К элементам аналоговой техники относятся всевозможные усилители (в том числе суммирующие, интегрирующие, дифференцирующие и т. п.), функциональные преобразователи, аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи, электронные ключи, коммутаторы и т. п. Многие из этих устройств выпускаются в виде интегральных микросхем, потому их код в позиционных обозначениях на схеме — латинские буквы DA. Рядом с позиционным обозначением обычно указывают тип элемента, а возле выводов — их номера (часто говорят — «цоколевку» ).
Условные графические обозначения изделий этой группы построены аналогично символам элементов цифровой техники: как и последние, кроме основного, они могут содержать одно или два дополнительных поля, их размеры также определяются числом выводов, числом знаков в метках и обозначении функции и т. п. Входы элементов аналоговой техники располагают слева, выходы — справа. При необходимости УГО изображают повернутым на 90° по часовой стрелке (входы — сверху, выходы — снизу). Прямые входы и выходы обозначают линиями, присоединяемыми к контуру УГО без каких-либо знаков, инверсные — с кружком в месте присоединения (см. рис. 15.2).
Как и в цифровой технике, в основном поле УГО элемента аналоговой техники указывают его функциональное назначение. Обозначение функции может состоять из букв латинского алфавита, арабских цифр и специальных знаков. Обозначения наиболее часто встречающихся функций приведены в табл. 16.1.
Таблица 16.1 Условное обозначение некоторых функций
| Наименование функции | Код |
| Детектирование | DK |
| Деление | X:Y или x:y |
| Деление частоты | :FR или :fr |
| Дифференцирование | D/DT или d/dt |
| Интегрирование | int или ∫ |
| Логарифмирование | LOG или log |
| Замыкание | SWM |
| Размыкание | SWB |
| Переключение | SWT |
| Преобразование | X/Y или x/y |
| Сравнение | = |
| Суммирование | SM |
| Тригонометрические функции (например, тангенс) | TG или tg |
| Умножение | XY или ху |
| Формирование | F |
| Усиление | > или  |
| Преобразование цифроаналоговое | #/Λ |
| Преобразование аналого-цифровое | Λ/# |
Символы сложных функций комбинируют из простых, располагая их в последовательности обработки сигнала. Допускается использовать обозначения для элементов цифровой техники (см. табл. 15.1).
Назначение выводов указывают метками, помещаемыми в дополнительных полях. Обозначения некоторых основных меток приведены в табл. 16.2.
Таблица 16.2 Обозначение некоторых выводов аналоговых устройств
| Метка вывода | Код |
| Начальное значение интегрирования | 1 |
| Установка начального значения | S |
| Установка в состояние 0 | R |
| Поддержание текущего значения сигнала | H |
| Строб, такт | C |
| Пуск | ST |
| Балансировка(коррекция 0) | NC |
| Коррекция частотная | FC |
| Питание от источника напряжения (общее обозначение) | U |
| Питание от источника напряжением -15 В | -15U |
| Общий вывод | 0V |
Часть из них допускается использовать и в качестве дополнительных характеристик элемента (в этом случае их помещают после символа функции) или сигналов (например, знаки аналогового и цифрового сигналов изображают над выводами элемента, чтобы отличить вид сигнала).
Общее обозначение усилителя показано на рис. 16.1 (DA1). О том, что это — усилитель, говорит знак в виде треугольника. Слева от него (на месте буквы ƒ ) указывают функцию, выполняемую усилителем (например, дифференцирование, логарифмирование), справа (на месте буквы m) — коэффициент усиления (если он общий для всех выходных сигналов). На месте меток W1—Wn записывают весовые коэффициенты входных сигналов, а меток m1—mk, — частные коэффициенты усиления сигналов, снимаемых с соответствующих выходов.
Если коэффициент усиления всех сигналов одинаков, в основном поле можно указать его значение. Если же коэффициент усиления равен 1 или настолько велик, что знание конкретной величины не имеет значения, его допускается не указывать (в последнем случае можно вписать знак бесконечности ∞ или прописную букву М).
С учетом сказанного, УГО с позиционным обозначением DA1 на рис. 16.2 обозначает инвертирующий усилитель с коэффициентом усиления 5.
Под позиционным обозначением DA2 изображено УГО так называемого операционного усилителя. У него один выход и два входа: прямой (или неинвертирующий, так как фаза выходного сигнала совпадает с фазой сигнала, поданного на этот вход) и инверсный (инвертирующий; фаза выходного сигнала сдвинута на 180° относительно сигнала на этом входе).
