ДУЭТ СХЕМ ДЛЯ УМЗЧ

Аналоговая микросхема К176ХА10 разрабатывалась как комбинированная, содержащая стандартный усилитель мощности звуковых частот (УМЗЧ) и давно уже взята радиолюбителями на вооружение. При напряжении питания 9 В она развивает мощность 0,7 Вт на выходе, но… В рекомендуемом фирмами-изготовителями варианте включения К176ХА10 имеется внушительный по размерам и стоимости (с условием воспроизведения «басов») оксидный конденсатор, надежность которого по современным меркам оставляет желать лучшего.

К тому же этот элемент емкостью в сотни тысяч мкФ «грешит», как выяснилось, склонностью к созданию (при определенных условиях и продолжительной эксплуатации) специфических шумов и помех. Вдобавок — высыхает и, работая в сильнотоковом проходном режиме последовательно с нагрузкой, является причиной отказов. Несколько снижают надежность и оксидные конденсаторы, применяемые в других цепях названного усилителя.

Разработанное мною техническое решение позволяет напрочь избавиться от указанных выше недостатков. Суть его — в применении еще одной К176ХА10 и малошумящего транзистора (см. рис.). При этом УМЗЧ становится двухтактным, мостовым. Уменьшается коэффициент искажений, вдвое увеличивается выходная мощность, выравнивается амплитудно-частотная характеристика всего усилителя.

Двухмикросхемный УМЗЧ несложен в сборке и практически не нуждается в отладке (уточнение номинала для режимозадающего резистора R2, что называется, не в счет), а потому может быть рекомендован для самостоятельного изготовления даже начинающим радиолюбителям. Ввиду небольшого энергопотребления и, соответственно, малой рассеиваемой мощности он легко обходится без принудительного отвода тепла. То есть применение радиаторов на микросхемах здесь не является обязательным. Отсюда — небольшие габариты и мизерная масса, позволяющие легко встраивать такой УМЗЧ в сувенирные «говорящие» игрушки, плейеры, электромузыкальные инструменты или, наоборот, использовать как дополнительный каскад при усилении сигналов с линейных аудиовыходов различной аппаратуры.

В любом случае устройство при правильной эксплуатации не подведет. Входное напряжение звуковой частоты (например, с электромагнитного датчика музыкального инструмента или, скажем, с электретного микрофона) поступит на переменный резистор R1. Разумеется, если на выходе источника сигнала предусмотрено присутствие постояннотоковой составляющей, то во избежание гальванической связи придется побеспокоиться о дополнительном вводе разделительного неполярного конденсатора емкостью 1 мкФ, условно не показанного на принципиальной электрической схеме. Ну а дальше — дело за самим усилителем.

Часть поступающего на УМЗЧ сигнала снимается с ползунка переменного резистора R1, через разделительный конденсатор С2 подается на базу полупроводникового триода VT1 и усиливается им. Конденсатор С1 служит для «подчеркивания» верхних звуковых частот и может подключаться при необходимости дополнительным тумблером или отсутствовать вовсе.

Выделяемые на эмиттерной и коллекторной нагрузках транзистора VT1 противофазные сигналы поступают на входы микросхем DA1 и DA2. После соответствующего усиления электрические колебания звуковой частоты подаются на динамическую головку ВА1 или акустическую 4—16-омную систему, где и преобразуются в звук.

Принципиальная электрическая схема простого и надежного усилителя мощности звуковых частот с транзисторным фазовращателем, печатная плата и условное обозначение монтируемых на ней радиодеталей

Теперь несколько кратких сведений о назначении других деталей и узлов данной разработки. Конденсаторы С3 и С4 разделяют по постоянному току электрические цепи, С5 и С6 защищают входы микросхем от радиочастотных наводок, С7 и С8 устраняют отрицательную обратную связь в соответствующих микросхемах, С9 выравнивает нагрузку УМЗЧ в области ультразвука, а С10 — С14 служат развязкой по питанию. Потенциометр R1 играет роль регулятора громкости, резистор R2 определяет режим работы транзистора VT1 по постоянному току; R3 и R4 являются нагрузками вышеназванного полупроводникового триода, соответственно, в коллекторной и эмиттерной цепях, R5 — балансировочный «подстроечник», а резистор R6 выполняет функции нагрузки для ультразвуковых колебаний.

