P R O J E K T Y Z A G R A N I C Z N E
PROJ EKT Y Z AGRANI CZ NE
Osobisty wzmacniacz
stereo
Nawet proste przenoÅ›ne urzÄ…- traktowany jako konkurent sprzÍ-
Ten prosty i tani
dzenia stereo zapewniają przy- tu Hi-Fi czy teł boom-box, ale
wzmacniacz pozwoli Ci
zwoitÄ… jakośĘ düwiÍku - lepszÄ… wspÛÅ‚pracujÄ…c z efektywnymi ze-
podzieliĘ siÍ przyjemnoÅ›ciÄ…
nił mołna byłoby oczekiwaĘ, a ich stawami głośnikowymi, zapewnia
słuchania muzyki
popularnośĘ nie jest niczym za- poziom düwiÍku w wielu sytua-
z przyjaciÛÅ‚mi.
skakujÄ…cym. UÅ‚ywajÄ…c sÅ‚uchawek cjach wiÍkszy niÅ‚ zadowalajÄ…cy.
mołna słuchaĘ muzyki z dośĘ du-
łym poziomem mocy, nie doku- Zasada działania
czajÄ…c przy tym w szczegÛlny spo- Kompletny schemat ideowy
sÛb otoczeniu. JakośĘ düwiÍku, osobistego wzmacniacza stereo po-
jakÄ… zapewniajÄ… lekkie, wspÛÅ‚- kazano na rys. 1. UkÅ‚ad zawiera
czesne słuchawki jest bardzo dob- dwa identyczne bloki wzmacnia-
ra i zapewne to wÅ‚aÅ›nie jest w du- jÄ…ce, ktÛrych wyjÅ›cia sÄ… doprowa-
Å‚ym stopniu przyczynÄ… znacznego dzone do tego samego gniazda
sukcesu rynkowego przenoÅ›nego wyjÅ›ciowego. MajÄ… wspÛlne zasi-
sprzÍtu stereo. lanie oraz wÅ‚Ä…cznik. Przedyskuto-
WspÛÅ‚praca tych urzÄ…dzeÒ z mi- wane zostanie dziaÅ‚anie tylko jed-
niaturowymi kolumnami głośniko- nego stopnia - zbudowanego na
wymi jest rozszerzeniem ich moł- wzmacniaczu IC1.
liwoÅ›ci. Na rynku dostÍpne sÄ… Jako IC1 wykorzystano nisko-
specjalne, niedrogie gÅ‚oÅ›niki, dziÍki szumny wzmacniacz operacyjny,
ktÛrym moÅ‚emy dzieliĘ przyjem- o maÅ‚ych znieksztaÅ‚ceniach, przez-
nośĘ sÅ‚uchania muzyki z innymi naczony do zastosowaÒ w ukÅ‚a-
osobami. NaleÅ‚y siÍ tu jednak dach audio. Skonfigurowany zo-
liczyĘ z pewną utratą jakości oraz stał jako układ odwracający, z po-
z niskim poziomem düwiÍku i to laryzacjÄ… wejÅ›cia nieodwracajÄ…ce-
wÅ‚aÅ›nie stanowi gÅ‚Ûwny niedosta- go przez dzielnik rezystancyjny
tek wspÛÅ‚pracy sprzÍtu przenoÅ›ne- R2, R3.
go z gÅ‚oÅ›nikami. Mimo Å‚e przetwa- Rezystory R1 i R4 tworzÄ… pÍtlÍ
rzajÄ… one düwiÍk skutecznie, to ujemnego sprzÍÅ‚enia zwrotnego
moc do nich docierająca nie prze- i przy wartościach rezystancji po-
kracza kilku miliwatÛw. Dysponu- danych na schemacie wzmocnie-
jąc tak mizernym poziomem nie wzmacniacza wynosi około
dostarczanej mocy nie mołna ocze- 15V/V, zaś impedancja wejściowa
kiwaĘ düwiÍku o duÅ‚ym natÍÅ‚eniu. - 6,8k&!. Kondensatory C2 i C4
odsprzÍgajÄ… odpowiednio wejÅ›cie
ZwiÍkszenie poziomu i wyjÅ›cie od skÅ‚adowej staÅ‚ej.
