Стереоусилитель для наушников на микросхеме TL3414А

В статье описывается простой усилитель для стереотелефонов.

Нередко случается так, что подключенные к ка­кому-либо звуковоспроизводящему устройству головные стереотелефоны звучат тихо, даже если в аппарате установлена максимальная громкость. Особенно это актуально, если используются высокоомные головные телефоны, например, «Элек­троника ТДС-5М», или фонограмма записана с пониженной громкостью звука, что нередко случа­ется в видеофильмах при неправильной настрой­ке кодирующих программ или свойств звукового АСЗ декодера. Чтобы в таких случаях можно было слушать любимые записи с оптимальной для вас громкостью, можно изготовить несложный ком­пактный усилитель для стереонаушников.

Интегральная микросхема TL3414А производства фирмы Texas instruments представляет собой двух-канапьный операционный усилитель с внутренней частотной коррекцией. Этот операционный усили­тель имеет относительно мощный выход в каждом канале – выходной ток может достигать 70 мА при на­пряжении питания 5 В. Микросхема позиционирует­ся изготовителем как идеальное решение для применения в качестве усилителя для головных телефо­нов, обычно используется по этому назначению в компьютеризированной звуковоспроизводящей ап­паратуре, например в приводах для чтения/записи оптических компакт-дисков и карманных МРЗ-плеерах. Диапазон однополярного напряжения питания 3…15 В или 1,5…7,5 В для двуполярного питания.

Ниже показана принципиальная схема стереоусилителя для головных телефонов, собранно­го на микросхеме ТL3414А. Напряжение звуковой частоты от источника сигнала поступает на вход ХS1. Резисторы R2 и конденсаторы С2, СЗ пре­пятствуют проникновению на вход устройства радиочастот и импульсных помех. Эту же цель вы­полняют дроссели L1, L3-L7. После RC-фильтра звуковой сигнал поступает на регулятор стереобаланса, выполненный на сдвоенном переменном резисторе R3. Резисторы R4, R5 ограничивают глу­бину регулировки стереобаланса. С подвижных контактов переменного резистора R3 стереосиг­нал поступает на регулятор громкости, выполнен­ный на сдвоенном переменном резисторе R7. С подвижных контактов переменного резистора ре­гулятора громкости стереосигнал через дроссели L3, L4 и разделительные конденсаторы С6, С7 по­ступает на неинвертирующие входы операционно­го усилителя DA1. Коэффициент усиления по на­пряжению каждого канала зависит от соотношения сопротивлений резисторов R13/R11 и R14/R12, при указанных на схеме будет около 20. Резисто­ры R6, R8 образуют делитель напряжения питания на 2, которое через резисторы R9, R10 поступает на неинвертирующие входы DA1 – выводы 3, 5, за­давая оптимальный режим работы обоих каналов микросхемы. Усиленные сигналы звуковой часто­ты с выводов 1 и 7 DA1 через дроссели L5-L7, раз­делительные конденсаторы С12, С13 и токоограничительные резисторы R16, R17 поступают на гнездо XS3, к которому подключают головные стереотелефоны, которые могут иметь сопротив­ление от 8 Ом и выше. Резисторы R18, R19 устра­няют щелчок при подключении к гнезду XS3 сте­реонаушников при уже работающем усилителе.

Это устройство может работать не только как усилитель при наличии напряжения питания, но и как удлинитель-повторитель стереосигнала. Для этого нужно перевести контакты переключателя SA1 в нижнее по схеме положение. Теперь стерео­сигнал 34 будет с входа устройства, гнездо XS1, поступать на выход, гнездо XS3, напрямую, минуя узлы усилителя. Наличие напряжения питания в этом случае не требуется. Усилитель можно питать напряжением постоянного тока 4…15 В или пере­менного синусоидального 3…10 В. Диод Шотки VD1 защищает устройство от переполюсовки по­лярности напряжения при питании устройства постоянным током или работает как однополупериодный выпрямитель при питании переменным током. Конденсаторы С1, С5, С11 блокировочные по цепи питания микросхемы. Конденсаторы С4, С8 блокировочные для делителя напряжения, вы­полненного на резисторах R6, R8. Дроссель L2 совместно с конденсаторами С1, С5 образует LC-фильтр напряжения питания, который сглажива­ет пульсации питающего напряжения. Светодиод HL1 светит при наличии напряжения питания. Конденсатор С1 + препятствует повреждению дио­да VD1 Шотки статическим электричеством.

