12

Płytki wielofunkcyjne

Płytki wielofunkcyjne

Płytki wielofunkcyjne

Płytki wielofunkcyjne

Płytki wielofunkcyjne

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/97

Aplikacje układów
LM3914/5/6
część 5

Układy budowane na płytkach wielo−

funkcyjnych mają walor poznawczy, po−
kazują bowiem rozmaite sposoby wyko−
rzystania tego samego układu scalo−
nego, a oprócz tego niewątpliwie są przy−
datne w praktyce. Dotychczas opisaliśmy
monitor stanu akumulatora samochodo−
wego i wskaźnik wysterowania audio, mie−
rnik natężenia dźwięku oraz termometr
elektroniczny. Dziś prezentujemy wzma−
cniacz

mocy

z przedwzmacniaczem.

Przedstawiony dalej układ przewidziany

jest do sterowania głośnikiem tubowym
− całość jest przenośnym megafonem.
Urządzenie ma oznaczenie AVT−411.

Ponieważ płytka PW−02 przeznaczona

jest do zmontowania wielu różnych ukła−
dów, więc przewidziano na niej miejsce
dla licznych elementów, z których tylko
niektóre są montowane w danym przy−
padku. Fotografie, rysunki i schematy
w artykule przedstawiają tylko te podze−
społy, które mają być zamontowane.
Z tego powodu numeracja użytych

elementów nie jest ciągła, ale za to
montaż jest wręcz dziecinnie prosty.

Przed zapoznaniem się z treścią artykułu

warto powrócić do materiału w EdW 2/96,
gdzie podano opis płytki i zwięzłe omówie−
nie podstawowych właściwości kostek
LM3914...3916. Podane tam wiadomoś−
ci mogą się okazać niezbędne do zrozu−
mienia działania przedstawionego dziś
układu.

W drugim numerze Elektroniki dla

Wszystkich przedstawiliśmy płytkę

drukowaną PW−02, na której można

zmontować jeden z wielu

interesujących układów. Wspólną

cechą wszystkich urządzeń

montowanych na tej płytce jest

obecność kostki sterującej z rodziny

LM3914, 3915 lub 3916 oraz linijki

świetlnej zbudowanej z dziesięciu

diod LED.

Wzmacniacz mocy − megafon

·

bardzo prosta konstrukcja przy dobrych parametrach

·

znikomy pobór prądu w spoczynku

·

współpracuje z głośnikami 4...16

W

Wzmacniacz mocy − megafon

Schemat ideowy układu pokazany

jest na rysunku 1

rysunku 1

rysunku 1

rysunku 1

rysunku 1. Sygnał z mikrofonu

elektretowego jest wzmacniany we
wzmacniaczu wstępnym z kostką U1A.
Wzmocnienie tego stopnia jest regulo−
wane za pomocą dołączonego potencjo−
metru. Choć potencjometr nie umożliwia
całkowitego

wyciszenia

mikrofonu,

w praktyce nie jest to żadną przeszkodą
podczas użytkowania megafonu.

Drugim stopniem wzmocnienia jest

układ U1B i dwa tranzystory mocy.

Ponieważ taki prosty układ wzmacnia−

cza pobiera znikomo mały prąd i często
jest stosowany w amatorskiej praktyce,
zostanie omówiony bardziej szczegóło−
wo.

W przeciwieństwie do układu podsłu−

chiwacza szeptów, opisanego w EdW 7/
96, wzmacniacz końcowy ma stałe
wzmocnienie, wyznaczone stosunkiem
rezystancji R15 i R10. Tym razem nie za−
stosowano rezystora R25. W stopniu

wyjściowym podsłuchiwacza szeptów,
gdzie moc wyjściowa była bardzo mała,
rezystor taki mógł i powinien być zasto−
sowany. Natomiast we wzmacniaczu
większej mocy rezystor taki przynosiłby
więcej szkody niż pożytku. W układzie
megafonu, który powinien jak najosz−
czędniej zużywać prąd, wprowadzenie
rezystora R25 powodowałoby marnowa−
nie prądu i zmniejszenie maksymalnej
mocy wyjściowej. Należy bowiem pa−
miętać, że wzmacniacze operacyjne ma−
ją ograniczoną wydajność prądową. Na
rysunku 2

rysunku 2

rysunku 2

rysunku 2

rysunku 2 pokazano fragment schematu
wewnętrznego

wzmacniacza

mocy

TL082. Jak widać, wydajność prądowa
wyjścia tej kostki jest ograniczona przez
wewnętrzne rezystory o znacznej opor−
ności (64

W

i 128

W

).