mocy Maksymalne natÍÅ‚enie prÄ…du
NarzucajÄ…cym siÍ rozwiÄ…zaniem wyjÅ›ciowego wzmacniacza opera-
jest w takiej sytuacji dodatkowy cyjnego wynosi tylko kilka mA
bateryjny wzmacniacz mocy, i wzmacniacz taki bez dodatko-
zwiÍkszajÄ…cy moc wyjÅ›ciowÄ… prze- wych elementÛw dyskretnych byÅ‚-
nośnego urządzenia stereo do po- by w stanie dostarczyĘ niewiele
ziomu, ktÛry zapewni przyzwoity wiÍcej mocy niÅ‚ przenoÅ›ny sprzÍt
poziom düwiÍku. CaÅ‚ośĘ pozostaje stereo. Tranzystory TR1 i TR2
nadal przenośna, pozostawiając tworzą komplementarny wzmac-
ułytkownikowi mołliwośĘ wyko- niacz mocy klasy B i w znacznym
rzystywania wyÅ‚Ä…cznie urzÄ…dzenia stopniu zwiÍkszajÄ… moÅ‚liwoÅ›ci
przenośnego w swej pierwotnej prądowe całego układu. Dla do-
postaci, o ile zaistnieje taka po- datnich poÅ‚Ûwek sygnaÅ‚u ürÛdÅ‚o
trzeba. prÄ…du docierajÄ…cego do obciÄ…Å‚enia
Przedstawiony poniłej wzmac- stanowi tranzystor TR1, dla ujem-
niacz mołe zapewniĘ poziomy nych zaś prąd z obciąłenia wpły-
mocy siÍgajÄ…ce kilkaset mW wa do tranzystora TR2.
w kaÅ‚dym z kanaÅ‚Ûw. Wzmacniacz Wzmacniacz tranzystorowy
ten nie mołe oczywiście byĘ w takiej konfiguracji daje jednos-
Elektronika Praktyczna 10/99
19
P R O J E K T Y Z A G R A N I C Z N E
powaÅ‚nÄ… wadÍ, powoduje mia-
nowicie zniekształcenia, tzw.
zniekształcenia skrośne. Wynika-
jÄ… one z tego, Å‚e do przewodze-
nia tranzystora niezbÍdny jest
spadek napiÍcia miÍdzy bazÄ…
a emiterem około 0,7V. Oznacza
to, Å‚e napiÍcie wyjÅ›ciowe ukÅ‚adu
IC1 musi zmieniĘ siÍ o wiÍcej
nił ą0,7V, by na wyjściu stopnia
mocy pojawiÅ‚ siÍ jakikolwiek
sygnał. Nawet w przypadku sil-
nych wysterowaÒ poczÄ…tkowa
i koÒcowa czÍśĘ poÅ‚Ûwki sygna-
łu sinusoidalnego jest zniekształ-
cona (rys. 2a i 2b).
W celu usuniÍcia znieksztaÅ‚ceÒ
skrośnych, zamiast tradycyjnych
rozwiÄ…zaÒ polaryzacyjnych
w układzie zastosowano silne
ujemne sprzÍÅ‚enie zwrotne. Re-
zystor R4 łączy wyjścia tranzys-
torÛw TR1 i TR2 z wejÅ›ciem od-
wracajÄ…cym wzmacniacza IC1,
a wiÍc pÍtla sprzÍÅ‚enia zwrotnego
obejmuje nie tylko wzmacniacz
operacyjny, ale takÅ‚e stopieÒ mo-
cy. JeÅ›li napiÍcie wyjÅ›ciowe IC1
przekracza zero w stronÍ napiÍĘ
dodatnich, to nieprzewodzenie
tranzystora TR1 oznacza przerwa-
nie pÍtli sprzÍÅ‚enia zwrotnego,
a wiÍc nieskoÒczenie duÅ‚e
wzmocnienie wzmacniacza z ot-
wartÄ… pÍtlÄ…. Tak wiÍc, bardzo
maÅ‚e napiÍcie sygnaÅ‚u wystarcza,
by na wyjÅ›ciu IC1 pojawiÅ‚o siÍ
Rys. 1. Schemat ideowy osobistego wzmacniacza stereo.
