В ассортименте маломощных интегральных усилителей мощности звуковых частот (УМЗЧ) имеется много наименований ИМС отечественного и зарубежного производства. К наиболее часто употребляемым в своих разработках радиолюбителями относятся ИМС УМЗЧ так называемого «класса переносной аппаратуры», в частности, микросхема tba820m, которая обеспечивает довольно качественное для портативной аппаратуры воспроизведение звука.
Но для работы внутри помещения с хорошими акустическими системами усилителю необходимо все-таки добавить выходной мощности и расширить диапазон воспроизводимых частот в сторону нижних.
Для этого вполне подойдет УМЗЧ с использованием двух ИМС tba820m, включенных по мостовой схеме (рис.1).
Принципиальная схема усилителя приведена на рис.2. На вход УМЗЧ подается усиливаемый сигнал. Если на выходе источника сигнала имеется постоянная составляющая, на входе УМЗЧ нужно включить разделительный конденсатор (лучше неполярный) емкостью 1.. .2 мкФ.
Переменный резистор R1 выполняет роль регулятора громкости, с его движка сигнал через разделительный конденсатор С1 поступает на вход фазовращательного каскада, выполненного на транзисторе VT1 по схеме с разделенной нагрузкой. Конденсаторы С22, С23 устанавливаются при наличии радиопомех, конденсатор С21 создает тон-коррекцию (подъем высоких частот).
Резистором R2 задается начальное смещение на базе VT1, определяющее режим его работы. Питание предварительного усилителя осуществляется через RC-фильтр R7-C2-C25. На резисторах нагрузки R3 и R4 формируются противофазные сигналы, через разделительные конденсаторы СЗ и С4 поступающие на входы ИМС DA1 и DA2. Резистором R5 производится балансировка мостового УМЗЧ.
Коэффициент усиления ИМС определяется сопротивлением R6 для DA1 и R10 для DA2. Конденсаторы С6 и С14 являются разделительными, предотвращающими гальваническое соединение вывода 2 ИМС с общим проводом. С помощью резисторов R8 и R11 устанавливаются токи покоя DA1 и DA2. RC-цепочки R9-C12 на выходе DA1 и R12-C20 на выходе DA2 устраняют самовозбуждение УМЗЧ на ультразвуковых частотах.
Конденсаторы С11 и С19 элементы внутреннего фильтра пульсаций питающего напряжения. Для уменьшения связи ИМС через общий источник питания применены фильтрующие цепочки VD1-C7-C8 и VD2-C15- С16. Диоды VD1 и VD2 защищают усилитель от случайной переполюсовки питания. Конденсаторы С10 и С18 осуществляют коррекцию АЧХ в области верхних частот.
Через конденсаторы С9 и С17 осуществляется «вольтодобавка», позволяющая улучшить качество звука при больших уровнях выходного сигнала. Диапазон усиливаемых частот УМЗЧ составляет 20…20000 Гц с неравномерностью примерно ±1 дБ. Главным образом, это связано с отсутствием конденсаторов, через которые обычно подключается нагрузка (ВА1) к выходам микросхем.
Питание микросхем может осуществляться постоянным напряжением 3…16 В, ток покоя не превышает 10 мА. максимальная выходная мощность УМЗЧ — 4 Вт (при Unm=12 В). При выходной мощности 1 Вт коэффициент гармоник не превышает 0,4…0.8%, усиление каждой ИМС по напряжению (при указанных на схеме номиналах R6 и R10) составляет порядка 34 дБ, а уровень шумов, приведенный ко входу. — 3 мкВ. Потребляемый УМЗЧ ток в зависимости от питающего напряжения и выходной мощности приведен в таблице.
Усилитель собран на печатной плате, чертеж которой приведен на рис.3
Рис.4—схема расположения деталей.
На плате предусмотрено место для установки дополнительного конденсатора Сд в случае нестабильной работы усилителя на самых нижних частотах за счет паразитной связи через источник питания. Этот конденсатор может иметь емкость до 1000 мкФ и более. Все резисторы — МЛТ-0,125 (МЛТ-0,25) или аналогичные импортные Они монтируются вертикально. Оксидные конденсаторы — К50-16, К50-35 или импортные аналоги. Керамические конденсаторы применены с расстоянием между выводами 5 мм.
Для экранирования монтажа УМЗЧ в условиях сильных электромагнитных наводок плата выполнена из двустороннего стеклотекстолита. При этом каждая площадка общего провода со стороны проводников соединена с фольгой со стороны установки деталей проволочными перемычками. Где это удобно, можно просто пропаять с двух сторон платы соответствующий вывод детали (конденсатора или резистора). Отверстия, не соединенные с общим проводом, зенкуются со стороны установки деталей.
Разработанная монтажная плата является экспериментальной и содержит свободные площадки. В этих местах могут быть установлены детали предварительного УЗЧ, темброблока, дополнительного фильтра питания или стабилизатора. Смонтировав УМЗЧ и проверив правильность соединений, подключают к УМЗЧ динамическую головку или АС (с импедансом не менее 16 Ом).
Параллельно нагрузке (ВА1) включают милливольтметр переменного тока и подают на вход усилителя сигнал частотой 10… 100 Гц со стабильной частотой и амплитудой. Движком подстроенного резистора R5 устанавливают максимальное напряжение на выходе усилителя. Сигнал для настройки можно снять с движка потенциометра, подключенного к обмотке напряжением 3…7В маломощного понижающего трансформатора.
Если потребуется увеличить усиление УМЗЧ, этого можно добиться уменьшением сопротивлений R6 и R10 (обязательно одинаковых). Для оперативной регулировки усиления вместо постоянных резисторов R6 и R10 устанавливается сдвоенный переменный (его оба резистора включаются реостатами). Ручку этого резистора можно вывести на переднюю панель.
Максимальное усиление ИМС (при сопротивлении R6 и R10, равном нулю) составляет 75 дБ. Но при увеличении усиления увеличивается уровень шумов и растут искажения, что следует иметь в виду
Номинальное напряжение питания для стационарного усилителя — 12 В, его лучше стабилизировать. ИМС не требуют применения радиаторов, поэтому усилитель может быть выполнен как отдельный компактный блок или встроен в какую-нибудь конструкцию.
Для воспроизведения самых нижних частот звукового диапазона необходима акустическая система, которая может эти частоты воспроизводить. При воспроизведении нижних частот требуется применение развязывающих и фильтрующих конденсаторов большей емкости для сглаживания пульсаций инфразвуковых частот, возникающих в цепях питания.
Для стереофонической системы необходимы два одинаковых усилителя. Потенциометр R1 необходимо заменить на сдвоенный, для более плавной регулировки громкости его следует взять группы «В». УМЗЧ размещен в корпусе, выполненном из листового металла или фолегированного стеклотекстолита. На передней панели устанавливаются выключатель питания и регулятор усиления R1, на задней—разъем для подключения АС, соединитель питания и, возможно, держатель плавкого предохранителя.
Читайте также статьи: Усилитель для сабвуфера схема усилителя операционный усилитель
