Корректирующий усилитель звука для мультимедийных устройств

При подключении к телевизорам, компьютерным мониторам и активным акустическим системам различных мультимедийных устройств (DVD- и MPEG-4-плейеров, видеокамер, фотоаппаратов, планшетных компьютеров, электронных книг, навигаторов) для улучшения качества звука между цифровым источником сигнала и телевизором или иным бытовым прибором, содержащим УМЗЧ, желательно включить предварительный усилитель ЗЧ, с помощью которого можно быстро скор­ректировать тембр, громкость и стереобаланс звука.

Цифровые мультиме­дийные устройства показано на сайте, часто содержат встроенный программный эквалайзер для корректировки тембра, но обычно им неудобно пользоваться, поскольку “добираться” до него приходится через многоуровневые меню, которые неред­ко без инструкции ещё и затруднитель­но найти. Кроме того, “кнопочное” уп­равление параметрами звука имеет та­кой явно выраженный недостаток, как медлительность — время регулировки от одного крайнего значения до другого и обратно может доходить до 30 и бо­лее секунд, в то время как ручку пере­менного резистора можно повернуть туда-обратно за одну секунду.

Схема предварительного усилителя ЗЧ с электронными регулировками громкости, стерео баланса и тембра по высшим и низшим частотам представлена на рис. 1. По сравнению с пассивными регуляторами громкости и тем­бра такие регуляторы не требуют применения высококачественных сдвоенных переменных резисторов, можно вполне обойтись обычными одинарными, не обязательно также применять для регуляторов тембра переменные резисторы заданного сопротивления, снижаются требования к качеству экра­нирования. С другой стороны, аналоговые электронные регуляторы вносят больше искажений и больше “шумят”, чем пассивные регуляторы звука.

Вилку ХР1 подключают к источнику звуковых сигналов. Через трехобмо­точный дроссель 12, разделительные конденсаторы С4. С2 и RC-фильтры R8C5, R11С7 сигналы 34 поступают на входы интегральной микросхемы DA2 (AN5836), представляющей собой двух­канальный электронный регулятор громкости, баланса и тембра НЧ и ВЧ. Уровень громкости изменяют перемен­ным резистором R4 (резистор R1 огра­ничивает минимальную громкость), баланс стереоканалов — переменным резистором R2, тембр НЧ и ВЧ — соот­ветственно резисторами R20 и R21. Глу­бина регулировки громкости — около 45 дБ, тембра ВЧ и НЧ — примерно от -12 до +10 дБ. Конденсаторы СЮ, СИ, С18. С19 снижают чувствительность микросхемы DA2 к помехам. Напряже­ние питания поступает на переменные резисторы регуляторов через RC-фильтр R19C21. Микросхема DA2 питается ста­билизированным напряжением 12 В че­рез LC-фильтр L3C17C20.

Стереосигнал с выходов микросхемы DA2 через разделительные конден­саторы С15, С16 и RC-фильтры R15С22, R18C25 поступает на двухканальный телефонный усилитель мощности, выполненный на интегральной микросхеме DA3 (CD2025CP) Коэффициент усиления ее каналов по напряжению, зави­сящий от соотношения сопротивления резисторов R15, R22 (R18, R23), выбран относительно большим, таким, чтобы была возможность “раскачать” высоко­омные Hi-Fi стереотелефоны от самого слабого источника сигнала — карман­ного МР-З-плейера Конденсаторы С27, С28 — вольтодобавка. Демпфирующие цепи R24C30. R25C31 и конденсаторы С22. С25 препятствуют самовозбужде­нию микросхемы.

С выходов микросхемы DA3 через разделительные конден­саторы С32, СЗЗ и обмотки дросселя L4 стереосигнал по­ступает на гнезда XS2, XS3, к ко­торым можно подключить голов­ные телефоны, вход внешнего УМЗЧ, телевизора, компьютер­ного монитора. На каждое гнез­до выходной сигнал поступает через индивидуальные токоог­раничивающие резисторы R28, R29 и R30. R31. При необходи­мости число гнёзд для под­ключения звуковоспроизводя­щих устройств можно увеличить [1]. Резисторы R26. R27 необхо­димы для устранения щелчка при подключении к выходу на­грузки. если питание УНЧ вклю­чено ранее.

