Глава девятая дополнительные усилители

9.1. Дополнительные усилители для головных телефонов

Многие магнитофоны имеют разъем для подключения головных телефонов, причем включен он через относительно большой защит­ный резистор, который имеет сопротивление порядка килоом. Такой выход удобен для подключения электромагнитных наушников с большим внутренним сопротивлением, например 2X2000 Ом или 2X4000 Ом. Электроакустические свойства головных телефонов это­го типа, однако, не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к качественному прослушиванию, так как их частотный диапазон ог­раничен как в области низших, так и в области высших частот.

Рис. 109. Схема дополнительного монофонического усилителя 15 мВт.

Высоким требованиям качества удовлетворяют только совре­менные электродинамические головные телефоны, которые обычно имеют малое входное сопротивление (от 8 до 200 Ом). Если такие наушники подключить к магнитофону, то падение напряжения на сопротивлении защитного резистора будет настолько большим, что мощность дл,я наушников будет совершенно недостаточной и звук в головных телефонах будет весьма слабым. Так, например, у обыч­ного магнитофона есть динамический громкоговоритель с сопротив­лением 40 Ом и выходная мощность 2 Вт. Это соответствует дейст­вующему напряжению 2,8 В на катушке возбуждения динамического громкоговорителя. Если защитный резистор, встроенный в магнито­фон, имеет сопротивление 1,5 кОм, то мощность на подключенных головных телефонах с сопротивлением 200 Ом будет всего 0,5 мВт, что недостаточно. Если подключить головные телефоны с меньшим сопротивлением, например 75 или 8 Ом, мощность на них будет еще меньше. Чтобы устранить это неудобство, между выходом для го­ловных телефонов магнитофона и самими головными телефонами помещают дополнительные усилители с выходной мощностью, доста­точной для громкого воспроизведения.

Далее приводятся указания по конструированию усилителей, удобных для подключения головных телефонов с малыми входными сопротивлениями.

Монофонический усилитель 15 мВт. Его принципиальная схема приведена на рис. 109. Сигнал с выхода для головных телефонов магнитофона приходит на регулятор уровня R1, а оттуда через раз­делительный резистор R2 на базу транзистора Т1. Его коллектор связан по постоянному току с базой транзистора Т2, работающего как змиттерный повторитель. С эмиттера транзистора Т2 к базе транзистора Т1 с помощью потенциометра R4 подводится обратная связь по постоянному току, которая определяет рабочие точки обоих транзисторов. Одновременно на базу транзистора Т1 подводится отрицательная обратная связь по переменному напряжению, кото­рая улучшает электрические параметры усилителя. Чтобы на эту связь не оказывало влияние внутреннее сопротивление выхода маг­нитофона для головных телефонов, в ее цепь включен разделитель­ный резистор R2, который одновременно определяет чувствитель­ность усилителя. Резистор R6 служит для зарядки конденсатора С2, к котс-рому подключаются головные телефоны.

На рис. 110 приведена печатная плата, на рис. 111 — располо­жение деталей на ней. Вместо транзистора КС508 можно использо­вать и транзистор КС507, КС509 или другие кремниевые транзисто­ры, например KF503, KF504, KF506 — KF508 и т. п. В этом случае выгодно будет использовать потенциометр R4 меньшего сопротивле­ния, чтобы установка рабочей точки была более удобной.

Транзистор Т2 не требует радиатора для охлаждения, так как мощность рассеяния на коллекторе всего лишь 135 мВт.

Рис. 110. Печатная плата усилителя 15 мВт.

При налаживании схемы после включения напряжения питания установим с помощью потенциометра R4 напряжение 4,5 В на эмит­тере транзистора Т2 (половина напряжения питания). Остальные постоянные напряжения указаны на схеме.

Рис. 111. Монтажная схема уси­лителя 15 мВт.