Для монтажа УМЗЧ используется печатная плата размерами 60x50x1,5 мм из односторонне фольгированного стеклотекстолита, которая помещается в подходящем по размерам корпусе. Последним может служить коробочка с крышкой, спаянная из полосок фольгированного стеклотекстолита, — в этом случае осуществляется и экранировка УМЗЧ. Технология изготовления таких конструкций неоднократно излагалась на страницах «Моделиста-конструктора» (см., например, обстоятельную публикацию в № 2’99 журнала). Вполне приемлема в качестве корпуса и пластмассовая «мыльница» (естественно, экранировка здесь будет отсутствовать).

В стереоварианте рекомендуется в одном корпусе размещать сразу два УМЗЧ. Входные и выходные гнезда, разъемы и клеммы для подсоединения электропитания, а также регулятор громкости обычно располагают на его стенках. Электрические соединения блоков и узлов выполняют, как правило, пайкой, с продуманным использованием лепестков и ламелей, имеющихся на самих деталях. Не возбраняется и монтаж «накруткой» (материал о нем см. в № 4 журнала «Моделист-конструктор» за минувший год).

Можно также выполнять межблочные соединения с использованием многоконтактных микроразъемов, позволяющих при необходимости оперативно менять состав УМЗЧ. Например, как это зачастую практикуется для комбинированной активной акустической системы, где каждый усилительный канал работает на свою нагрузку.

Проверка УМЗЧ, смонтированного и подключенного к источнику электропитания, проста: на прикосновение ко входу металлическим предметом (например, лезвием отвертки) динамик или акустическая система должны откликнуться низкотональным звуком — наводкой переменного тока. При этом регулятор громкости R1 должен находиться в верхнем (согласно принципиальной электрической схеме) положении.

Затем, подав 10—100 Гц со звукового генератора или воспользовавшись той же наводкой переменного тока, подключают к выходу УМЗЧ (параллельно динамической головке или акустической системе) авометр — в режиме измерения переменного напряжения с пределом 1—1,5 В. Перемещая ползунок подстроечного резистора R5, устанавливают максимальное выходное напряжение. И все: можно смело запускать в эксплуатацию самодельный УМЗЧ.

Выбор для отбора здесь достаточно широкий: микросхемы К174ХА10 или их аналоги — А283, R283, TDA1083 (автор применял А283D); постоянные резисторы МЛТ-0,25 и им подобные: «подстроечник» СПЗ-38; постоянные неполярные конденсаторы КМ; оксидные полярные К50-12, К50-35 или импортные, малогабаритные; транзистор КТ3102 с любым буквенным индексом… Критерий отбора поименованного полупроводникового триода прост, — при напряжении питания 9 В коллекторный ток VT 1 должен быть равен 0,5 мА. Требуется, чтобы сопротивление нагрузки УМЗЧ находилось в пределах 4—16 Ом при изменении питания от 6 до 9 В и в пределах 8—16 Ом — для 12-вольтного источника.

Самодельный УМЗЧ желательно питать от сети через стабилизатор с малым уровнем пульсаций. В простейшем случае можно вполне довольствоваться тем, что обеспечивает, например, микросхема КРЕН-8 для стационарных условий, или использовать компактные источники электроэнергии (гальванические батареи, аккумуляторы)— на выезде. При применении УМЗЧ в автомобиле желательно осуществлять электропитание от бортовой сети, но только через электронный стабилизатор (например, выполненный на микросхеме серии КР142) и стандартный автомобильный электрический фильтр, защищающий любую радиоаппаратуру от искровых помех системы зажигания.

Для увеличения звукового давления в стационарном режиме рекомендуется в качестве нагрузки применять акустические системы с некомпрессионными динамическими головками. Такие АС имеют, как правило, внушительные напольные габариты и большие диаметры диффузоров динамических головок. А поскольку микросхемы в рассмотренной конструкции УМЗЧ комбинированные, с резервными возможностями, постольку есть смысл заняться дальнейшим усовершенствованием данной самоделки, дополнительно собрав на неиспользуемой «электронике», скажем, приемники став таким образом обладателем небольшого радиоузла.

В. БЕСЕДИН, г. Тюмень