Коэффициент передачи по напряжению усилителя в целом при установленных на макси­мум регуляторах громкости и тембра на частоте 1000 Гц — около 25. Этого обычно доста­точно, чтобы согласовать между собой по уровням 34 выход мобильного устройства и вход 34 телевизора. На интегральной микросхеме DAI (KA78R12) собран стабили­затор напряжения 12 В Диод VD1 защищает устройство от подачи напряжения питания не­правильной полярности и. кроме того, позволяет питать конструк­цию от источника напряжения переменного тока. Отношение сопротивления резисторов R6. R7 выбрано таким, чтобы стаби­лизатор выключался, обесточи­вая нагрузку, при входном на­пряжении менее 9 В. Светодиод HL1 светит при наличии напря­жения питания.

Дроссель L1 снижает чувствительность уст­ройства к импульсным помехам, а также выполняет функцию плавкой вставки. Большинство деталей усилителя смонтированы на плате размерами 65×56 мм (рис. 2). Монтаж — двухсторонний навесной. Постоянные резисторы — С1-4. С1-14. С2-14. МЯТ указанной на схеме мощности рассея­ния. Переменные резисторы — СПЗ-4. СПЗ-ЗЗ. СПЗ-9а. СПЗ-96. СП4-1 или аналогичные малогабаритные им­портные сопротивлением 10…50 кОм. Их металлические экраны и валики движков соединяют с общим проводом (это необходимо для защиты микро­схемы DA2 от статического электри­чества). Оксидные конденсаторы — малогабаритные импортные аналоги К50-68, К53-19. К53-30. Конденсатор С1 — пленочный с номинальным на­пряжением не ниже 50 В. Конденсато­ры С6. С9. СИ — плёночные малогаба­ритные. С13, С14 — для поверхност­ного монтажа, остальные неполяр­ные конденсаторы — керамические К10-17, К10-50 или их аналоги. Конден­саторы С13. С14 установлены между выводами С12, а С17. С29 — в непо­средственной близости от выводов питания соответствующих микросхем.

При использовании резисторов и кон­денсаторов для поверхностного мон­тажа их после пайки приклеивают к монтажной плате моментальным цианакриловым клеем. Диоды TVR10G заменимы любыми из серий 1 N4001 — 1 N4007, UF4001 — UF4007. 1N4933GP— 1N4937GP. КД209. КД243, КД247. Вместо светодиода RL30N-YG414S зеленого цвета свече­ния подойдёт любой общего примене­ния непрерывного свечения.

Возможная замена микросхемы KA78R12 (DA1) – любая из ••78R12. Эту микросхему устанавливают на дюралюминиевый теплоотвод с площа­дью охлаждающей поверхности (одной стороны) не менее 10 см². Вместо мик­росхемы AN5836 подойдет AN5835, а вместо CD2025CP – ТЕА2025В (без дополнительного теплоотвода). Дрос­сели L1, L3 — промышленного изго­товления с ферритовыми Н-образными магнитопроводами. Сопротивле­ние обмотки первого из них должно быть в пределах 1…2 0м. второго — 10…20 Ом (при меньшем сопро­тивлении последовательно с обмоткой включают добавочный резистор). Дроссели L2. L4 — самодельные и представляют собой несколько витков монтаж­ного провода (L2 — экраниро­ванного). намотанных на кольце­вые магнитопроводы внешним диаметром 8.. 20 мм из низко­частотного феррита.

Усилитель звука собран в пласт­массовом корпусе размерами 82x68x47 мм (рис. 3) от свин­цово-кислотной аккумуляторной батареи напряжением 6 В для ручного фонаря. Лицевая панель и панель, на которой закреплены переменные резисторы, выреза­ны из листового полистирола толщиной 3 мм. Безошибочно изготовленный из исправных деталей усилитель начинает работать сразу и нала­живания не требует.

Для его пи­тания подойдет любой источник напряжения постоянного тока с выходным стабилизированным напряжением 10…28 В (напри­мер. описанный в [2]), нестабилизированным 13…28 В посто­янного тока или 9…20 В пере­менного тока, способного отда­вать ток в нагрузку не менее 0,12 А. Если усилитель будет питаться от собственного источ­ника. то в качестве понижающего трансформатора можно приме­нить, например, ТС6-2 (в этом случае диод VD1 следует заме­нить выпрямительным мостом).

При подключении усилителя к мобильным источникам сигнала с низковольтным аккумуляторным питанием (мобильный телефон, планшетный компьютер) их регулятор громкости устанавливают в положение максимального усиления, а в стационарных источниках — в положение, близкое к максимальному, в котором отсутствует перегрузка выходных каскадов (действующее значение выходного сигнала — около 0.2…0.5 В). Если предварительный усилитель предполагается встроить в какой-либо готовый УМЗЧ, например, в активные компьютерные колонки, то каскад на микросхеме может оказаться ненужным, в таком случае выходы микросхемы DA2 подключают к входу УМЗЧ через разделительные конденсаторы.