140ая серия

Усилители низкой частоты на микросхемах

Схема на К174УН14

Микросхемы в усилителях низкой частоты применяются двояким образом – либо как составная часть усилителя, либо как усилитель целиком. Ярким примером второй концепции является микросхема К174УН14 (зарубежный аналог TDA2003). Эта пятиногая микросхема в корпусе ТО-220 (в такие корпуса упакованы транзисторы КТ818–КТ819) представляет собой полностью готовый к употреблению усилитель, к которому требуется только подсоединить несколько элементов обвязки. Схема такого усилителя приведена на рис. 11.22.

Рис. 11.22.	Принципиальная схема УНЧ на микросхеме К174УН14

Она является типовой и приводится в описании на данную микросхему. Сразу хочется дать читателю один совет на будущее – с незнакомыми микросхемами свою первую конструкцию всегда собирайте по типовой схеме, потому что без надлежащего опыта работы с той или иной микросхемой вы не сможете определить, насколько критичным для работы является тип и/или номинал того или иного элемента типовой схемы.

Плата. Усилитель собран на печатной плате из одностороннего стеклотекстолита толщиной 1.5 мм размерами 22.5×30 мм. Разводку печатной платы в зеркальном изображении и схему расположения деталей можно взять здесь. Доступен и ролик с демонстрацией работы усилителя.

Никаких особых требований по замене деталей нет, лишь бы их рабочее напряжение было не ниже напряжения питания микросхемы. Внешний вид усилителя представлен на рис. 11.23.

Рис. 11.23.	Внешний вид усилителя НЧ на микросхеме К174УН14

Схема на К157УД1

Примером применения микросхемы как составной части конструкции является усилитель, схема которого приведена на рис. 11.24. Основой схемы является мощный операционный усилитель К157УД1, к выходу которого подключен двухкаскадный усилитель мощности на комплементарных парах VТ1, VT2 и VT3, VT4.

Рис. 11.24.	Принципиальная схема УНЧ на микросхеме К157УД1

Большой запас по мощности ОУ позволил применить в усилителе транзисторы с достаточно ординарными характеристиками, а большой запас усиления – применить в выходном каскаде режим C без дополнительной подстройки тока покоя.

Плата. Усилитель собран на печатной плате из одностороннего стеклотекстолитатолщиной 1.5 мм размерами 27.5×45 мм. Разводку печатной платы в зеркальном изображении и схему расположения деталей можно скачать отсюда. Здесь находится ролик с демонстрацией работы усилителя.

Внешний вид усилителя приведен на рис. 11.25.

Рис. 11.25.	Внешний вид усилителя НЧ на микросхеме К157УД1

Аналоги. При отсутствии необходимых деталей их следует заменить в соответствии с рекомендациями, изложенными при описании второго варианта транзисторного усилителя. Привыкайте, уважаемый радиолюбитель, к самостоятельности!

Из книги С. А. Гаврилов. «Искусство схемотехники. Просто о сложном»

Окончание читайте здесь

К157УД3 — сдвоенный малошумящий операционный усилитель

Микросхема К157УД3 — двухканальный малошумящий операционный усилитель
универсального назначения. Внутренняя частотная коррекция отсутствует.
Предназначен для стереофонической аппаратуры магнитной записи и
воспроизведения.

Особенности:

• Два усилителя в одном корпусе
• Защита выхода от короткого замыкания
• Широкий диапазон напряжения питания (±3 … ±18 В)
• Минимальное сопротивление нагрузки 200 Ом
• Напряжение шумов, приведенное ко входу в звуковой полосе частот 2 мкВ

Электрические параметры К157УД3

Основные электрические параметры микросхемы К157УД3 при U_п
= ±15 В, T = 25°C

Предельно допустимые режимы эксплуатации

• Диапазон питающих напряжений.±3 … ±18
• Синфазное входное напряжение, В, не более ±18, при U_п = ±3 … ±8,5 В
• Синфазное входное напряжение, В, не более ±8,5, при U_п = ±8,5 … ±18 В
• Сопротивление нагрузки, кОм,не менее 2
• Диапазон рабочих температур, °С , — 25 + 70

Графики и зависимости К157УД3

Мне нравится

Налаживание

Налаживания правильно собранный блок регулировки громкости и тембра не требует. Печатные платы темброблока поставляются кооперативом «Маяк» (см. «Радио» 1990, № 7, с. 80).

Н. СУХОВ. г. Киев, Украина.

Литература:

1. Сухов Н. УМЗЧ высокой верности.— Радио, 1989, № 6, с. 55— 57.
2. Сухов Н., Бать С., Колосов В., Чупаков А. Техника высококачественного звуковоспроизведения.— Киев: Тэхника, 1985, с. 27, рис. 2.8. 6.
3. Newcomb A., Young R. Practical loudness: ап active circuit design approach.— Journal of the Audio Engineering Society, 1976, Vol. 24, N I, pp. 32—35, fig. 1.
4. Сухов H., Бвть С., Колосов В., Чупаков А. Техника высоко-качественного звуковоспроизведения.— Киев: Тэхника, 1985, с. 35, рис. 2.17.
5. Сухов Н. УМЗЧ высокой верности.— Радио, 1989, № 7, с. 59, рис. 7.