Выводы с метками «-15V» и «+15V» предназначены для подключения двуполярного источника питания ±15 В, с метками FC — для подсоединения цепи, корректирующей АЧХ усилителя, выводы NC — для подключения элементов балансировки по постоянному току, вывод металлического корпуса (метка в виде 
; желательно не путать с общим выводом, который должен обозначаться 0V) — для соединения с общим проводом устройства, в которое входит операционный усилитель.
Отличительный признак суммирующего усилителя — буквы SM или общепринятый символ математической суммы — греческая буква Σ. Для примера на рис. 16.2 изображен суммирующий усилитель DA3 с коэффициентом усиления 20. С учётом указанных весовых коэффициентов напряжение на выходе должно быть равно
U = 20(0,2а + 0,2b + 0,5с + 2d) = 4а + 4Ь + 10с + 40d.
Позиционное обозначение DA4 на рис. 16.2 принадлежит дифференцирующему усилителю с общим коэффициентом усиления 3 и двумя входами с весовыми коэффициентами 0,5 и 3 соответственно. Его выходное напряжение определяется формулой
Элементы аналоговой техники могут управляться цифровыми сигналами. Чтобы отличить выводы, предназначенные для этой цели, над ними помещают знак цифровой информации в виде двойного креста #. На рис.16.2 изображен интегрирующий усилитель DA5, управляемый цифровыми сигналами. У него два аналоговых входа а и b с весовыми коэффициентами 3 и 5, вход для подачи сигнала начального значения интегрирования I, три входа цифрового управления (С — для подачи тактирующего импульса, S — для установки начального значения, Н — для поддержания текущей величины сигнала) и инверсный выход. При уровне сигнала d, соответствующем лог. «1», а сигналов е и ƒ — лог.«0», выходное напряжение равно
На рис. 16.3 приведены условные графические обозначения некоторых функциональных преобразователей — устройств, осуществляющих перемножение, деление и другие действия над аналоговыми сигналами. Для примера изображены УГО перемножителя (DA1; U= 5ab), делителя (DA2; U= a/b), В обозначении функции деления использовать косую чёрту вместо двоеточия не разрешается.
Общее УГО преобразователя сигналов из одного вида в другой DA3 показано на рис. 16.3. Вместо букв х и у в основное поле могут быть вписаны обозначения обрабатываемой информации, например, напряжение (U), частота (f), длительность импульса ( τ ) и т. п., а также ее вид (аналоговая или цифровая). Примеры УГО этой группы приведены с позиционными обозначениями DA4 (преобразователь напряжения в частоту), DA5 и DA6 (соответственно аналого-цифровой и цифроаналоговый преобразователи).
В основном поле УГО электронных ключей и коммутаторов вместо буквенного кода (табл. 16.1) можно помещать символы соответствующей группы контактов (замыкающих, размыкающих и переключающих), что придает УГО большую наглядность, как это показано на рис. 16.4. Поскольку подобные устройства обычно управляются цифровыми сигналами, неотъемлемой частью их УГО являются входы для этих сигналов. Так, через электронные ключи DA1 аналоговый сигнал проходит в любом направлении при подаче на цифровой вход (обозначен #) напряжения логической «1» и не проходит, если это напряжение имеет уровень «О», в ключах DA2 — наоборот, проходит при уровне «О» и не проходит при уровне «1».
Электронный коммутатор DАЗ управляется цифровыми сигналами через логический элемент «И» (об этом свидетельствует знак & в зоне дополнительного поля, к которой присоединены выводы с символами цифрового сигнала). В этом случае при поступлении на оба управляющих входа напряжений с уровнем 1 аналоговый сигнал проходит на выход 2, а при всех других значениях цифровых сигналов — на выход 1.
Перейти к содержанию
Транзисторный предварительный усилитель НЧ с регулятором тембра
На чтение 2 мин Опубликовано 01.05.2017
Обновлено 07.07.2019
Не менее важной частью УНЧ чем усилитель мощности является так же и предварительный усилитель в котором осуществляется не только предварительное усиление сигнала, но и его частотная коррекция с помощью регулятора тембра.
