напряжение питания может быть в интервале 4...30 В, однако применённый в этой конструкции экземпляр без заметных на слух искажений работал при напряжении 6,5 В и более. Но в этом есть плюс и минус. Плюс заключается в том, что уменьшается вероятность глубокой разрядки встроенной аккумуляторной батареи. Минус в том, что становится невозможным питание конструкции от распространённых внешних источников с выходным напряжением 5 В.
Напряжение звуковой частоты подают на штекер ХР2. Гнёзда XS1, XS2 — "тюльпаны", их можно использовать как повторитель сигнала, переходник-удлинитель или как микшер. Если ХР2 и XS1, XS2 будут одновременно подключены к активным работающим низкоомным выходам звуковоспроизводящих аппаратов, уровень сигналов от каждого из них будет понижен вдвое. На регулятор громкости R10 сигналы 3Ч поступают через сумматор на резисторах R7 и R8.
С подвижного контакта регулятора громкости — резистора R10 сигнал 3Ч через разделительный конденсатор С5 поступает на неинвертирующий вход (вывод 8) микросхемы DA1. Коэффициент усиления по напряжению зависит от соотношения сопротивлений резисторов R12 и R11: чем больше сопротивление R12, тем больше усиление. Конденсатор С11 подключён к цепи вольтодобавки. Цепь R16C16 предотвращает самовозбуждение УМЗЧ на ультразвуковых частотах. Нагрузка УМЗЧ — динамическая головка ВА1, подключённая к нему через разделительные конденсаторы С17 и С18. Ток покоя УМЗЧ при напряжении питания 12В — 19 мА.
Если устройство подключить к сети 230 В, УМЗЧ питается нестабилизированным напряжением 10...15 В через замкнутые контакты К1.1 и выключательSA2. Если сеть отключена и контакты переключателя SA3 находятся в показанном на схеме положении, УМЗЧ питается от напряжения поступающего на гнездо XS3. Если положение переключателя SA3 противоположное, УМЗЧ питается от встроенной аккумуляторной батареи GB1. Диод Шотки VD4 защищает УМЗЧ от неправильной полярности напряжения питания. Возможность отключения встроенной аккумуляторной батареи с помощью выключателя SA3.1 актуальна при частом питании устройства от сети 230 В, чтобы избежать ненужных подзарядок батареи.
Большинство деталей источника питания размещены на макетной плате размерами 96x56 мм (рис. 2). УМЗЧ смонтирован на плате размерами 45x56 мм (рис. 3).


Резистор R1, вари-сторы RU1, RU2 и плавкая вставка FU1 установлены на плате размерами 40x53 мм. Монтаж у всех плат — двухсторонний навесной. Выключатель SA1 — клавишный, он установлен в разрыв одного провода сетевого кабеля питания. Динамическая головка — импортная широкополосная с сопротивлением звуковой катушки 8 Ом, мощностью 5 Вт и высоким КПД, диаметр подвижной части диффузора — 110мм. С такой динамической головкой звучание устройства получилось значительно качественнее и громче, чем у многих малогабаритных ЖК и кинескопных телевизоров. При потребляемом УМЗЧ токе всего около 100 мА звуковой сигнал уже можно охарактеризовать как очень громкий, на фоне которого не слышно вызывных сигналов мобильных телефонных аппаратов. Можно применить динамические головки ЗГДШ-8-8, 4ГДШ-3, 6ГДШ-5-8.
Трансформатор питания Т1 применён доработанный. Был использован выходной трансформатор ТВ-ЗШ, который является выходным в усилителях 3Ч ламповых и лампово-полупроводниковых отечественных телевизоров. Этот трансформатор работает в выходных каскадах, собранных на пентодах 6П14П-(К), 6П15П, 6П18П. У трансформатора была перемотана вторичная обмотка, она стала содержать 170 витков провода ПЭВ-2 0,56. Первичная обмотка оставлена прежней — 3000 витков.
Вид на компоновку узлов в корпусе показан на рис. 4.