Jeśli w roli R25 zastosowany byłby

rezystor o małej wartości (na przykład
rzędu kilku omów), to przepływający
przez niego prąd wyjściowy wzmacnia−

13

Płytki wielofunkcyjne

Płytki wielofunkcyjne

Płytki wielofunkcyjne

Płytki wielofunkcyjne

Płytki wielofunkcyjne

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/97

cza operacyjnego wywołałby na nim spa−
dek napięcia mniejszy niż 600mV, czyli
wcale nie otworzyłby żadnego z tranzys−
torów T2, T3. Przy nieco większej war−
tości R25 (rzędu dziesiątek omów), tran−
zystory byłyby częściowo otwierane, ale
i tak nie zostałyby całkowicie wystero−
wane, bo część prądu sterującego nieja−
ko marnowałaby się, płynąc przez rezys−
tor R25. Usunięcie tego rezystora umoż−
liwia osiągnięcie znacznej mocy wzmac−
niacza, bowiem cały prąd wyjściowy
wzmacniacza operacyjnego staje się prą−
dem bazy jednego z tranzystorów T2,
T3. Wzmocnienie prądowe tych tranzys−
torów z zasady jest większe niż 50, więc
można

uzysakć

prądy

wyjściowe

wzmacniacza rzędu 1A, co pozwala wy−
korzystać głośniki o rezystancji 4

W

lub

większej.

Co prawda usunięcie rezystora R25

nieco zwiększa zawartość zniekształceń,
ale i tak nie jest ich więcej niż 1%. Do
większości zastosowań to całkowicie
wystarcza.

Warto zwrócić uwagę, że tranzystory

T2 i T3 pracują w klasie C, czyli w spo−
czynku nie przewodzą i nie pobierają prą−

du. W sumie pobór prądu w spoczynku
jest praktycznie równy prądowi pobiera−
nemu przez układ scalony − wynosi on
około 3mA.

Moc wyjściowa wzmacniacza zależy

zarówno od prądu wyjściowego, jak i na−
pięcia zasilającego. Przy napięciu zasila−
nia 12V i zastosowaniu głośnika 4−omo−
wego można uzyskać moc wyjściową do
2,5...3W. Z głośnikiem 8−omowym udaje
się uzyskać moc do 1,2...1,5W.

Co istotne, przy głośniku 8−omowym

i zasilaniu do 12V, nie trzeba do tranzys−
torów T2 i T3 stosować radiatorów − wy−
starczy chłodzenie naturalne.

Wydawałoby się, że moc wyjściowa

rzędu 1...2W jest, jak na współczesne
wzmacniacze mocy, bardzo mała.

O głośności megafonu decyduje jed−

nak nie tyle moc wyjściowa, co skutecz−
ność użytego głośnika. Wiadomo, że
głośniki tubowe mają sprawność prze−
twarzania dużo większą, niż popularne
głośniki dynamiczne. Różnica skutecz−
ności jest naprawdę duża − wzmacniacz
1,5−watowy z głośnikiem tubowym daje
mniej więcej taką głośność dźwięku, jak
wzmacniacz 10−watowy ze zwykłym
głośnikiem dynamicznym. Co prawda ja−
kość dźwięku z głośnika tubowego jest
znacznie gorsza (głośniki tubowe słabo
przenoszą niskie tony), jednak do wielu
mniej wymagających zastosowań jakość
jest więcej niż wystarczająca.

Jak widać układ jest bardzo prosty,

pobiera znikomy prąd spoczynkowy.
Uzyskane parametry są zupełnie dobre,
a to dzięki zastosowaniu układu scalone−
go TL082. Kostka ta jest dość szybka, co
pozwala utrzymać zawartość zniekształ−
ceń na niskim poziomie. W układzie
można zastosować układ TL072, który
ma nieco mniejsze szumy. Zastosowa−
nie układu NE5532 pozwala jeszcze bar−
dziej zmniejszyć zniekształcenia i nieco
zwiększyć moc wyjściową − prąd spo−
czynkowy jest jednak wtedy znacznie

większy niż z układami TL082 i TL072.

Z kolei wymiana kostki na TL062 czy

TLC272 pozwala uzyskać układ super−
oszczędny − prąd spoczynkowy jest wte−
dy mniejszy niż 1mA. Niestety, rośną
przy tym zniekształcenia i zmniejsza się
moc wyjściowa.

Z kostką NE5532, przy napięciu zasi−

lania równym 24V i głośniku 8

W

można

się spodziewać mocy wyjściowej rzędu
6...8W przy niewielkich zniekształce−
niach (można wtedy zastosować R25
o rezystancji 75...100

W

). Taki układ mo−

że być użyty do zastąpienia uszkodzone−
go wzmacniacza mocy w starych odbior−
nikach radiowych i telewizyjnych.

