Всевозможные компактные мобильные мультимедийные устройства обычно имеют плохое качество звучания в громкоговорящем режиме, поскольку оснащены слишком миниатюрными динамическими головками, не способными из-за своих размеров и конструктивных особенностей обеспечить хорошее качество звука. Поэтому в домашних условиях такие аппараты, как карманные Flash-плееры, мобильные телефонные аппараты, фотоаппараты, видеокамеры, мобильные телевизоры для лучшего качества звука подключают к стационарной звуковоспроизводящей аппаратуре.

Если же такие устройства эксплуатируются в походных условиях, то для более громкого и качественного громкоговорящего звуковоспроизведения их можно подключить к мобильной активной акустической системе с автономным питанием.

 

Для построения УМЗЧ с низковольтным питанием можно применить интегральные микросхемы типа ТА7331Р производства фирмы Toshiba (рис.1).

 

 Максимальное напряжение питания этой микросхемы 5 В, максимальная рассеиваемая мощность 0,7 Вт, коэффициент гармоник не более 1% при выходной мощности 100 мВт. Максимальная выходная мощность 500 мВт на нагрузке сопротивлением 4 Ом при напряжении питания 4,5 В. Выпускается в корпусе SIP9-P2.54. На этих микросхемах можно создавать как обычные усилители с двухтактным выходным каскадом, так и мостовые. Для сборки одного канала мостового УМЗЧ потребуется два экземпляра такой микросхемы.

На рис.2 показана принципиальная схема одноканального мостового усилителя с питанием от аккумуляторной батареи, имеющей номинальное напряжение 3,6 В.

 

 Напряжение звуковой частоты поступает от внешнего источника сигналов на гнездо XS2 или на XS3. На гнезде XS3 сигналы стереоканалов суммируются через резисторы R1, R2.

С регулятора громкости R6 через разделительный конденсатор С5 сигнал звуковой частоты поступает на вход DA1 (вывод 1). Резистор R7 предотвращает установку регулятора громкости «на ноль», что полезно для устройств с автономным питанием, так как звучание устройства не позволяет забывать выключать его питание.

Коэффициент усиления по напряжению зависит от сопротивления резистора R16. Резисторы R13, R14 и конденсаторы С12, С14 - вольтодобавка.

Демпфируют выходы усилителей DA1, DA2, предотвращая самовозбуждение микросхем на ультразвуковых частотах, цепи R19C16 и R20C17. Конденсатор С2 предотвращает проникновение на вход усилителя радиочастот. Конденсаторы С15, С18, С19 - блокировочные по цепи питания микросхем. Для работы микросхем ТА7331Р в режиме мостового усилителя необходим источник энергии с малым внутренним сопротивлением, поэтому суммарная емкость этих конденсаторов выбрана относительно большой.

Для подзарядки аккумуляторной батареи применяется параметрический транзисторный стабилизатор напряжения +5 В. Напряжение питания 6...18 В постоянного тока или 5...13 В переменного тока поступает на гнездо XS1. Далее через предохранительный резистор R3 и диод Шотки VD1 напряжение питания поступает на узел стабилизатора напряжения. Конденсатор СЗ сглаживает пульсации выпрямленного напряжения при питании усилителя от источника переменного напряжения. Стабилитрон VD2 задает выходное напряжение стабилизатора. Полевой транзистор VT1 включен как генератор стабильного тока, что позволяет получить почти неизменное выходное напряжение во всем диапазоне рабочих входных напряжений. Транзисторы VT2, VT3 включены по схеме составного транзистора Шиклаи.

При подключении конструкции к источнику напряжения загорается светодиод HL1, который индицирует процесс зарядки аккумулятора. Светодиод HL2 светит при включении питания усилителя. При разрядке аккумулятора он начинает мигать на пиках громкости, а при понижении напряжения питания ниже 2,7...3,0 В погасает. Для предотвращения случайного включения питания усилителя применяется сразу два выключателя питания. Выключатель SA2 совмещен с регулятором громкости. Выключатель SA1 движковый с фиксацией положения. При замкнутых контактах обоих выключателей усилитель получает питание от аккумулятора. Если замкнуты контакты только SA2, то усилитель может работать в режиме малой громкости от внешнего источника напряжения. Если замкнуты контакты только SA1, то ток заряда аккумулятора G1 увеличивается. Диод Шотки VD1 работает не только как однополупериодный выпрямитель напряжения переменного тока, но и защищает устройство при переполю-совке полярности напряжения питания постоянного тока. Конденсатор С1 защищает диод Шотки от повреждения статическим электричеством.