dodatnie napiÍcie 0,7V. WÛwczas
napiÍcie na wyjÅ›ciu caÅ‚ego toru
tkowe wzmocnienie napiÍciowe, waniach moÅ‚e siÍgaĘ nawet zaczyna narastaĘ (TR1 przewo-
ale zapewnia poÅ‚Ä…dane w tym 100mA, przy sÅ‚abych zaÅ› moÅ‚e dzi), a pÍtla sprzÍÅ‚enia zwrotnego
przypadku duÅ‚e wzmocnienie prÄ…- wynosiĘ tylko kilka mA. zostaje zamkniÍta. Podobnie jest
dowe. W przypadku wzmacniacza w przypadku poczÄ…tku ujemnych
KorzyśĘ pÅ‚ynÄ…ca z zastosowa- klasy A spoczynkowy pobÛr poÅ‚Ûwek sinusoidy (na wyjÅ›ciu),
nia komplementarnego wzmacnia- mocy jest staÅ‚y i duÅ‚y, co nie kiedy to napiÍcie na wyjÅ›ciu IC1
cza klasy B leły takłe w tym, łe jest mile widziane w przypad- niemal natychmiast spada do -
pobÛr prÄ…du zmienia siÍ z wyste- ku urzÄ…dzeÒ zasilanych bate- 0,7V, po czym zamkniÍta zostaje
rowaniem i przy silnych wystero- ryjnie, poniewaÅ‚ prowadzi do pÍtla sprzÍÅ‚enia zwrotnego.
szybkiego wyczerpania baterii, W przypadku sinusoidalnego syg-
nawet wtedy, gdy wzmacniacz nału wejściowego, sygnał na wyj-
pracuje z niskim poziomem ściu wykazuje zniekształcenia
düwiÍku. przedstawione na rys. 2c. Zamiast
znieksztaÅ‚ceÒ skroÅ›nych wystÍpu-
Zniekształcenia skrośne ją zniekształcenia o charakterze
StopieÒ wyjÅ›ciowy prezento- w pewnym sensie przeciwnym.
wanego ukÅ‚adu jest rozwiÄ…zany W koÒcowym efekcie sygnaÅ‚ wyj-
w sposÛb oszczÍdny i nie zawie- Å›ciowy wykazuje zmniejszony po-
ra ukÅ‚adu wstÍpnej polaryzacji ziom znieksztaÅ‚ceÒ. BÍdÄ… one sÅ‚y-
tranzystorÛw wyjÅ›ciowych. Jest szalne przy niskich poziomach
to cenne o tyle, Å‚e pozwala düwiÍku i przysÅ‚uchiwaniu siÍ
Rys. 2. Sygnał sinusoidalny (a),
uniknąĘ znacznych strat mocy głośnikowi z niewielkiej odległoś-
sygnał sinusoidalny ze zniekształce-
w tranzystorach wyjÅ›ciowych ci, ale w przypadku przeciÍtnych
niami skrośnymi (b), sygnał
przy braku wysterowania. Roz- poziomÛw düwiÍku nie bÍdÄ… od-
sinusoidalny na wyjściu układu IC1
wiÄ…zanie takie posiada jednak czuwalne.
(c).
Elektronika Praktyczna 10/99
20
P R O J E K T Y Z A G R A N I C Z N E
Wykonanie łoby zasilaĘ z niewielkiej baterii
WYKAZ ELEMENTÓW
Modelowy układ wykonano na o dułej pojemności typu PP3, ale
Rezystory
dwÛch pÅ‚ytkach uniwersalnych, rozwiÄ…zanie takie byÅ‚oby dosyĘ
(0,25W, węglowe warstwowe)
po jednej na kanał. kosztowne. Małe wzmocnienie na-
R1, R5: 6,8k&!
PÅ‚ytki sÄ… bardzo proste - z ich piÍciowe i niewielka impedancja
R2, R3, R6, R7: 56k&!
wykonaniem poradzą sobie takłe wejściowa wzmacniacza sprawia-
R4, R8: 100k&!
mniej zaawansowani. Niemniej jÄ…, Å‚e rozmieszczenie elementÛw
Kondensatory
jednak przy montaÅ‚u naleÅ‚y nie jest krytyczne, a poszczegÛlne
C1, C5: 100µF/10V
pamiÍtaĘ o wszystkich ostrzeÅ‚e- podzespoÅ‚y moÅ‚na umieszczaĘ
niach dotyczÄ…cych stosowania pÅ‚y- w obudowie w dowolny sposÛb. C2, C6: 2,2µF/50V
tek uniwersalnych. Wiele otwo- PÅ‚ytki moÅ‚na mocowaĘ do obu- C3, C7: 10µF/25V
rÛw takiej pÅ‚ytki pozostanie bo- dowy za pomocÄ… metrycznych Å›rub
C4, C8: 470µF/10V
wiem nie wykorzystanych, a wiÍc M3, podkÅ‚adek i nakrÍtek lub koÅ‚-
Półprzewodniki
szansa wstawienia jednego z pod- kÛw dystansowych z tworzywa
TR1, TR3: BC337
zespoÅ‚Ûw w niewÅ‚aÅ›ciwe miejsce sztucznego. MiniaturyzacjÍ wymia-
TR2, TR4: BC327
jest duÅ‚a, dlatego montaÅ‚ wymaga rÛw caÅ‚oÅ›ci osiÄ…gnąĘ moÅ‚na ustawia-
IC1, IC2: NE5534AN
nieco wiÍkszej niÅ‚ zwykle uwagi. jÄ…c pÅ‚ytki jedna nad drugÄ…. Wymaga
Różne
NaleÅ‚y takÅ‚e zwrÛciĘ uwagÍ na to zastosowania koÅ‚kÛw dystanso-
SK1, SK2: gniazda jack stereo
montaÅ‚ elementÛw o wyrÛÅ‚nionej wych o dÅ‚ugoÅ›ci okoÅ‚o 12mm.
