Принципиальная схема переговорного пульта
Принципиальная схема одного из двух пультов показана на рис. 7.4. При напряжении питания 4 В его выходная мощность вполне достаточна, так как он — из-за необходимости постоянного переключения на прием и передачу — всегда должен находиться рядом. Двухкаскадный предварительный усилитель обеспечивает требуемое усиление сигнала при использовании громкоговорителя в качестве микрофона. При сборке необходимо следить, чтобы проводники питания каскадов предварительного и оконечного усилителей шли раздельно вплоть до конденсатора фильтра и чтобы подключение громкоговорителя на массу было расположено как можно ближе ко входу; в ином случае возможно появление искажений или низкочастотных паразитных колебаний.
Оба пульта идентичны друг другу и соединяются двухжильным проводом. Диаметр провода должен быть тем больше, чем больше расстояние между пультами (в испытанном образце устройства был использован звонковый двухжильный провод диаметром 0,6 мм и длиной 30 м, т. е. его общая длина составила 60 м). Переключение «Прием-Передача» производится с помощью простой однополюсной кнопки. В состоянии покоя («Прием») этот переключатель соединяет громкоговоритель пульта с проводом; при переходе же на передачу эта цепь разрывается, но производится подключение батареи к схеме, а громкоговоритель начинает работу в качестве микрофона, причем происходит усиление его сигнала.
Использование этого устройства требует определенной дисциплины переговоров. Говорящий всегда должен заканчивать передачу определенным словом, например, «Конец». Это является сигналом на другом конце провода к переходу с приема на передачу. На пульте можно предусмотреть сигнализацию о включении его на передачу с помощью светодиода, как это было сделано в рассмотренной схеме.
В устройстве по схеме на рис. 7.4 используются кремниевые транзисторы n-р-n КТ312Б, КТ315Г, КТ358Б. Германиевый р-n-р транзистор должен быть МП25Б или МП26Б, ГТ402Б, ГТ403Б. Светодиод АЛ307 или АЛ307Б.
Динамическая головка 0,5ГД-30 или 0,5ГД-31 с сопротивлением обмотки 16 Ом.
7.3. АВТОМАТИЧЕСКОЕ ВКЛЮЧЕНИЕ ЗВУКОВОСПРОИЗВОДЯЩЕЙ УСТАНОВКИ
Батарейное питание небольших бытовых приборов и устройств имеет тот недостаток, что его часто забывают выключать. Это можно предотвратить, если вместо выключателя установить автоматическое устройство включения, управляемое источником сигнала. Однако само устройство включения должно потреблять такой малый ток, чтобы емкость батареи расходывалась в основном не на него, а в период требуемой работы основного прибора.
Такую автоматику включения можно установить в бытовых звуковоспроизводящих установках.
Для прослушивания записей через стереофонические проигрыватели, кассетные магнитофоны и т. п. очень удобны стереофонические головные телефоны. При этом телефоны, подключенные через согласующий усилитель к выходу детектора или к выходу, предназначенному для перезаписи, обеспечивают лучшее качество воспроизведения, чем при подключении их к выходу усилителя мощности. Такой согласующий усилитель целесообразно оснастить автоматикой, подключающей его к цепи питания только при приходе сигнала определенного уровня. Он должен отвечать следующим требованиям:
потребление тока в состоянии «готовности» менее 25 мкА (плоской батарейки достаточно примерно на 800 суток);
сохранение работоспособности при падении напряжения питания до 3,5 В;
чувствительность около 50 мВ;
задержка включения около 30 с;
настолько высокоомный вход, чтобы нагрузка высокоомным источником сигнала (например, пьезоэлектрическим звукоснимателем) оставалась достаточно малой;
малые размеры, позволяющие устанавливать автоматическое устройство в уже работающий усилитель.
Устройство, схема которого приведена на рис. 7.5, отвечает этим требованиям. Через входы Е1
и Е2 сигналы поступают на оба стереоканала, при этом развязка осуществляется резисторами сопротивлением 220 Ом (в случае проигрывателя — до 1 МОм), и через конденсатор связи — на усилитель напряжения, собранный на транзисторе VI.
Его оптимальная рабочая точка устанавливается подбором резистора R3 в помещении, где усилитель будет работать. При этом проверяется минимальная чувствительность на входе, обеспечивающая сигнал на выходе.
Рис. 7.5. Автоматическое устройство включения батарейного бытового прибора, управляемое источником сигнала
Рис. 7.6. Схема входного каскада: а — схема с обратной связью по переменному напряжению; б — деление тока базы для устранения обратной связи по переменному напряжению
Устройство по схеме на рис. 7.5 может быть выполнено на кремниевых транзисторах КТ342А или КТ342Б (V1 и V2) и КТ602А (V4). Диод V2 — любой кремниевый высокочастотный, например Д220 или даже КД105Б или КД105В. С точки зрения улучшения характеристик устройства желательно, чтобы первый транзистор был малошумящим, со сверхусилением при токе коллектора, исчисляемом единицами микроампер. Такими свойствами обладают транзисторы КТ3102Б, КТ3102В, КТ3102Г.
Схема, показанная на рис. 7.6, а, из-за нежелательной обратной связи по переменному напряжению, обладает низкой чувствительностью. Преимущества обратной связи по постоянному току без появления такого эффекта можно реализовать с помощью другой схемы — рис. 7.6,6, требующей, однако, большего количества элементов. Таким образом, выбор схемы в определенной мере зависит от возможности достать высокоомный резистор для установки рабочей точки.