Das Design und die Details

Большинство деталей конструкции установ­лено на монтажной плате размерами 50×30 мм. В качестве корпуса для устройства приме­нён пластмассовый бокс размерами 90x54x18 мм от аккумуляторной батареи VHS видеокамеры JVC GR-AX7EG. Переменные резисторы R3, R7 приклеены к корпусу разведенным в ацетоне по­листиролом. К корпусам этих резисторов и соот­ветствующим выводам припаяны L1, 02, СЗ, R1, R2, R4, R5. Гнездо питания XS2 приклеено к кор­пусу. К его выводам припаяны С1, VD1. Большин­ство керамических конденсаторов и некоторые ре­зисторы применены в SMD-исполнении для поверхностного монтажа, припаяны на монтажной плате со стороны соединений.

Выводные постоянные резисторы С1-4, МЛТ или другие малогабаритные. Переменные резисто­ры движковые сдвоенные от импортных автомаг­нитол. Подойдут переменные резисторы сопротив­лением 47… 100 кОм с линейной характеристикой.

Конденсаторы С6, С7 плёночные малогабарит­ные. Остальные неполярные конденсаторы типов К10-17, К10-50, КМ-5. Конденсатор С11 устана­вливают как можно ближе к выводам питания DA1. Конденсаторы 01, 04, 05, 09, 010, 012, 013 типа К50-35, К50-68, К53-19, К53-30. Для монтажа в компактном корпусе предпочтительнее использо­вать низкопрофильные импортные аналоги.

Диод Шотки 1N5819 в этой конструкции можно заменить SM5819, MBRS140TR, MBRS140TRPBF. Вместо светодиода L-934SGD зелёный цвет свече­ния, диаметр линзы 3 мм подойдёт любой аналогич­ный непрерывного свечения без встроенных рези­сторов, например, из серий КИПД66, КИПД40, L-63.

Кнопка SA1 любая малогабаритная с фиксацией положения с двумя группами переключаемых контактов, например ПКн61.

Дроссель L2 любой малогабаритный с индук­тивностью от 100 мкГн. Дроссель И содержит 4 витка сложенного втрое монтажного провода, на­мотанных на кольце диаметром 8 мм из низкоча­стотного феррита. Этот дроссель приклеен к кор­пусу устройства вблизи гнезда ХSЗ. Остальные дроссели представляют собой короткие ферритовые трубки, через которые протянуты проволоч­ные перемычки. В готовом виде такие дроссели широко применяются в компьютерной технике и видеоконтрольном оборудовании. Микросхема ТL3414А выпускается в нескольких вариантах кор­пусов, может также иметь обозначение z3414А, для удобства монтажа предпочтительнее исполь­зовать эту микросхему в корпусе DIР-8. При отсут­ствии такой микросхемы её легко найти в ненуж­ном или неисправном старом дисководе для компакт-дисков.

Ток покоя усилителя при однополярном напря­жении питания 9 В около 6,5 мА. В режиме макси­мальной громкости при напряжении питания 9 В

устройство потребляет ток около 13 мА при под­ключении к выходу устройства стереонаушников с сопротивлением капсюлей 32 Ом. Максимальный размах амплитуды сигналов на выходах микросхе­мы на 2 В меньше текущего напряжения питания.

Металлические корпуса переменных резисто­ров соединяют с сигнальным общим проводом. Для предотвращения фоновых наводок к вну­тренним стенкам корпуса устройства приклеива­ют липкую алюминиевую клейкую ленту, которую электрически соединяют с общим проводом. Та­кую алюминиевую ленту можно приобрести в магазинах строительных и сантехнических мате­риалов. Изготовленное из исправных деталей устройство начинает работать сразу и не требует налаживания.

Fachliteratur

1. Бутов А.Л. Усилитель на ИМС АРА2308 для головных телефонов // Радиоаматор. – 2011. – №4. – С.13-14.
2. Бутов А.Л. Телефонный усилитель для ДВД-плеера // Радиоаматор. – 2008. – №3. – С.6-7.

Autor: Андрей Бутов, с. Курба, Ярославской обл.