3,5mm
polaryzacji - kondensatorÛw i ele- PoniewaÅ‚ wzmocnienie ukÅ‚adu
B1: zestaw baterii 9V (6xHP7/AA)
mentÛw pÛÅ‚przewodnikowych. nie jest duÅ‚e, nie ma potrzeby
S1: przełącznik jednobiegunowy
Wzmacniacze NE5534AN za- stosowania do poÅ‚Ä…czeÒ przewo-
jednopozycyjny
stosowane jako ukÅ‚ady IC1 i IC2 dÛw ekranowanych ani szczegÛl-
Średnich rozmiarów obudowa
nie sÄ… wraÅ‚liwe na dziaÅ‚anie nego separowania ukÅ‚adÛw wej-
z tworzywa sztucznego lub
Å‚adunkÛw elektrostatycznych, nie- Å›ciowych i wyjÅ›ciowych.
z metalu, podstawki 8-nóżkowe
mniej jednak zaleca siÍ umiesz- SK1 i SK2 sÄ… to gniazda jack
2 szt., złączka bateryjna, przewód
czenie ich w podstawkach. Układ stereo 3,5mm, takie same jak
(plecionka), cyna, kołki lutownicze
bÍdzie miaÅ‚ lepsze parametry, jeÅ›- gniazda stosowane w przenoÅ›nym
itp.
li zastosujemy wzmacniacz sprzÍcie stereo. Do poÅ‚Ä…czenia np.
NE5534P lub nawet TL071CP (Bi- walkmana ze wzmacniaczem jest
FET). Dla zwykÅ‚ych, tanich niezbÍdny kabel zakoÒczony z obu Testowanie
wzmacniaczy operacyjnych naleÅ‚y stron wtykiem jack stereo 3,5mm, Po zakoÒczeniu montaÅ‚u nale-
liczyĘ siÍ ze znacznym pogorsze- ktÛry moÅ‚na nabyĘ lub wykonaĘ Å‚y dokÅ‚adnie przejrzeĘ pÅ‚ytki
niem jakoÅ›ci düwiÍku, ze wzglÍdu we wÅ‚asnym zakresie. wzmacniacza, poÅ‚Ä…czyĘ wszystkie
na gorsze wÅ‚asnoÅ›ci czÍstotliwoÅ›- OczywiÅ›cie na polecenie zasÅ‚u- bloki oraz wÅ‚Ä…czyĘ i sprawdziĘ
ciowe takich wzmacniaczy. guje rozwiÄ…zanie, w ktÛrym caÅ‚ośĘ jego dziaÅ‚anie. Poziom düwiÍku
przyjmie formÍ dwÛch moduÅ‚Ûw, powinien byĘ dostatecznie wyso-
KoÒcowe czynnoÅ›ci z ktÛrych w jednym znajdÄ… siÍ: ki, jeÅ›li jednak nie jest satysfak-
montaÅ‚owe wzmacniacz, bateria oraz jeden cjonujÄ…cy, moÅ‚na zwiÍkszyĘ war-
Jako obudowy wzmacniacza z gÅ‚oÅ›nikÛw, natomiast drugi po- toÅ›ci rezystorÛw R4/R8 do 220k&!.
mołna ułyĘ dowolnego średniej mieści pozostały głośnik. ChoĘ EPE
wielkości pudełka metalowego lub nieco bardziej kłopotliwe w reali-
z tworzywa sztucznego. Ułycie za- zacji, rozwiązanie takie pozwala Artykuł publikujemy na pod-
silania bateryjnego nie pozwala ograniczyĘ liczbÍ obudÛw z czte- stawie umowy z redakcjÄ… mie-
jednak na zastosowanie bardzo rech do trzech i czyni caÅ‚ośĘ siÍcznika "Everyday Practical
małej obudowy. Układ mołna by- bardziej estetyczną. Electronics".
Elektronika Praktyczna 10/99
21