plik

Płytki wielofunkcyjne

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

Wzmacniacz mocy − megafon

Schemat ideowy układu pokazany

jest na 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 pokazano fragment schematu
wewnętrznego

wzmacniacza

mocy

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

i 128

Jeśli w roli R25 zastosowany byłby

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

Płytki wielofunkcyjne

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

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

można

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

). 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 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.

Płytki wielofunkcyjne

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

Rezystory

Rezystory
R1, R7: 1k

R2, R10: 4,7k

R4, R5, R12, R13: 100k

R15: 47k

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

B z wyłącznikiem

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

Różne

Różne
M1: mikrofon elektretowy
SP1: głośnik 8

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

...100k

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.