Усилитель ЗЧ на цифровой микросхеме

РАДИО 2004 №7

При разработке простого усилителя для стереотелефонов ТДС-22, который можно было бы установить, скажем, в самодельном плейере, малогабаритном УКВ-FM приёмнике, слуховом аппарате, автору удалось собрать усилитель на широкораспространенной микросхеме 564ЛН2 (см. рисунок). Максимальный размах неискаженного сигнала на нагрузке предлагаемого усилителя без каких-либо схемотехнических ухищрений почти равен напряжению питания. Многие слушатели отмечали хорошее звучание даже при использовании стереотелефонов среднего качества. Вероятно, это связано с применением в оконечном каскаде однотактного усилителя мощности, работающего в классе А. Микросхему можно заменить на К561ЛН2.

amplifier made of logical circuit

Немного подробнее о конструкции. КМОП-инверторы DD1.1, DD1.2 и транзистор VT1 образуют чувствительный трёхкаскадный инвертирующий усилитель, охваченный через резистор R3 глубокой отрицательной обратной связью (ООС) по постоянному напряжению. Этот резистор смещает рабочую точку первого каскада, а за ним и остальных, на линейные участки передаточных характеристик. Также этот резистор образует ООС по переменному напряжению, приводящую к линеаризации АЧХ вплоть до 100 кГц [1].

Частотно-зависимая ООС (цепь R4C2) подбиралась субъективно, по верности звучания миниатюрных стереотелефонов ТДС-22 при прослушивании джазовых композиций и хорового пения с выхода высококачественного CD-проигрывателя.

Цепь VD1R2R5C3 обеспечивает экономичность усилителя, работающего в классе А с так называемой "плавающей рабочей точкой" [2]. Ток потребления при отсутствии сигнала составляет 2...3мА. Если фактор экономичности не является столь важным, эту цепочку можно исключить. Тогда ток станет равным 10...20 мА и не зависящим от громкости сигнала. Кстати, номинальное входное напряжение сигнала составляет 40 мВ. При желании это значение можно снизить до 10 мВ уменьшением сопротивления резистора R1 до 12 кОм, но при этом, как и в усилителях на обычных инвертирующих ОУ, несколько ухудшатся параметры.

АЧХ усилителя можно изменить подбором номиналов деталей цепочки R4C2

В оконечном каскаде допустимо установить транзистор серий ГТ108, ГТ109 с коэффициентом передачи тока базы не менее 50. Вместо телефонов усилитель допускает подключение динамической головки со звуковой катушкой сопротивлением 50 Ом - тогда музыкальные записи смогут слушать все окружающие.

При монтаже деталей необходимо придерживаться правил работы с микросхемами структуры КМОП для защиты их от пробоя статическим электричеством. Входы всех незадействованных инверторов следует соединить с одним из выводов источника питания.

Налаживание усилителя сводится к подбору резистора R2 до получения симметричного двустороннего ограничения сигнала на нагрузке при увеличении входного сигнала частотой 1 кГц свыше 50 мВ (эфф).

Усилитель устойчиво работает при напряжении питания 2...4,5В.

ЛИТЕРАТУРА
1. Воскобойников М. Цифровые микросхемы в устройствах НЧ. - Радио, 1981, № 7-8, с 37.
2. Муравин В. Слуховые аппараты: Сб.: "В помощь радиолюбителю", вып. 93, с. 42-59. - М., ДОСААФ, 1986.

А. ЛАДЫКА, г. Санкт-Петербург

BACKHOME