Андрей Бутов, с. Курба, Ярославской обл.

Для модернизации устаревшей радиоаппаратуры, улучшения качества звука компактных телевизоров и активных компактных акустических систем, а также как встроенный в компьютер модуль можно собрать несложный двухканальный усилитель мощности звуковой частоты на интегральных микросхемах.

Этот усилитель при напряжении питания 12 В в режиме работы без ограничения амплитуды выходного сигнала выдает реальную выходную музыкальную мощность около 1,6 Вт на нагрузке сопротивлением 4 Ом. Коэффициент нелинейных искажений около 0,2% при выходной мощности 1 Вт на канал. Усилитель оснащен светодиодным индикатором уровня выходной мощности.

Принципиальная схема устройства показана на рис.1.

 

Функционально усилитель состоит из трех узлов:

•  усилителя мощности звуковой частоты DA1, который собран на интегральной микросхеме типа KIA6283K;

•  узла стабилизатора напряжения, собранного на VT1;

•  светодиодного индикатора уровня выходной мощности DA2, собранного на специализированной микросхеме KIA6966S.

Стереосигнал звуковой частоты поступает на регулятор громкости R3 через RC-фильтры R1C1 и R2C2. С подвижных контактов R3 через LC-фильтры L1C7 и L2C8 сигналы поступают на не инвертирующие входы DA1. Регулятор баланса стереоканалов выполнен на переменном резисторе R7, который управляет усилением DA1: чем больше усиление первого канала, тем меньше второго, и наоборот. Коэффициент усиления по напряжению DA1 зависит от соотношения сопротивления встроенного в DA1 резистора сопротивлением 20 кОм к суммарному рабочему сопротивлению встроенного резистора сопротивлением 30 Ом и резисторов R9 (R10), R5 (R8), R7. При среднем положении движка переменного резистора R7 усиление DA1 по напряжению для обоих каналов будет около 80. Резисторы R5 и R8 обеспечивают относительную работоспособность усилителя при плохом контакте с резистивным слоем подвижного контакта R7.

RC- и LC-фильтры на входе усилителя препятствуют проникновению на вход DA1 радиочастот, например, от мощных радиостанций, мобильных телефонных аппаратов. С этой же целью установлены двухобмоточные дроссели L3, L4, L5.

Конденсаторы С16, С17 - вольтодобавка, увеличивают размах амплитуды выходного сигнала, который при напряжении питания 14 В составляет около 13В.

Демпфирующие цепочки R16C20 и R15C21 препятствуют самовозбуждению усилителя на ультразвуковых частотах. Нагрузки подключаются к усилителю через разделительные конденсаторы С22-С24. К гнезду XS3 можно подключить стереонаушники. Для отключения акустических систем можно установить кнопку с двумя группами контактов, рассчитанными на ток не менее 1 А.

Микросхема KIA6283K способна рассеивать мощность до 12,5 Вт, диапазон ее питающих напряжений 6... 15 В, максимальная выходная мощность 4,6 Вт на канал (при напряжении питания 12 В). Функциональная схема микросхемы KIA6283K показана на рис.2.

 

На микросхеме DA2 типа KIA6966S собран узел индикатора выходной мощности усилителя. Эта микросхема имеет только один канал индикации, поэтому сигналы на ее вход с выходов DA1 подаются через сумматор R11, R12.

Чувствительность индикатора регулируют подстроечным резистором R13. При увеличении уровня выходного сигнала светодиоды включаются последовательно от HL2 до HL6. Светодиод HL1 обозначает начало шкалы и светит постоянно. Узел индикатора выходной мощности питается напряжением около 6,8 В от параметрического стабилизатора напряжения, собранного на VT1, VD1, R4, СЗ, R6, С6, С12. Резистор R18 уменьшает рассеиваемую DA2 тепловую мощность.

Резистор R20 понижает яркость свечения «красного» светодиода HL6. Функциональная схема микросхемы KIA6966S показана на рис.3.

 

При настройке чувствительности индикатора движок подстроечного резистора R13 устанавливают в такое положение, при котором HL6 будет иногда мигать при работе усилителя на номинальной выходной мощности - наблюдаемые на дисплее осциллографа ограничения амплитуды выходного сигнала отсутствуют. Настройку производят при том же напряжении питания, при котором будет эксплуатироваться устройство.