Транзисторный предварительный усилитель
На сайте Радиочипи показана простая электрическая схема предварительного УНЧ с регулятором тембра по низким и высоким частотам и регулятором громкости. На транзисторе VT1 выполнен не столько предварительный усилитель, сколько активный регулятор тембра.
Тембр по низким частотам регулируется переменным резистором R2. Тембр по высоким частотам регулируется переменным резистором R4. Частото-зависимый мост включен между входом и выходом каскада на VT1, превращая его в регулируемый активный фильтр.
Входной сигнал поступает сразу на схему регулировки тембра без каких-то предварительных каскадов. Если выходное сопротивление источника сигнала небольшое это вполне допустимо. Но при высокоомном выходе, например, если источником сигнала должен служить старый проигрыватель виниловых дисков с пьезоэлектрическим звукоснимателем, нужно сделать
предварительный каскад для повышения входного сопротивления, например, по схеме эмиттерного повторителя, как показано на рисунке 2. В этом случае входной сигнал поступает на базу VT2, а сигнал на вход активного регулятора тембра снимается с его эмиттера. Режим работы каскада устанавливается подбором сопротивления резистора R10.
Режим работы по постоянному току каскада на транзисторе VT1 задает делитель напряжения R5-R6. Переменный резистор R9 служит для регулировки громкости. С него сигнал подается на усилитель мощности звуковой частоты. Все конденсаторы должны быть на напряжение не ниже напряжения питания.
Автор
Автор: Род Элиотт (Rod Elliott — ESP)
Схем предусилителей существует множество, а при условии соблюдения несколько простых мер предосторожности и использовании современных операционных усилителей они очень просты в разработке и обеспечивают высокую производительность. Обращаюсь к тем, для кого ОУ «под запретом»: Пожалуйста, пропустите этот раздел, но ТОЛЬКО после прочтения следующих двух абзацев.
Несмотря на то, что в аудиофильских кругах операционные усилители считаются чем-то плохим, необходимо помнить о том, что звук от инструмента музыканта до ушей слушателя проходит через где-то от 10 до 100 операционных усилителей – в микшере (как правило, более одного раза), во внешних устройствах эффектов, в устройстве записи (аналоговом или цифровом), и, наконец, в самом проигрывателе компакт-дисков. Многие из них не так хороши, как те, которые используются в этой конструкции.
Это не означает, что хороший ламповый предусилитель не будет звучать лучше (или, возможно, просто по-другому), но не стоит также верить мифам о плохом «микросхемном звуке», которые весьма популярны. Это мнение тех, кто использовал и ламповые предусилители, и предусилители на ОУ моей конструкции.
Описание
Предусилитель имеет опциональные регуляторы тембра и баланса, которые могут не включаться при желании. Селектор входов может быть расширен, если это необходимо, чтобы обеспечить больше источников сигнала.
Регулятор тембра построен на пассивных элементах управления, но не включает традиционную схему с обратной связью Баксандала. Он обеспечивает регулировку в пределах ±6 дБ на максимуме, что может показаться недостаточным (большинство регуляторов тембра предлагают от 12 до 20 дБ), но в действительности, этого, как правило, вполне достаточно для тех корректировок, какие обычно необходимы.
Примечание: Регулятор тембра был немного изменен с момента оригинальной публикации этой схемы. В регуляторе ВЧ в идеале должен использоваться конденсатор 1 нФ (10 нФ был использован ранее). В приведенной схеме обеспечивается регулировка ±3 дБ на частотах 6 кГц и 55 Гц в крайних положениях потенциометров. Если изменение тембра слишком незначительно, увеличение емкости конденсаторов в цепях регулировки низких и высоких частот (100 нФ и 1 нФ соответственно) понизит частоту, и наоборот. В случае использования небольших акустических систем в цепи регулятора низких частот лучше использовать конденсатор 47 нФ.
В схеме предусмотрен опциональный выход на запись. Его можно исключить, если он не нужен. Излишне говорить, что может быть использовано любое устройство записи, и оно не обязательно должно быть магнитофоном.
Селектор входов и коммутация цепей
Рис. 1. Селектор входов и коммутация цепей
Каких-либо особенностей в конструкции здесь нет, но при монтаже следует соблюдать осторожность, чтобы гарантировать, что провода левого и правого каналов разделены везде, где это возможно, чтобы предотвратить перекрестные помехи. В качестве селектора входов рекомендуется использовать поворотный переключатель с удлиненным валом. Это позволит разместить все входы и переключатель в пределах одной секции и надежно их экранировать.
Регуляторы входного сигнала для CD и DVD входов позволяют сбалансировать уровни с другими источниками. Проведя небольшое количество экспериментов необходимо обеспечить возможность переключаться с одного входа на другой с сохранением уровня громкости.
Разъемы «Tape Out» подключены к выходам первого каскада усиления, поэтому для компенсации прироста уровня сигнала (6 дБ) добавлен аттенюатор. Он также обеспечивает полезную буферизацию на входе усилителя от любых паразитных сигналов, которые могут возникнуть, когда подключено устройство записи.
Входной буфер и регулировка тембра
Рис. 2. Входной буфер и регулировка тембра
На схеме показан только левый канал. Правый канал идентичен, и использует вторую половину ОУ NE5532. Обратите внимание, как подключается питание к ОУ:
+V — Pin 8, –V — Pin 4
При неправильном подключении операционные усилители выйдут из строя!
Входной каскад имеет коэффициент усиления 2 (6 дБ) и выполняет роль буфера для темброблока. Буферный каскад на выходе темброблока также имеет 2-хкратное усиление, чтобы компенсировать потери на стадии регулировки тембра (6 дБ). Таким образом, общее усиление после регуляторов тембра составляет 4 (для тех частот, которые усилены до максимума). С учетом стандартного сигнала 2 В RMS с проигрывателя компакт-дисков, выход составит 8 В RMS или пик амплитуды 11,3 В (при условии, что регулятор уровня входного сигнала на максимуме).
Чтобы предотвратить срез сигнала на пиках, напряжения питания ОУ должно быть не ниже ± 15 В. Уровень сигнала других источников будет значительно ниже 2 В RMS проигрывателя компакт-дисков. Поэтому исключается все вероятные возможности клиппинга.
Обратите внимание, что регуляторы тембра в центральном положении обеспечивают практически ровную АЧХ. Любое отклонение будет вызвано, скорее всего, механическими, а не электрическими причинами.
При переключении S2 все элементы темброблока и выходной буфер исключаются из цепи.
Баланс, громкость, выходной каскад усиления
Рис. 3. Баланс, громкость, выходной каскад усиления
Выходной каскад обеспечивает основную часть усиления (12,6 дБ), и включает в себя регуляторы громкости и баланса. Регулятор баланса вносит ослабление 2,3 дБ в центральном положении и имеет полулогарифмическую характеристику. Поэтому в районе центрального положения движка легко обеспечивается точный контроль. Когда элемент управления поворачивается в крайнее положение, противоположный канал получает 1 дБ сигнала. Использование ступенчатой регулировки усиления может снизить уровень шума
Если ваш усилитель имеет необычно высокую чувствительность, необходимо увеличить значение R19. Усиление этого каскада определяется по формуле:
Ку = 20log((R18 + R17) / R17) — 2,3 дБ (2,3 дБ теряется в управлении балансом)
Общий коэффициент усиления системы со всеми элементами управления (кроме регуляторов тембра) на максимуме составляет 18,5 дБ, поэтому 230 мВ будет выводить усилитель с чувствительностью входа 2 В на полную мощность.
Если требуется большее усиление (что весьма маловероятно), то это может быть реализовано за счет снижения номинала R17 в оконечном выходном каскаде (в настоящее время 22 кОм). Если, например, нужен общий коэффициент усиления 24 дБ, то значение R17 должно быть уменьшено до 12 кОм. При этом собственный шум повышается пропорционально увеличению коэффициента усиления.
Для работы с усилителями мощности обычной чувствительности (с усилением 27 дБ) общий коэффициент усиления предусилителя в 10 дБ достаточен для большинства источников. Это значение может быть достигнуто путем увеличения R17 до 82 кОм, так что общее усиление будет
6 дБ + 7 дБ – 2,3 дБ = 10,7 дБ
По желанию значения R17 и R18 могут быть разделены на 10 (до 10 кОм и 2,2 кОм, как показано на схеме). Это может уменьшить шум за счет более низких импедансов. Я не измерял уровни шума в обеих конфигурациях, но они будут очень низкими в любом случае.
Все потенциометры использованы с линейной характеристикой.
Каждый ОУ должен быть зашунтирован электролитическими конденсаторами 10 мкФ х 25 В от каждого плеча питания на землю и конденсаторами емкостью 100 нФ между выводами питания (см. рис. 4). Последние должны располагаться как можно ближе к выводам питания ОУ, расположение электролитов 10 мкФ не критично. Отказ от шунтирования приведет к возникновению высокочастотных колебаний, которые значительно исказят звучание предусилителя.
Рис. 4. Схема шунтирования ОУ по питанию
Указанные ОУ весьма распространены, и их не составит труда найти. Несомненно, есть и лучшие устройства, но общее качество NE5532, используемых в этой конструкции, должно удовлетворить самых взыскательных слушателей. Эти устройства имеют внутренний стабилизатор, и не требуется никакой внешней стабилизации.
Обратите внимание, что все операционные усилители (за исключением буфера тона) работают с усилением по постоянному току. Это приводит к появлению на выходах ОУ постоянного напряжения в пределах нескольких милливольт. Для устранения этого потребовалось бы использование электролитических конденсаторов на пути прохождения сигнала, чего хотелось избежать.
Использование выходного конденсатора емкостью 2,2 мкФ предотвратить попадание постоянного напряжения в последующие устройства. Категорически не рекомендуется удалять эти конденсаторы, т.к. постоянное напряжение (даже в небольших количествах) передавать в усилитель не допускается! Параллельное включение двух конденсаторов 2,2 мкФ обеспечивает сигнал на уровне -3 дБ при частоте до 5 Гц и нагрузке 10 кОм. Это должно быть приемлемым для большинства усилителей
100 Ом резистор на выходе предназначен для предотвращения каких-либо колебаний ОУ при подключении к коаксиальному кабелю.
Источник питания и рекомендации по конструкции
В качестве подходящего источника питания целесообразно использование внешнего трансформатора, чтобы исключить любую возможность наводок, особенно если используется фонокорректор.
Подходящий источник питания представлен в проекте 05 (см. Project 05). В этом случае используется трансформатор, обеспечивающий 16 В переменного напряжения, а выпрямление, фильтрация и стабилизация смонтированы в пределах шасси предусилителя.
Если же вы хотите включить трансформатор в шасси, используйте трансформатор тороидального типа (20 ВА более чем достаточно), чтобы снизить магнитные поля до минимума.
При подключения к электросети будьте внимательны и соблюдайте меры предосторожности, сетевое напряжение опасно для жизни! В этом случае используйте стандартный разъем питания типа IEC. Для подключения к источнику переменного напряжения 12 В рекомендую использовать разъемы XLR. Они значительно более надежны, чем трубчатые разъемы питания и никогда не выпадают. Соединения XLR описаны на странице проекта источника питания
В качестве входных и выходных разъемов рекомендую использовать позолоченные типа RCA. Резисторы лучше использовать 1% металлопленочные. Они имеют гораздо более низкий уровень шума, чем углеродистые.
Оригинал статьи
Теги:
Простой звуковой предварительный усилитель с регулировкой чувствительности для звукового усилителя мощности
Усилитель, предварительный усилитель, аудио усилитель, преамп lm358 усилительный каскад, операционный усилитель, нормирующий усилитель
Зачем нужен предусилитель?
Предварительный усилитель, или коротко — предусилитель (или еще короче — преамп) — это первая ступень, на которую поступает ваш музыкальный сигнал, прежде чем пройти через усилитель мощности и поступить на ваши звуковые колонки. Предварительный усилитель осуществляет очень важную функцию — он усиливает входной сигнал до напряжения, достаточного для правильной работы последней ступни усилителя — оконечного усилителя или усилителя мощности. Кроме того, предусилитель производит частотную коррекцию входного сигнал, проще говоря — регулировку тембра.
Существует огромное количество различных источников звуковых сигналов. Это MP3 плееры, ресиверы, микрофоны, звуковые карты ноутбуков, музыкальные синтезаторы, электрогитары и т.д. У всех этих источников могут быть совершенно разные по амплитуде выходные сигналы. В то же время, оконечный усилитель мощности имеет такой параметр, как чувствительность. Чувствительность усилителя мощности — это то напряжение сигнала, которое нужно подать на его вход, чтобы получить на выходе (на звуковых колонках) номинальную мощность. Конечно, мы можем подключить источник сигнала напрямую к усилителю мощности и мы что-то услышим в наших колонках. Но если наш источник (например смартфон) не способен обеспечить достаточный уровень сигнала, то мы никогда не сможем получить той мощности на колонках, которую теоретически способен развить наш усилитель.