Montaż i uruchomienie

Układ można zmontować na płytce

uniwersalnej PU−01. Rysunek 4

Rysunek 4

Rysunek 4

Rysunek 4

Rysunek 4 pokazu−

je rozmieszczenie wszystkich użytych
elementów. Jak widać, część płytki, od−
dzieloną linią przerywaną można odciąć,
co zmniejszy wymiary wzmacniacza.

Montaż elementów jest klasyczny,

kolejność montowania nie jest krytycz−
na.

Na początku warto wlutować dwie za−

znaczone zwory T−U, oraz Y−Y.

Szczególną uwagę należy zwrócić na

biegunowość kondensatorów elektroli−

Rys. 1. Schemat ideowy
układu.

Rys. 2. Fragment schematu
wewnętrznego układu TL082.

Rys. 3. Wpływ rezystora R25.

14

Płytki wielofunkcyjne

Płytki wielofunkcyjne

Płytki wielofunkcyjne

Płytki wielofunkcyjne

Płytki wielofunkcyjne

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/97

tycznych, w szczególności C5, którego
biegunowość nie jest oznaczona na płyt−
ce − trzeba skorzystać z rysunku 4 w ar−
tykule.

Oprócz konden−

satora filtrującego
C1, w układzie prze−
widziano dodatko−
wy

kondensator,

oznaczony na sche−
matach C13−14. Po−
winien on być wlu−
towany w otwory
k o n d e n s a t o r ó w
C13 i C14.

P o t e n c j o m e t r

powinien być wlu−
towany

w zazna−

czone otwory na re−
zystory R8 i R9.

Zmontowany układ należy uruchomić

i sprawdzić w jego naturalnych warun−
kach pracy. Jeśli docelowo będzie to
megafon zasilany z baterii, być może ko−
neczne stanie się dodanie dużego kon−
densatora filtrującego, o pojemności rzę−
du 1000...4700µF. Jest on potrzebny do
prawidłowej pracy wzmacniacza, gdy
używane byłyby tanie, popularne baterie
zasilające. Uchroni on przed samowzbu−
dzeniem układu, gdy baterie są zuży−
te i gdy wzrasta ich oporność we−
wnętrzna. Taki dodatkowy kondensa−
tor nie jest potrzebny przy zasilaniu
z akumulatora oraz z zasilacza siecio−
wego.

Przy pracy w charakterze megafonu

może się okazać, że całkowite wzmoc−
nienie jest za duże i układ wzbudza się
już przy ustawieniu potencjometru już
w połowie drogi suwaka. W takim przy−

WYKAZ ELEMENTÓW

WYKAZ ELEMENTÓW

WYKAZ ELEMENTÓW

WYKAZ ELEMENTÓW

WYKAZ ELEMENTÓW

Rezystory

Rezystory

Rezystory

Rezystory

Rezystory
R1, R7: 1k

W

R2, R10: 4,7k

W

R4, R5, R12, R13: 100k

W

R15: 47k

W

R25: nie stosować (patrz tekst)
R8+R9: potencjometr obrotowy
47...100k

W

B z wyłącznikiem

Kondensatory

Kondensatory

Kondensatory

Kondensatory

Kondensatory
C1, C13−14: 220µF/25V
C2: 100nF ceramiczny
C3: 47µF/25V
C18, C4: 220nF
C5: 22µF/16V
C8: 470nF
C16: 220µF/16V
Półprzewodniki

Półprzewodniki

Półprzewodniki

Półprzewodniki

Półprzewodniki
T2: BD281
T3: BD282
U1: TL082 lub TL072
Różne

Różne

Różne

Różne

Różne
M1: mikrofon elektretowy
SP1: głośnik 8

W

*

płytka wielofunkcyjna PW−01

* Uwaga! Głośnik nie wchodzi
w skład kitu AVT−411 i można go
zamówić oddzielnie.

padku należy zmniejszyć wzmocnienie
przez zwiększenie wartości R7.

W roli głośnika można wykorzystać

tuby produkowa−
ne przez Tonsil.
Znacznie tańszym
rozwiązaniem jest
w y k o r z y s t a n i e
głośników tubo−
wych, stosowa−
nych w syrenach
do alarmów sa−
mochodowych.

Jeśli

układ

miałby

zastąpić

stary wzmacniacz

w sprzęcie audio, należy zamiast poten−
cjometru R8+9 wlutować rezystor stały.
Jego

wartość

wyznaczy

wielkość

wzmocnienia i może być dobrana w za−
kresie 100

W

...100k

W

.

Piotr Górecki

Piotr Górecki

Piotr Górecki

Piotr Górecki

Piotr Górecki

Rys. 4. Płytka drukowana.

Opisany układ charakteryzuje

się wyjątkową prostotą

i dobrymi parametrami, dzięki

czemu znakomicie nadaje się

do wielu mniej wymagających

zastosowań.

Każdy elektronik powinien

praktycznie wypróbować

działanie i brzmienie

opisanego wzmacniacza.