После усиления сигнал достаточен для открывания развязанного по постоянному току транзистора V3. Через защитный резистор R5 он заряжает конденсатор СЗ, разрядка которого, ограничиваемая по току резистором R6, держит транзистор V4 открытым, даже если уровень сигнала кратковременно падает ниже минимально допустимого. В конце программы (в конце пластинки или магнитной ленты) или при выключении источника напряжения запирание усилителя запаздывает примерно на 30 с. После этого в авторском образце усилителя ток составлял менее 15 мкА, что удовлетворяет поставленным требованиям.
Подобное автоматическое устройство управления может выполнять и другие задачи, если установить на его входе или выходе дополнительные каскады, обеспечивающие или другое значение сигнала на выходе, или переключение тока. Однако один дополнительный каскад усиления напряжения (связанный с возможно большими входными сопротивлениями несмотря на меньший уровень сигнала на выходе) означает примерно удвоение тока покоя. Кроме того, устройство должно иметь защиту от влияния помех, которые могут привести к его случайным срабатываниям. На выходе, например, может быть установлена схема Дарлингтона с одним мощным транзистором, допускающим прохождение больших токов переключения. Такое устройство можно использовать для включения голосом батарейного кассетного магнитофона или, наоборот, для его выключения на время пауз при записи радиопередачи. И наконец, — при использовании соответствующих датчиков — его можно применить для автоматического выключения переносного или карманного радиоприемника, если вход этого устройства подключить к усилителю низкой частоты за регулятором громкости. При снижении громкости до минимума оно производит его выключение по истечении времени задержки, определяемой емкостью конденсатора СЗ. При этом механический выключатель не нужен.
7.4. СТЕРЕОУСИЛИТЕЛЬ НА МИКРОСХЕМАХ
Стереофонические звуковоспроизводящие установки получили сейчас большое распространение. В литературе подробно освещается опыт их эксплуатации и варианты усовершенствований. Это тем более актуально, что появившиеся в последнее время мощные усилительные микросхемы, такие как А210К (5 Вт, производство ГДР) и MDA 2020 (20 Вт, предприятие Tesla, ЧССР) [К174УН7Б, К174УН9Б (производство СССР). — Прим. ред.], позволяют собрать современный стереоусилитель с хорошими характеристиками.
Рис. 7.7. Принципиальная схема усилителя на микросхеме А210 (А205)
Каждый из усилителей описанной ниже стереофонической звуковоспроизводящей установки собран на микросхеме А210, требующей бережного обращения при сборке.
Так, ее нельзя кре пить пайкой, перегибы не должны превышать 8°. Микросхема поставляется с небольшим радиатором, который можно закрепить на радиаторе большего размера. Без дополнительного охлаждения микросхема с индексом D может отдавать мощность 1,3 Вт, что вполне достаточно для нормальных квартирных условий. Мощность микросхем с индексом К достигает 5 Вт. Достаточное охлаждение обеспечивается радиатором с пятью звездообразно расположенными ребрами.
Принципиальная схема усилителя, собранного на микросхеме А210, представлена на рис. 7.7. При относительно высоком напряжении питания (нельзя превышать предельное напряжение 20 В) эта микросхема может отдать мощность на выходе до 5 Вт. Входное напряжение при этом может быть менее 100 мВ при относительно высокоомном входе. Поэтому достаточно одного небольшого конденсатора связи, например, емкостью 0,1 мкФ. Установка электролитического конденсатора нежелательна, учитывая помехи от его тока утечки.
В усилителе НЧ по схеме на рис. 7.7 используется интегральная микросхема, не имеющая аналога среди советских микросхем. Ее можно заменить на К174УН7 с соответствующими изменениями в схеме. Динамическая головка может быть 6ГД-2 или 4ГД-35, 4ГД-36 с сопротивлением обмотки 4 Ом.
Следует отметить одну из особенностей этого усилителя — он имеет тепловую защиту. Если, например, попытаться еще более повысить выходную мощность, увеличивая напряжение на входе, то произойдет обратное — мощность уменьшится. Благодаря этому усилитель в определенных пределах (не до замыкания выхода накоротко) защищен от перегрузки. Нагрев усилителя можно не предотвращать: ток и напряжение, особенно выходных транзисторов, всегда изменяются в широких пределах. Их произведение — мощность — остается в разумном соотношении к мощности, воспроизводимой громкоговорителем. КПД, возрастая с раскачкой, достигает примерно 70 %. В общем случае с блоком питания соответствующей мощности можно получить максимальную выходную мощность 3X6 Вт.
Но иногда этого мало.
Самым важным является вопрос, каким образом можно безопасно получить требуемую мощность. Для громкоговорителя, установленного в обычном деревянном ящике, в условиях современной квартиры в большинстве случаев достаточно мощности даже меньше 2 Вт (это не относится к высококачественным звуковоспроизводящим установкам с их особенностями). Следовательно, здесь достаточно звонкового трансформатора, обеспечивающего ток 1 А. Диаграммы, построенные для микросхем А210 и R210D(K), позволяют сделать вывод о том, что максимально допустимое напряжение для схем серии R составляет 15 В. При этом напряжении для громкоговорителя с внутренним сопротивлением 8 Ом выходная мощность может составить примерно 2,5 Вт, а при внутреннем сопротивлении 4 Ом — 4,5 Вт, если коэффициент нелинейных искажений будет ниже 2%. Ток в этих случаях равен 300 мА (при 8 Ом) и более 500 мА (при 4 Ом). Микросхему необходимо охлаждать, так как в ином случае она отдает меньшую мощность, например при 25 °С — лишь 1,3 Вт.