Например, мы подключили выход смартфона непосредственно на вход усилителя мощности и хотим послушать музыку. Усилитель имеет мощность 30Вт и чувствительность 1.5 вольта. То есть для того, чтобы услышать на наших колонках музыку с мощностью 30 Вт, на вход усилителя нужно подать сигнал с амплитудой 1.5 В. Но наш смартфон развивает на выходе максимум 0.75 вольт. Поэтому максимальная мощность, которую мы сможем «выжать» из такой системы — это 15 Вт. То есть мы не сможем полностью задействовать возможности нашего усилителя мощности.
Для того, чтобы привести напряжение сигнала от разных источников в уровню, необходимому для правильной работы вашего усилителя мощности, и нужен предварительный усилитель. Кроме того, предварительный усилитель позволяет регулировать тембр и громкость звучания нашей музыки. Таким образом, предварительный усилитель — это совершенно необходимое звено полного звукового усилителя.
Принципиальная схема предварительного усилителя (кликните чтобы увеличить)
Описание работы схемы предусилителя
Усилитель собран на одном сдвоенном операционном усилителе LM358 (содержит два ОУ в одном 8-выводном корпусе) и двух транзисторах 2N2222 и 2N2907
Входной сигнал подается на входной разъем S1. Через разделительный конденсатор C1 он поступает на вход первого каскада на операционном усилителе U1.1. Этот каскад осуществляет предварительное усиление сигнала и регулировку общего усиления схемы (чувствительность или Gain). регулировка чувствительности осуществляется потенциометром R18 в широких пределах. Потенциометр включен в цепь обратной связи ОУ U1.1. Чем больше сопротивление этого потенциометра, тем выше усиление каскада, и, соответственно, чувствительность всего предусилителя.
Заказать ОУ LM358 можно здесь…
Если вам нужен больший диапазон регулировки чувствительности, вы можете использовать потенциометр с большим максимальным сопротивлением. Например на 470 кОм. Для моих целей величина 100 кОм оказалась оптимальной. Если вам вообще не нужна регулировка чувствительности, вы можете заменить потенциометр постоянным резистором, подобрав его сопротивление для получения нужной чувствительности. Кроме того, вы можете добавить в этот усилитель несколько звуковых входов, создав подобие аудио микшера. Как для этого модифицировать схему будет рассказано далее.
С выхода первого каскада сигнал подается на регулятор тембра по высоким и низким частотам. регулятор тембра собран на операционном усилителе U1.2.
Цепь регулировки тембра включает в себя потенциометры R19 и R20, резисторы R4, R5, R6, R7, R8 и конденсаторы C6, C8. Эти компоненты составляют мостовой регулятор тембра, который включен в цепь обратной связи операционного усилителя U1.2
Включение регулятора в цепь обратной связи (так называемый активный регулятор тембра) позволило увеличить глубину регулировки и использовать в регуляторе потенциометры с линейной зависимостью сопротивления от угла поворота. Если у вас в наличии только резисторы с логарифмической характеристикой, можно без проблем использовать и их, но в этом случае линейная характеристика усилителя будет НЕ в среднем положении потенциометров. Частоты регулировки тембра зависят от номиналов конденсаторов C6 и C8. В данном случае это около 160 Гц по низким частотам и около 10 кГц по высоким.
С выхода активного регулятора тембра, через разделительный конденсатор C10, сигнал подается на последний каскад, собранный на транзисторах Q1 и Q2. Это — нормирующий усилитель. Подстроечным резистором R15 можно установить коэффициент усиления этого каскада в широких пределах. И соответственно, максимальное выходное напряжение всего усилителя. Чем меньше сопротивление этого резистора, тем выше усиление каскада. На выходе каскада установлен регулятор громкости на потенциометре R21. С движка этого потенциометра сигнал поступает уже на ваш оконечный усилитель мощности.
Набор транзисторов 2N2222, 2N2907…
Я люблю транзисторные схемы, поэтому решил сделать третий каскад на транзисторах. Это очень интересная, проверенная временем и качественно работающая схема на двух транзисторах разной проводимости с непосредственной связью между транзисторами.
В принципе, можно упростить этот предварительный усилитель и исключить каскад на транзисторах. Тогда регулятор громкости R21 нужно подключить к нижнему выводу постоянного резистора R9 1k. Но в этом случае усилитель получится менее гибким и универсальным.
