Схемотехника предварительных усилителей с повышением напряжения питания на таймере NE555

В последнее время в быту, и не только, широ­ко используются низковольтные источники пита­ния 4,5…6 В, такие, как аккумуляторы, например мотоциклетные, батареи гальванических эле­ментов, иБВ порты компьютеров и т.д. Как пра­вило, такого низкого напряжения питания недо­статочно для нормальной работы многих уст­ройств и получения на их их выходах требуемого размаха сигнала. Поэтому, в питаемые от таких источников устройства, встраивают преобразо­ватели постоянных напряжений. Хотелось бы, что бы стоимость таких преобразователей была ми­нимальной. В представленной ниже статье при­ведено описание двух схем предварительных усилителей для питания которых используются повышающие преобразователи на интегральном таймере NE555.

Схемы этих предварительных усилителей по­казаны на рис.1. и рис.2. Эти схемы не содержат дефицитных и дорогих деталей и не критичны к их типам и номиналам.

Повышающий преобразователь питания на NE555

Обе эти схемы со­держат одинаковые по­вышающие преобразо­ватели напряжений пи­тания на микросхеме IC1 типа NE555. Такой преобразователь со­стоит из генератора импульсов и выпрями­теля удвоения. Приме­нение схемы повыше­ния напряжения пита­ния на интегральном таймере NE555 допус­тимо для схем с не­большим током по­требления. Именно та­кими являются предва­рительные усилители рис.1, и рис.2. Их ток потребления при на­пряжении питания 7,5…9   В, не превышает 10…15 мА.

Рис. 1

Частота генератора определяется параметра­ми деталей времязадающей цепи R2, С3. Опти­мально, что бы частота генератора находилась в пределах 30…70 кГц.

Импульсы с выхода генератора (вывод 3 IC1) поступают на выпрямитель с удвоением напряже­ния на диодах VD1, VD2 и конденсаторах С4, С5.

Преобразователь напряжения работает сле­дующим образом. Когда на выходе генератора (вывод 3 IC1) будет низкий потенциал (пауза между импульсами), С4 будет заряжаться от ис­точника напряжением питания и_пит через диод VD1. При высоком уровне (импульсе) на выводе 3 ІС1, конденсатор С5 будет заряжаться суммар­ным напряжением этого импульса и напряжения с С4 через диод VD2. Не смотря на то, что в уст­ройстве используется выпрямитель с удвое­нием, при напряжении U_пит = 4,5…5,1 В, напря­жение на выходе схемы будет менее 2U_ПИТ, и ле­жит в пределах 8…9 В. Происходит такое умень­шение напряжения на выходе выпрямителя из- за падения напряжения на прямом сопротивле­нии диодов VD1, VD2. Для того, что бы эти поте­ри были меньше в качестве VD1 и VD2 использу­ется диоды Шоттки.

В каждой из схем имеются светодиодные ин­дикаторы включения VD3 (рис.1 ) и VD5 (рис.2).

Транзисторный стереофонический предусилитель

Схема стереофонического предусилителя приведена на рис.1. Кроме повышающего преоб­разователя он содержит два одинаковых двухкас­кадных усилителя с гальванической связью. Рас­смотрим один из них на транзисторах VT1, VT2.

Назначение деталей:

• VT1 — усилитель напряжения с общим эмитте­ром (ОЭ);
• VT2 — эмиттерный повторитель (ЭП);
• R4, R18 — ограничивающие резисторы;
• С12 — блокирует вход усилителя по ВЧ;
• С8, С10 — разделительные кон­денсаторы;
• R6 — резистор нагрузки VТ1;
• R7 — резистор ООС и эмиттерной термостабилизации VТ1;
• R14, R16 — нагрузка VТ2;
• R11 — резистор ОСС.

Назначение деталей второго ка­нала аналогично. Отличие только в позиционных номерах деталей.

Подбором сопротивлений рези­сторов ООС R11 и R13 устанавли­ваются максимальные размахи вы­ходных сигналов при минимальных их искажениях. Эта операция осу­ществляется с помощью осцилло­графа, хотя, обычно, достаточно подбором резисторов R11 и R13 выставить на эмиттерах VТ2 и VТ4 половину постоянного напряжения питания.

Буферный предварительный усилитель на операционных усилителях

Этот усилитель является усили­телем тока (рис.2). Его коэффици­ент усиления по напряжению чуть менее 1 (повторитель напряжения).

Автор использует его как буферный каскад для согласования выходного сопротивления звуко­снимателя гитары и входного сопротивления усилителя, но его можно использовать и для лю­бых электромузыкальных инструментов, напри­мер, скрипки.

Большинство звукоснимателей, используемых для этих целей, выдают значительные по размаху электрические сигналы, но имеют большое внут­реннее сопротивление и могут шунтироваться не­большим входным сопротивлением большинства стандартных усилителей мощности. Поэтому сиг­нал со звукоснимателя необходимо усилить по мощности. Желательно это сделать как можно ближе к звукоснимателю. Кроме того, это увеличивает отношение сигнал/шум, уменьшая, тем са­мым, влияние помех наведенных на кабель, кото­рым инструмент подключен к усилителю.

Оптимальным для питания таких буферных усилителей является напряжение в пределах 7…12 В. При более низком напряжении питания могут возникнуть значительные искажения вы­ходного сигнала, а также его размаха будет недостаточно для нормальной работы УМЗЧ.

Схема монофонического буферного предуси­лителя на ОУ приведена на рис.2.

Рис. 2

Таскать за собой ба­тарею из шести-восьми гальванических элемен­тов для питания схемы крайне неудобно. По­этому гитарный предва­рительный усилитель удобно питать от трех­четырех гальванических

элементов через повышающий преобразователь, схема и работа которого рассмотрена ранее.

Сам предварительный усилитель-повторитель собран на двух ОУ микросхемы IС2 типа LM358 или TL062. Причем оба ОУ этой МС рабо­тают в параллель при глубокой (100%) ООС. Эта ООС задается непосредственным соединением выхода каждого ОУ с инвертирующим входом этого ОУ.

Входной сигнал от звукоснимателя подается на разъем Х3. Выходной регулируемый по ампли­туде сигнал снимается через разъем Х4, а нере­гулируемый — через — Х2.

Назначение деталей:

• С9, С10 — разделительные конденсаторы;
• R6, R11, R12, — ограничивающие резисторы;
• С8, R7 — цепь предохраняющая схему от воз­можного самовозбуждения на ВЧ;
• R3, R4 — делитель напряжения смешения не­инвертирующих входов обоих ОУ (1С2.1 и 1С2.2);
• С7 — фильтр напряжения смешения для неин­вертирующих входов IС2.1 и IС2.2;
• R5 — сопротивлением этого резистора опре­деляется входное сопротивление каскада;
• R15 — регулятор напряжения сигнала на разъ­еме Х3;
• VD3, VD4, R13 — двухсторонний диодный ог­раничитель.

В схеме предусмотрено использование про­стейшего звукового эффекта, который включает­ся с помощью SW1. При этом параллельно выхо­ду подключается двухсторонний диодный огра­ничитель на диодах VD3 и VD4, глубина ограниче­ния которого определятся сопротивлением резистора R13.

Автор: Петр Петров, г. София, Болгария
Источник: Радиоаматор №1/2017