Выход усилителя нагрузим резистором с сопротивлением 100 Ом, а к входу подключим звуковой генератор. На нагрузочном резисторе надо установить выходное напряжение 1,22 В (f = 1 кГц), что соот­ветствует выходной мощности 15 мВт. В схеме указаны необходимые переменные напряжений. При использовании других типов тран­зисторов с меньшим коэффициентом передачи тока напряжение на базе транзистора T11 будет больше, чем указано в схеме.

Рис. 112. Схема дополнительного стереофонического усилителя 2Х 30 мВт.

Проверим частотную ха­рактеристику усилителя, кото­рая должна быть равномерной в полосе частот от 50 Гц до 20 кГц. Входное сопротивление усилителя колеблется между 50 и 100 кОм в соответствии с по­ложением движка регулятора уровня RL Напряжение помех на выходе около 0,3 мВ.

Используемые головные те­лефоны 2X200 Ом соединены параллельно путем запаралле­ливания контактов 5 и 5 в вы­ходном разъеме, так что ре­зультирующее входное сопро­тивление равно 100 Ом. Можно использовать наушники и с большим входным сопротивле­нием, однако при этом необхо­димо одновременно изменить чувствительность усилителя, так как увеличивающееся со­противление нагрузки для неизменной выходной мощности требует и большего входного напряжения. Увеличение чувствительности может быть достигнуто путем изменения сопротивления резистора R2. При нагрузке выхода сопротивлением 400 Ом удовлетворительным будет сопротивление резистора R2 равное 56 кОм.

Стереофонический усилитель 2X30 мВт Схема усилителя приве­дена на ряс. 112. Сигнал с входного разъема приходит на обычное корректирующее звено для независимой регулировки низших (R2/R102) и высших (R4/R104) частот, а оттуда на первую ступень усиления, собранную на транзисторах Т1 и Т101.

На их эмиттерных резисторах возникает отрицательная обратная связь, которая увеличивает входное сопротивление усилителя и ре­гулирует его усиление. Резистор R108 в эмиттере транзистора Т101 переменный, что позволяет с его помощью отрегулировать усиление правого канала таким образом, чтобы усиление обоих каналов было одинаковым. Рабочие точки обоих транзисторов определяются сопро­тивлениями резисторов R6 и R106.

Усиленный сигнал приходит на регулятор громкости, образован­ный сдвоенным потенциометром R9/R109, а с него на предваритель­ный усилитель оконечной ступени, собранный на транзисторах Т2 и Т102. Оконечная ступень собрана на паре комплементарных тран­зисторов ТЗ, Т4 и ТЮЗ, Т104 (на базе транзистора ТЮЗ напряжение 5,1 В).

Таблица 16

Технические параметры одного канала стереофонического усилителя 2X30 мВт при использовании головных телефонов с сопротивлением от 8 до 200 Ом

Сопротивление головных телефонов, Ом	Входное напряже	Выходное напряже	Выходная мощность	Ток от источника, мА, в схеме на
				рис. 112	рис. 113
8	500	0,49	30	12/34	3/34
75	370	1,5	30	4,5/12	1,5/12
200	340	2,45	30	1,3/6,5	1,3/6,5

Рис. 113. Изменение схемы оконечной ступени для уменьшения тока покоя.

Связь с предварительным усили­телем — гальваническая. Рабочие точ­ки устанавливаются подстроечными потенциометрами R10 и R110. Необ­ходимое напряжение смещения на обоих оконечных транзисторах созда­ется на подстроечных потенциометрах R14 и R114. Там, где требуется пи­тать усилители от батарей, лучше воспользоваться схемой, приведенной на рис 113 (приведена только для одного канала). В схему введены диоды Д1 и Д2, на которых создает­ся напряжение смещения для оконеч­ных транзисторов, и это имеет то преимущество, что дает возможность установить меньший ток покоя при сохранении малых искажений, а благодаря этому уменьшить ток, по­требляемый от источника. Это осо­бенно выгодно при использовании головных телефонов с сопротив­лением 2X8 Ом или 2X75 Ом (табл. 16). Для установки требуемого напряжения смещения здесь также применен подстроечный потен­циометр R14. Резисторы R16 и R116 служат для зарядки конден­саторов С9 и С109 при включении усилителя, пока еще не включены головные телефоны.