Керамические конденсаторы малой емкости C3 и C13 на 12 пикофарад осуществляют частотную коррекцию в области ультразвуковых частот и служат для устранения возможного самовозбуждения усилителя на этих частотах.
Питание Предусилителя
Для питания усилителя необходим стабилизированный источник напряжением от 12 до 15 вольт. Лучше 15. Я задумывал этот преамп для использования с усилителем мощности, который запитан от нестабилизированного напряжения 30..35 вольт. Поэтому в схеме преампа есть стабилизатор напряжения 15В на микросхеме 7815. При питании преампа от внешнего стабилизированного источника, регулятор 7815 и конденсатор C9 нужно удалить из схемы, а напряжение питания подавать на контакт платы +15В.
Поскольку питание усилителя происходит от однополярного источника, для правильной работы операционного усилителя на его не-инвертирующий вход (выводы 3 и 5 микросхемы U1) нужно подать напряжение смещения (Bias). Для этого служит делитель напряжения на резисторах R12, R14 и конденсаторе C12.
Стабилизаторы LM7815
Варианты схемы предусилителя
Как я уже упоминал выше, вы можете добавить к этому усилителю неограниченное количество аудио входов, сделав небольшой микшер аудио сигналов. На схеме показано как добавить три входа. Вы можете добавить сколько угодно входных ячеек. Это превращает входной каскад в инвертирующий смеситель с регулировкой коэффициента усиления. При этом можно независимо регулировать уровень сигнала с каждого источника соответствующим переменным резистором.
Как вы уже поняли, я описал монофоническою версию предусилителя. Для использования в стерео усилителе нужно сделать два таких преампа и использовать сдвоенные потенциометры в регуляторах тембра и громкости.
Печатная плата предусилителя
Печатная плата была разработана в программе DipTrace. Скачать проект печатной платы можно по ссылке в конце статьи. Вы можете сделать печатную плату одним из доступных способов или модифицировать ее под ваши цели и имеющиеся в наличии компоненты.
Печатная плата — односторонняя, с перемычками со стороны компонентов. В основном использованы выводные компоненты. Единственный SMD компонент — это микросхема LM358. Она установлена на нижней стороне платы, там где проводящие дорожки. Вы можете модифицировать печатную плату под микросхему в Dip корпусе. Просто у меня были в наличии LM358 в SMD исполнении.
Скачать zip архив с проектом печатной платы для программы DipTrace…
Ссылки на детали и компоненты:
- Стеклотекстолит FR4 односторонний
- Резисторы постоянные любых номиналов
- Подстроечные резисторы
- Конденсаторы керамические
- Конденсаторы электролитические
- ОУ LM358 дешево
- Стабилизаторы на 15 В
- Набор самых популярных транзисторов
- готовый предусилитель (если лень паять)
- Тестер радиодеталей, полупроводников и конденсаторов
- Усилитель мощности 2X100 Вт
- Импульсный блок питания 24В 6А
Зная общий вид радиодеталей, можно конечно в некоторой мере разобраться в устройстве радиоэлектронного устройства, но все равно радиолюбителю придется нарисовать на бумаге контуры деталей и соединение между ними.
Еще в прошлом веке с целью сохранения конструктивных и схемных решений радио-устройств пионеры радиотехники делали их рисунки. Если посмотреть на эти рисунки, то можно увидеть, что они выполнены на очень высоком художественном уровне.
Это делали обычно сами изобретатели, если имели способности или приглашенные художники. Рисунки конструкций и соединение деталей делались с натуры.
Чтобы не затрачивать больших средств на рисование радиотехнических устройств и облегчить труд конструкторов начали делать рисунки с упрощениями. Это позволило значительно быстрее повторить конструкцию в другом городе или стране и сохранить схемные решения для потомков. Первые начерченные схемы появились в начале XIX столетия.
На рисование примерного вида детали могло быть потрачено немало времени, а иногда и средств, в те времена еще не было возможности использовать компьютеры и программы для рисования схем.
Детали рисовали подробно. Так, например, катушку индуктивности в 1905 году изображали в изометрии, то есть в трехмерном пространстве, со всеми подробностями, каркасом, намоткой, количеством витков (рис. 1). В конце концов изображения деталей и их соединений стали делать условно, символично, но сохраняя при этом их особенности.