Диод VD2 защищает устройство от переполю-совки полярности напряжения питания. Ток покоя устройства составляет около 60 мА при напряжении питания 14В.

Конструкция и детали

Устройство было собрано на монтажной плате размерами 113x75 мм (рис.4).

 

 Постоянные резисторы типов МЛТ, ОМЛТ, С1-4, С2-23 или аналогичные. Переменные резистор R3 -- сдвоенный СПЗ-33-23. Переменный резистор R7 типа СПЗ-33-32, СПЗ-4, СПЗ-З0а, этот резистор должен иметь безупречное качество. Неполярные конденсаторы К10-17, К10-50, К73-17 или малогабаритные импортные. КонденсаторС15 устанавливается в непосредственной близости от выводов питания DA1. Остальные конденсаторы оксидные типов К50-24, К50-29, К50-35, К50-68 или их импортные аналоги. Вместо установленных параллельно пар конденсаторов С14, С15; С22, С23; С24, С25 можно установить по одному емкостью 2200...3300 мкФ.

Вместо диода КД226А можно установить любой из КД226, КД411, КД257, 1 N5400-1 N5408. Вместо стабилитрона 1N4737A подойдут TZMC-7V5, КС175А, 2С175А, 2С175Ж, Д814А.

Транзистор VT1 можно заменить любым из серий КТ646, КТ815, КТ817, КТ961, 2SC2331, 2SC2500. Коэффициент передачи тока базы этого транзистора должен быть не менее 80.

Светодиоды HL1-HL4 зеленого цвета свечения, HL5 желтого, HL6 красного. Можно установить любые светодиоды, желательно с повышенной светоотдачей, например, из серий L-1503, L-1513, КИПД40, КИПД66. Более эффектно будут смотреться светодиоды прямоугольной формы, например, серии L-383: зеленые L-383SGWT, желтый L-383YGT, красный L-383SRDT. Дроссели L1, L2 представляют собой ферритовые трубки, сквозь которых проходит проводник. Дроссели L3-L5 одинаковые, намотаны сдвоенным многожильным монтажным проводом по 2-4 витка на кольцах диаметром 12...22 мм из низкочастотного феррита.

Микросхема KIA6283K должна быть установлена на дюралюминиевый или латунный, медный теплоотвод. Площадь охлаждающей поверхности теплоотвода должна быть достаточной, чтобы при работе усилителя в режиме максимальной выходной мощности температура корпуса микросхемы не поднималась выше 60...70°С. Под теплоотводом, для лучшей вентиляции, в монтажной плате просверлены отверстия диаметром 6 мм.

Разводка силовых и сигнальных цепей общего провода должна быть тщательно продумана -выводы 6 и 9 DA1, а также соответствующие выводы R15, R16, L4, L5 подключаются к одной точке - соответствующим выводам конденсаторов С13, С14.

Конденсаторы С1, С2 монтируют на выводах переменного резистора. Резисторы R1, R2 монтируют на выводах сигнального гнезда. Провода, идущие к регулятору громкости и регулятору стереобаланса, должны быть экранированы. При подключении к выходу усилителя акустических систем соблюдайте правильную фазировку подключения динамических головок. Если вы изготовили этот усилитель для замены старого маломощного усилителя в небольшом телевизоре, радиоприемнике, то не забывайте о том, что потребляемый от источника питания ток увеличится, также может потребоваться установка более мощных динамических головок, например, NY5090-40 (8 Ом, 8 Вт), 15S11B (8 Ом, 15 Вт), S08F05 (4 Ом, 3 Вт). Учитывайте, что на большинстве типов современных динамических головок указана максимальная кратковременная мощность, а недолговременная. Для того чтобы компенсировать возросшую потребляемую аппаратом мощность от источника питания, для устройств с импульсным блоком питания обычно достаточно установить силовой транзистор источника питания или соответствующую микросхему на более эффективный теплоотвод. Для устройств с линейными блоками питания может потребоваться замена силового трансформатора более мощным.

Для питания этого усилителя можно применить устройства, собранные по схемам [1-2].

РА 11 '2011

Литература

1. Бутов А.Л. Мощный экономичный блок питания с импульсным стабилизатором // Электрик. -2010.-№7-8.-С.60-63.

2.  Бутов А.Л. Экономичный источник питания для компактных УМЗЧ // Радиоаматор. - 2011. -№1.-С.18-19.

 

Оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи