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 ипит 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 Uпит = 4,5…5,1 В, напряжение на выходе схемы будет менее 2UПИТ, 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