Переменный резистор — СПЗ-ЗОК, совмещённый с выключателем питания, обе группы контактов соединены параллельно, можно также применить переменный резистор СПЗ-12. Металлический экран переменного резистора электрически соединён с минусовым выводом конденсатора С9. Резистор R1 — импортный невозгораемый, подойдёт Р1-7. Резистор R17 — проволочный С5-37. С таким резистором время полной зарядки встроенной аккумуляторной батареи — около 35 часов, если требуется более быстрая зарядка, на место R17 устанавливают такой же резистор сопротивлением 47 или 51 Ом. Остальные резисторы — МЛТ, РПМ, МОН, С1-14, С2-23, С2-33 или аналоги. Резистор R20 — для поверхностного монтажа, он припаян непосредственно к соответствующим контактам гнезда XS4. Варисторы RU1 и RU2 применены от компьютерных АТХ блоков питания, их можно заменить двумя последовательно включёнными FNR-10K241, FNR-14K241, FNR-20K241
или одним варистором SVC471-14, FNR-20K471, FNR-14K471, MYG-20K471, FNR-20K471, FNR-14K471, GNR20D471K, LF14K471U, TVR14471. Оксидные конденсаторы — импортные, причём конденсатор С2 — оксидный неполярный К50-51 или импортный аналог, остальные — плёночные или керамические на номинальное напряжение не менее 25 В.
Диодный мост 2КРВ06М можно заменить любым из серий 2КРВ01—2КРВ05, RC201—RC207, RS201—RS207, 2W01G— 2W1OG или аналогичными с допустимым током 2 А. Взамен диода Шотки S30D40C (сборка) можно установить любой из 1N5822, SR306, SR506, SB540, SRAF560, SBL2060, MBRS360T3, MBRD660CT, MBR360, MBR1060, 30BQ040. Диоды 1N4003 можно заменить любыми из серий 1N4001 — 1N4007, UF4001— UF4007, BYT52A— BYT52M, КД208, КД243. Светодиоды RL50N-YG413 (зелёного свечения) и RL50N-SR113 (красного свечения) могут быть заменены любыми аналогичными с повышенной яркостью, например, из серий КИПД21, КИПД40, КИПД66. Микросхему AN78M05 можно заменить любой из серии ххх78М05. Микросхема TDA1905 установлена на ребристый дюралюминиевый теплоотвод площадью охлаждающей поверхности 30 см2. Она может быть заменена на TDA1904 и должна быть установлена на теплоотвод площадью 20 см2. Кроме того, к её выводам 9—16 большим количеством припоя припаян П-образный теплоотвод из двух отрезков медной проволоки длиной по 10 см и диаметром 1,2 мм.
Аккумуляторы (8 шт.) — Ni-Cd ёмкостью 1,2 А-ч, изначально предназначенные для питания ручного электроинструмента. Из некоторого числа этих аккумуляторов были отобраны наилучшие по наибольшей ёмкости и наименьшему внутреннему сопротивлению. Можно использовать аналогичные Ni-Cd, Ni-MH, Fe-Cd аккумуляторы. Реле К1 — JC1-12V-FAJC1311F. Оно надёжно срабатывает при напряжении 7 В, а отпускает при 2,5...5 В, сопротивление обмотки — 396 Ом. Можно применить реле D024-WB45, JB1-12V-AJB1311, TRD-12VDC-SB-CL, 899B-1CH-F-CM03, RAS-1215 или аналогичные. Если сопротивление обмотки реле значительно отличается от указанного, может потребоваться подборка резистора R13. Предохранитель FU2 — полимерный самовосстанавливающийся, подойдёт низковольтный на ток срабатывания 1,35...1,85 А, например, MF-R135, MF-R160, LP30-160. Переключатель SA3 с двумя группами контактов на переключение и с потайной клавишей — от переключателя рабочего напряжения компьютерного AT (ATX) блока питания.
Контакт 4 гнезда XS4 (USB-A) должен быть непосредственно соединён с минусовым выводом конденсатора С13. Все входные сигнальные цепи выполнены экранированными проводами. Узлы конструкции к корпусу устройства крепятся проволочными хомутами, двухсторонней липкой лентой, клеем "Квинтол-люкс", растворённым в ацетоне полистиролом и термоклеем. Взамен картонной задней крышки с вентиляционными отверстиями диаметром 9,5 мм изготовлена такая же по размеру пластмассовая из полистирола толщиной 3 мм с 120 отверстиями диаметром 2 мм. Если предполагается использовать это устройство на природе, следует предусмотреть защиту от насекомых, заклеив отверстия тканью с крупной ячейкой. Масса устройства в сборе — 1,8 кг. Потребляемая от сети 230 В мощность в режиме максимальной громкости — около 4 Вт при отсутствии других нагрузок. Безошибочно изготовленное из исправных деталей устройство начинает работать сразу и не требует налаживания. Внешний вид собранного устройства показан на рис. 5.

Активная акустическая система
ВЭФ - акустическая система для ПК
УМЗЧ для компьютера и комплектующие для него от магнитофона
Узлы ламповых усилителей класса Hi-End (часть 1)