Конструкция и детали

Большинство деталей усилителя смонтировано на плате размерами 71x43 мм (рис.3).

 

 Монтаж двусторонний с применением резисторов и конденсаторов для поверхностного монтажа. Постоянные резисторы типов С1-14, С1-14, С2-23, МЛТ, SMD любого удобного типоразмера соответствующей мощности. Регулятор громкости R6 -любой малогабаритный переменный резистор сопротивлением 4,7...22 кОм с выключателем питания. Неполярные конденсаторы типов К10-17, К10-50, SMD. Остальные конденсаторы - импортные аналоги К50-68, К53-19, К53-30. Конденсаторы С15, С19 должны быть установлены вблизи выводов питания микросхем.

Диод Шотки MBR0540T1 можно заменить 1N5819, SM5819, MBRS140T3, MBR150, 10BQ040, 10BQ060, 11DQ04, 11DQ06. Вместо диодов MUR120 подойдут любые из серий КД209, КД243, КД247, 1 N4001-1 N4007, UF4001-UF4007. Стабилитрон BZV55C-5V6 можно заменить 1N4734A, TZMC-5V6, BZX85C5V6RL, MZPY5.6RL, КС156Г, 2С156У1, 2С156Т1, 2С156Т9.

Светодиод RL50N-RD313 красного цвета свечения можно заменить любым с повышенной светоотдачей, например, на КИПД21Ж1-К, КИПД21Н-К, L-1503SRC/F, RL50N-HO313. Вместо светодиода DB5b-448ABD синего цвета свечения подойдет любой из DB5b-448ABCA, DB5-448ABD, ARL-5213UBC-10cd, ARL-5213UBC-8cd, AL-314B5C-A. Полевой транзистор КП103Ж1 можно заменить 2П103Б, 2П103БР, 2П103В, 2П103ВР, КП103Е, КП103ЕР, КП103К, КП103КР, КП103Л, КП103ЛР. Следует подобрать экземпляр с начальным током стока 1.. .3 мА. Если применить на месте VT1 транзистор серий КП303 или 2ПЗ0З, то максимальное входное напряжение может быть увеличено до 25 В. В этом случае полярность включения VT1 изменяют на противоположную, подойдут транзисторы КПЗОЗ с индексами А, Б, В, Ж, И. Вместо транзистора 2SB772 подойдет любой из серий КТ814, КТ816, КТ626, КТ639, КТ644. Транзистор 2SC2458 можно заменить КТР312, КТ315, КТ645, КТ6111, SS9013, SS9014, ВС547. Транзистор VT2 устанавливают на небольшой теплоотвод. Упомянутые транзисторы имеют отличия в типе корпуса и цоколевке.

В конструкции допускается применение только микросхем типа ТА7331 Р. Микросхемы типа ТА7331F для работы в этом устройстве непригодны.

Динамическая головка любая широкополосная с сопротивлением катушки 8 Ом мощностью от 1 Вт. Аккумуляторная батарея G1 литиевая емкостью 400... 1000 мА*ч или три последовательно включенных никель-металлогидридных аккумулятора. Резистором R17 можно установить желаемый ток зарядки аккумулятора. Конструкция была собрана в корпусе размерами 118x78x20 мм (см. фото в начале статьи).

Усилитель в режиме покоя потребляет ток 11 мА. При напряжении питания 3,5 В максимальный размах амплитуды выходного сигнала на подключенной нагрузке 8 Ом составляет 6 В. Реальная музыкальная выходная мощность около 0,2 Вт на нагрузке сопротивлением 8 Ом.

РА 10'2011

Литература

1.  Бутов А.Л. Малогабаритный универсальный УМЗЧ  на LA4183 // Радиоаматор.  -- 2010.  -№3-4. -С.21-24.

2.  Бутов А.Л. Миниатюрный звуковой пробник с сетевым питанием // Радиоаматор. - 2009. -№9. - С.2-4.

3.  Бутов А.Л. Карманный усилитель с аккумуляторным питанием // Радиоаматор. - 2010. -№12. -С.12-13.

 

Оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи