Страница 15 из 30
Глава 7
Применение специализированных микросхем на практике
На сегодняшний день микросхемы специального назначения стали неотъемлемой частью любого электронного устройства — от самого маленького до огромнейшего. Их настолько много, что перечислить все просто нереально. К тому же электроника не стоит на месте, и с каждым днем корпорации разрабатывают все новые и новые чипы.
Каждый радиолюбитель, особенно начинающий, со временем проявляет интерес к звуковоспроизведению. Хочется собрать что-нибудь вроде магнитофона или усилителя звуковой частоты и продемонстрировать его друзьям. Благодаря новым технологиям стереофонический или квадрофонический усилитель звуковой частоты можно собрать всего на одной микросхеме.
Как известно, звук делится на несколько категорий — моно, стерео, квадро и т. д. Монофонический звук уже давно ушел в прошлое, стереозвук тоже начинает терять свои позиции, а вот остальные категории приобретают все большую популярность. Технически стерео- и квадрозвук называются Digital Surround и Dolby Digital Pro Logic II. В народе — звук 5.1 E и 1) или звук 7.1 G и 1). Это означает, что звук разделяется на несколько колонок — 6 и 8 соответственно. При этом колонки системы 5.1 имеют 5 сателлитов — маленьких колоночек и 1 сабвуфер — большую колонку, а 7.1–7 сателлитов и 1 сабвуфер. На сателлиты усилитель звуковой частоты подает сигналы высоких и средних частот, а на сабвуфер — низких частот. Благодаря такому разделению звук получается насыщенным и живым, близким к реальному.
В усилителях звука есть свое сокращение — УМЗЧ (усилитель мощности звуковой частоты) или УНЧ (усилитель низкой частоты). В последнее время чаще всего используется вторая аббревиатура, так как низкие частоты (басы) — это то, на что в первую очередь ориентируется покупатель при выборе музыкального центра или домашнего кинотеатра. Надо также учитывать диапазон воспроизводимых частот, коэффициент шума и искажений.
Например, высококачественный музыкальный центр или акустика должны воспроизводить звук в диапазоне частот от 20 до 20000 Гц. Обращайте внимание на шум в колонках, он не должен резать слух. Для музыкального центра очень важно, чтобы на большой громкости компакт-диск не перепрыгивал с трека на трек. Ну и, конечно, не делайте акцент на громоздкие сателлиты, так как они воспроизводят только средние и высокие частоты, важную роль в мощности звука играет сабвуфер.
Итак, приступим к сборке своего первого УНЧ. Собирать мы будем усилитель мощности на микросхеме фирмы Philips — TDA7050 (рис. 7.2).
Рис. 7.2. Внешний вид микросхемы TDA7050 и ее распиновка.
Она имеет прекрасные частотные характеристики, защиту от переполюсовки (если вдруг вы неправильно подключите питание, она не сгорит), низкое напряжение питания и потребляемый ток, абсолютно неприхотлива в работе. TDA7050 — находка для разработчиков портативной радиоаппаратуры. Технические характеристики усилителей мощности на этой микросхеме вы можете увидеть ниже.
Номинальная выходная мощность: 2x75 мВт, 150 мВт в мостовом включении
Коэффициент нелинейных искажений не более: 10 %
Входное сопротивление: 2 мОм
Сопротивление нагрузки: 32 Ом на стереоканал
Потребляемый ток не более: 6 мА
Напряжение питания: 1,8–6 В
На принципиальной схеме (рис. 7.1) показаны два усилителя мощности.
Рис. 7.1. Принципиальные схемы усилителей мощности на TDA7050.
На самой верхней схеме — стереофонический усилитель для наушников, в которых мы зачастую слушаем плеер, на нижней — монофонический (так называемое мостовое включение). На выходе подключена малогабаритная динамическая головка, что дает более мощный, громкий сигнал. Вы можете собрать любой из представленных усилителей. Так как питание УНЧ всего 3 В (две батарейки по 1,5 В, подключенные последовательно), его часто используют в плеерах.
Как видите, на схеме появилось новое обозначение. Это так называемый общий провод (или земля). Все выводы, отмеченные данным обозначением, необходимо соединить вместе и подключить к минусу питания.
В УНЧ использовано очень мало деталей: на входах усилителей стоят переменные резисторы R1 и R4, которыми регулируется громкость, на самой верхней схеме для регулирования громкости используется сдвоенный переменный резистор.
Большинство стереотелефонов (наушников) при воспроизведении сигналов сильно ослабляют низкие звуковые частоты. Чтобы компенсировать этот недостаток, многие фирмы вводят в свои изделия системы Bass Boost. Для желающих использовать подобное усовершенствование для улучшения качества звучания, на рис. 7.3 приведена принципиальная схема простого пассивного Bass Boost.
Рис. 7.З. Принципиальная схема Bass Boost.
На каждый канал соберите по одному такому устройству и подключите к выводам 2 и 3 микросхемы. Резистором R1 регулируется громкость, переключателем S1 — включение/выключение Bass Boost (на схеме выключено). Переключатель поставьте такой, чтобы включение/выключение эффекта было одновременно для двух стереоканалах.
УНЧ можно собрать навесным монтажом или на куске картона. При правильной сборке он начинает работать сразу. Для того чтобы на скорую руку проверить его работоспособность, подключите к усилителю питание и дотроньтесь пальцем до какого-нибудь входа. В наушниках или громкоговорителе вы услышите треск — это будет означать, что устройство работает. Подключив ко входу усилителя выход музыкального центра, звуковой платы компьютера или телевизора, вы сможете прослушивать звук на своем УНЧ.
Для подключения источника сигнала к УНЧ используется экранированный провод (рис. 7.4). Такой провод позволяет избавиться от лишних шумов. Основной провод подсоединяется ко входу усилителя, а общий соответственно к общему проводу. Другой конец экранированного провода подсоединяется к выходу источника сигнала таким же образом.
Рис. 7.4. Внешний вид экранированного провода.
Простой, надежный и мощный усилитель (рис. 7.5) можно собрать на микросхеме Philips — TDA1552Q. Данный чип содержит встроенный стабилизатор напряжения, защиту от перегрева, короткого замыкания в нагрузке, переполюсовки питания. Технические характеристики усилителя мощности на TDA1552Q перечислены ниже.
Номинальная выходная мощность при напряжении питания 14,4 В: 2X22 Вт
Коэффициент нелинейных искажений не более: 10 %
Входное сопротивление: 60 кОм
Уровень собственных шумов не более: -80 дБ
Сопротивление нагрузки: 4–8 Ом
Напряжение питания: 6-18 В
Рис. 7.5. Принципиальная схема усилителя мощности нa TDA1552Q.