Популярная в 70-80-х годах прошлого столетия ИМС К174УН7 является одноканальным УМЗЧ с однополярным питанием и максимальной выходной мощностью 4,5 Вт [1, 2]. Эта микросхема была распространена в трактах УЗЧ отечественных полупроводниковых телевизоров, в переносной и стационарной звуковоспроизводящей аппаратуре, а также в качестве генератора пилообразного напряжения в узлах кадровой развертки черно-белых телевизоров.
К настоящему времени эта микросхема по многим параметрам устарела, и радиолюбители используют ее весьма редко. В популярной литературе уже рассказывалось о различных вариантах применения микросхемы К174УН7. Например, на этой ИМС можно создавать преобразователи напряжения, генераторы звуковой частоты, стабилизаторы постоянного напряжения [3] и другие устройства.
Между тем, если использовать две микросхемы К174УН7 (аналог TBA810S), то можно построить несложный мостовой усилитель мощности звуковой частоты, что позволит получить большую выходную мощность на той же нагрузке и при одинаковом напряжении питания. При сборке этого усилителя для чистоты эксперимента использовались исключительно отечественные компоненты, извлеченные из старой аппаратуры.
Эксперимент увенчался полным успехом: на создание конструкции не было затрачено ни одной копейки. Русский вызов всемирному финансовому кризису! Входной сигнал звуковой частоты через регулятор громкости R1, разделительный конденсатор С1 и резистор R2 поступает на базу транзистора VT1. С выводов эмиттера и коллектора этого транзистора снимаются сигналы звуковой частоты, сдвинутые по фазе на 180° относительно друг друга.
Такой способ получения противофазных сигналов более выгоден, чем получение противофазного сигнала из выходного напряжения одного плеча мостового УМЗЧ. Коэффициент передачи по напряжению каскада на VT1 — около 1. Через разделительные конденсаторы С4, С5 противофазные сигналы поступают на входы микросхем УМЗЧ DA1 и DA2. Коэффициент усиления по напряжению каждой микросхемы зависит от сопротивления резистора, подключенного к выводу 8.
Чем больше сопротивление R10 и R11 (должны быть одинаковы), тем меньше усиление микросхем. В этом УМЗЧ усиление ИМС снижено примерно втрое по сравнению с типовой схемой включения. что положительно сказывается на уменьшении вносимых усилителем искажений.
Сигнал с выходов ИМС поступает на динамическую головку через цепочку разделительных конденсаторов С21 …С23. Эти конденсаторы необходимы из-за того, что постоянное напряжение на выводах 16 микросхем DA1 и DA2 может быть не одинаковым. В моем варианте разность напряжений составила 50 мВ. При такой постоянной составляющей подключать динамическую головку к выходу УМЗЧ напрямую нежелательно, поэтому и использованы разделительные конденсаторы.
Диоды VD2, VD3 защищают конденсаторы С21, С22 от обратного напряжения, что значительно увеличивает срок службы аналога неполярного конденсатора. Конденсаторы С19, С20 — вольтодобавка, С12, С13 — фильтры питания. Демпферная цепь для каждой ИМС индивидуальная — R14-C17 и R15-C24. Диод VD1 защищает усилитель от переполюсовки напряжения питания, конденсаторы С6, С7, С8, С11 —блокировочные по цепи питания.
Цепочка R7-C3 — фильтр питания фазоинвертирующего каскада.Устройство собрано на плате размерами 125×70 мм навесным способом. При сборке усилителя следует уделить особое внимание разводке силовых и сигнальных цепей. Выводы микросхем 1, 11, 14, и соответствующие выводы элементов С12, С13, С17, С24 должны быть припаяны отдельными проводниками к соответствующим выводам конденсатора С6.
Конденсаторы С8, С11 припаивают со стороны соединений непосредственно к выводам питания микросхем. Выводы 11 и 14 микросхемы DA1 соединяются максимально короткими проводниками с аналогичными выводами DA2. Микросхемы К174УН7 устанавливают на теплоотводы из дюралюминия. Желательно, чтобы температура корпуса ИМС при работе усилителя на максимальной мощности не превышала 60°С.
При большей температуре надежность этих ИМС резко падает. Можно использовать один общий теплоотвод для обеих ИМС. В схеме использованы микросхемы К174УН7, в которых выводы 4..6 и 12… 14 отсутствуют. Если вместо К174УН7 применить микросхему К174УН9А (Б) выпуска до 1989 года, то максимальное напряжение питания усилителя можно увеличить до 18 В. Выходная мощность УМЗЧ с такими ИМС будет больше, а искажения меньше.
Более поздние микросхемы К174УН9 имеют другую схему включения, аналогичную К174УН14 (TDA2003). Вместо транзистора КТ3102В можно применить любой из серий КТ3102, КТ645, КТ6111, SS9014. Диоды КД208А можно заменить любыми из серий КД208, КД243. КД247, КД257, 1 N4001… 1 N4007. Вместо оксидных конденсаторов К50-35 можно использовать аналогичные импортные, обычно имеющие меньшие габариты.
Конденсатор С23 — неполярный, К50-16, К50-51 или подходящий пленочный из серии К73. Конденсаторы С2, С8, С11 — керамические К10-7, К10-17, КМ-5. Остальные неполярные — К73-9, К73- 17, К73-24. Конденсаторами этих типов можно заменить оксидные С4, С5 — их емкости 0,15. ..0,33 мкФ будет достаточно. Использовать на их месте керамические конденсаторы нежелательно из-за возможного микрофонного эффекта.
Постоянные резисторы можно использовать малогабаритные, любого типа. Мощность резисторов R14, R15 должна быть не менее 0,5 Вт. Для проверки работоспособности изготовленного усилителя используют осциллограф и генератор звуковых сигналов. При подключенной реальной нагрузке без входного сигнала убеждаются в отсутствии возбуждения на ВЧ обеих микросхем.
Косвенным признаком наличия высокочастотного возбуждения служит нагрев микросхем при отсутствии сигнала. Далее на вход усилителя подают синусоидальный сигнал. На выходе каждой ИМС должна быть чистая, неразмазанная синусоида. Проверку производят, изменяя напряжение питания (от 5 до 15 В) и входной сигнал от минимального до максимального (близкого к ограничению выходного сигнала).
Косвенным признаком неудачной разводки цепей питания могут быть высокочастотные всплески напряжения амплитудой до 2…4 В на конденсаторе С6. При нормальной работе усилителя от стабилизированного блока питания пульсации напряжения на С6 не превышают 100…200 мВ, паразитные выбросы отсутствуют. При напряжении питания 12 В амплитуда неискаженного синусоидального сигнала на выходе усилителя достигает 21 …22 В.
Ток покоя усилителя при напряжении питания 12В — около 25 мА. К выходу усилителя можно подключать акустическую систему или динамическую головку сопротивлением не менее 4 Ом (при напряжении питания до 10 В). При большем напряжении питания нагрузку лучше взять сопротивлением не менее 8 Ом.
При испытаниях мостовой усилитель показал весьма хорошее качество звучания. Его с успехом можно использовать в квартирных звонках, устройствах сигнализации и голосовой связи, а также для усовершенствования старой звуковоспроизводящей аппаратуры и даже при разработке новой. Мостовые усилители можно собирать и на других микросхемах серии К174.