Печатная плата стереофонического усилителя приведена на рис. 114, расположение деталей на ней — на рис. 115. Печатная плата предназначена для монтажа в соответствии со схемой, приведенной на рис. 112. При сборке усилителя по схеме на рис. 113 оба диода можно распаять на плате со стороны монтажа параллельно крайним выводам подстроечного по!енциометра R14, а соединение между его крайним выводом и иыводом движка прорезать и соскоблить острым ножом.

Оконечные транзисторы не нуждаются в теплоотводнои пласти­не, поскольку они используются не на максимальной мощности. Если есть такая возможность, следует использовать пару подобранных транзисторов. Конденсаторы связи С9 и С109 рассчитаны для рабо­ты с головными телефонами сопротивлением 8 Ом. Если усилитель будет использоваться с головными телефонами с большим внутрен­ним сопротивлением, следует изме­нить емкость конденсаторов связи. Частотная характеристика в обла­сти низших частот будет сохране­на, а головные телефоны не будут излишне перегружены большими зарядными токами. Для головных телефонов с сопротивлением 75 Ом можно применять электролитиче­ский конденсатор 50 мкФХб В, с сопротивлением 200 Ом — кон­денсатор 20 мкФХб В.

При налаживании схемы пе­ред включением напряжения пита­ния установим подстроечный по­тенциометр R10 и R110 в среднее положение, потенциометры R14 и RH4 в такое положение, чтобы базы транзисторов ТЗ и Т4 были соединены между собой. Включим напряжение и потенциометрами R14 и R114 установим ток покоя в зависимости от сопротивления ис­пользуемых головных телефонов в соответствии с табл. 16. Потенцио­метрами R10 и R110 установим на эмиттерах транзисторов ТЗ и Т4 напряжение 4,5 В (половину на­пряжения питания). Снова прове­рим, а в случае необходимости отрегулируем потребление тока от источника и измерим постоянные напряжения в усилителе в соответ­ствии со значениями, приведенны­ми в схеме.

При использовании подобран­ной пары оконечных транзисторов такие регулировки достаточны. В противном случае лучше приме­нять для регулировки звуковой ге­нератор и осциллограф. Звуковой генератор с установленной часто­той 1 кГц подключим ко входу, ос­циллограф — к нагрузочному рези­стору с сопротивлением, равным входному сопротивлению головных телефонов. Подадим на вход уси­лителя сигнал, достаточный для получения на выходе усилителя выходной мощности 30 мВт (табл. 16), в случае необходимости не­сколько перегрузим усилитель, по­ка он не начнет ограничивать. Потенциометры R10 и R110 установим таким образом, чтобы ограниче­ние пиков наступало в обоих половинах одновременно. Потенциомет­ры R14 и R114 установим так, чтобы искажения выходного сигнала при переходном режиме, которые возникают при малом напряжении смещения, почти исчезли. Прове­рим чувствительность левого ка­нала на частоте 1 кГц, затем пода­дим напряжение на вход правого канала и потенциометром R108 установим такую же чувствитель­ность.

Рис. 114. Пе­чатная плата усилителя 2Х 30 мВт.

Рис. 115. Монтажная схема усилителя 2X30 мВт.

Рис. 116. Частотная характе­ристика усилителя 2X30 мВт.

Проверим ход частотной ха­рактеристики в соответствии с рис. 116. В схеме для информации при­ведены значения переменных на­пряжений, измеренных на макете на частоте 1 кГц. Напряжение по­мех на выходе при открытом вхо­де и регуляторе громкости, уста­новленном в положении макси­мальной чувствительности, около

4 мВ, в противоположном положении регулятора громкости око­ло 0,15 мВ.