Печатная плата была разработана в формате SprintLayout 6 и предоставлена пользователем с форума сайта Паяльник — Sanya110. Скачать печатную плату можно здесь: nick_suchov_hiquality_regulator_layout_by_sanya110.zip (320Кб).

Принципиальная схема и принцип работы

Принципиальная схема блока приведена на рис. 1. Первый его каскад собран на ОУ DA1.1 (DA2.1) и выполняет функции регулятора стереобаланса. Резистором R21 коэффициент усиления каждого канала можно изменять в пределах ±4 дБ.

Второй каскад блока собран на ОУ DA1.2 (DA2.2) и представляет собой модификацию активного тонкомпенсирован-ного регулятора громкости, подробно описанного в .

Принцип частотной компенсации этого регулятора в области НЧ основан на изменении при регулировании громкости постоянных времени цепей ООС, охватывающих ОУ — C3R5R7.1 и R7.1R9C6 (C15R26R7.2 и R7.2R30C18), а также изменении АЧХ частотно-зависимого делителя R5R6C4 (R26R27C16) при перемещении движка регулятора громкости R7.1 (R7.2).

Частотную компенсацию в области высших частот обеспечивает цепь C5R8 (C17R28), включенная параллельно части резистора R7.1 (R7.2). В крайнем левом (по схеме) положении движка R7.1 (R7.2) выполняется условие C3R5 = C6(R9+R7.1) ( C15R26 = C18(R30+R7.2) ).

Принципиальная схема высококачественного регулятор громкости, баланса и тембра ВЧ/НЧ.

Цепь C4R6 (C16R27) зашунтирована согласно принципу виртуального замыкания входов ОУ, а цепь C5R8 (C17R28) шунтирует соответствующая секция резистора R7.1 (R7.2), поэтому каскад имеет единичный и частотнонезависимый (в звуковом диапазоне) коэффициент передачи.

АЧХ, формируемые каскадом в крайних и среднем положениях регулятора громкости R7, показаны на рис. 2 и мало отличаются во всем диапазоне регулирования от идеальных кривых тонкомпен-сации, построенных на основании кривых равной громкости Флетчера — Мансона .

Особенность описанного регулятора громкости — близкая к экспоненциальной зависимость коэффициента передачи на средних частотах при линейной функциональной зависимости сопротивления от угла поворота оси резистора R7.

Это обеспечивает максимальную плавность регулирования, так как повороту оси на один и тот же угол соответствуют равные приращения громкости. Электронные коммутаторы на транзисторах VT1.1. и VT1.2 (VT1.3 и VT1.4) позволяют отключить тонкомпен-сацию.

На ОУ DA3.1 (DA3.2) выполнен активный регулятор тембра низших R13.1 (R13.2) и высших R14.1 (R14.2) частот . На рис. 3 показаны АЧХ, формируемые этим каскадом в разных положениях регуляторов. Как видно из рисунка, максимальная глубина коррекции составляет 10 дБ, что вполне достаточно для звуковоспроизводящего комплекса высокой верности.

В то же время ограничение глубины коррекции позволило уменьшить рассогласование АЧХ и ФЧХ правого и левого каналов до уровней соответственно не более 0,2 дБ и 3 град, в диапазоне частот 20…20 000 Гц в любом положении регуляторов (то же самое относится и к регулятору громкости), что важно для сохранения неизменного положения кажущихся источников звука при натуральном стереозвучании. Применение активных регуляторов громкости и тембра позволило обеспечить требуемый динамический диапазон устройства в целом достаточно простыми средствами

Применение активных регуляторов громкости и тембра позволило обеспечить требуемый динамический диапазон устройства в целом достаточно простыми средствами.

Для измерения коэффициента гармоник применялась методика с подавлением первой гармоники, описанная в . На рис. 4 приведены спектрограммы сигнала на выходе блока регулировки громкости и тембра при подаче на его вход сигнала от генератора, спектр которого показан на рис. 5 (первая гармоника частотой 1 кГц на обеих спектрограммах подавлена на 60 дБ).

Относительный уровень наибольшей второй гармоники составляет —108 дБ, что соответствует коэффициенту нелинейных искажений по второй гармонике 0,0004 %, а с учетом высших гармоник общий коэффициент гармоник не превышает 0,001 %.

Вследствие падения петлевого усиления ОУ на высших звуковых частотах уровень интермодуляционных искажений устройства несколько выше. На рис. 6 показаны спектрограммы выходного сигнала при подаче на вход устройства суммы двух синусоидальных напряжений частотой 19 и 20 кГц.

На спектрограмме уровни полезных составляющих (19 и 20 кГц) подавлены на 45 дБ, относительный уровень интермодуляционной составляющей разностной частоты (1 кГц) равен —92 дБ, что соответствует коэффициенту интермодуляционных искажений 0,0025 %.