Рис. 1. Эволюция условного графического изображения катушки индуктивности на электрических схемах
В 1915 г. рисунок схем упростился, перестали изображать каркас, вместо этого стали применять линии разной толщины для подчеркивания цилиндрической формы катушки.
Через 40 лет катушка уже изображалась линиями одной толщины, но еще с сохранением первоначальных особенностей ее вида. Только в начале 70-х годов нашего столетия катушку начали изображать плоской, то есть двумерной, а радиоэлектронные схемы стали приобретать свой нынешний вид.
Вычерчивание сложных радиоэлектронных схем очень трудоемкая работа. Для ее выполнения необходим опытный чертежник-конструктор.
С целью упрощения процесса вычерчивания схем американский изобретатель Сесиль Эффингер в конце 60-х годов XX века сконструировал печатную машинку.
В машинке вместо обычных букв были вставлены обозначения резисторов, конденсаторов, диодов и т. д. Работа по изготовлению радио-схем на такой машинке стала доступной для выполнения даже простой машинистке. С появлением персональных компьютеров процесс изготовления радиосхем значительно упростился.
Теперь, зная графический редактор, можно на экране компьютера нарисовать радиоэлектронную схему, а затем ее распечатать на принтере. В связи с расширением международных контактов условные обозначения радиосхем усовершенствовались и сейчас они не очень отличаются друг от друга в разных странах. Это делает радиосхемы понятными для радио специалистов во всем мире.
Условными графическими обозначениями и правилами исполнения электрических схем занимается третий технический комитет Международной электротехнической комиссии (МЭК).
В радиоэлектронике используются три типа схем: блок-схемы, принципиальные и монтажные. Кроме этого, для проверки радиоэлектронной аппаратуры составляют карты напряжений и сопротивлений.
Блок-схемы не раскрывают особенностей ни деталей, ни количества диапазонов, ни количества транзисторов, ни того, по какой схеме собраны те или другие узлы, она дает только общее представление о составе аппаратуры и взаимосвязи ее отдельных узлов и блоков. На принципиальной схеме изображают условные обозначения элементов прибора или блоков и их электрические соединения.
Принципиальная схема не дает представления ни о внешнем виде, ни о расположении деталей на плате, ни о том, как расположить соединительные провода. Это можно узнать только из монтажной схемы.
Следует отметить, что на монтажной схеме детали изображаются так, чтобы своим видом напоминать реальные свои очертания. Для проверки режимов работы радиоэлектронной аппаратуры используют специальные карты напряжений и сопротивлений. На этих картах величины напряжений и сопротивлений указываются относительно шасси или заземленного провода.
В нашей стране при вычерчивании радиоэлектронных схем руководствуются государственным стандартом, сокращенно ГОСТ, который указывает, как следует условно изображать те или иные радиодетали.
Для более легкого запоминания условных обозначений отдельных элементов радиоэлектронной аппаратуры их изображения содержат характерные особенности деталей. На схемах рядом с условным графическим изображением ставится буквенно-цифровое обозначение.
Обозначение состоит из одной или двух букв латинского алфавита и цифр, указывающих порядковый номер этой детали на схеме. Порядковые номера графических изображений радиодеталей ставятся исходя из последовательности расположения однотипных символов, например, в направлении слева направо или сверху вниз.
Латинские буквы указывают тип детали:
- С — конденсатор,
- R — резистор,
- VD — диод,
- L — катушка-индуктивности,
- VT — транзистор,
- и т.д.
Возле буквенно-цифрового обозначения детали указывается значение ее основного параметра (емкость конденсатора, сопротивление резистора, индуктивность и т.п.) и некоторые дополнительные сведения.
Наиболее употребительные условные графические изображения радиодеталей на принципиальных схемах приведены в табл. 1, а их буквенные обозначения (коды) даны в табл. 2.
В конце позиционного обозначения может быть поставлена буква, указывающая на его функциональное назначение, табл. 3. Например, R1F — резистор защитный, SB1R — кнопка сброса.
Для повышения информационной насыщенности печатного издания в научной и технической литературе по радиоэлектронике, а также на различных схемах, относящихся к этой области знаний, применяются условные буквенные сокращения устройств и протекающих в них физических процессов. В табл. 4 приведены наиболее употребительные сокращения и их расшифровка.
Таблица 1. Условные графические обозначения радиодеталей на принципиальных схемах.
Таблица 2. Буквенные обозначения (коды) радиодеталей на принципиальных схемах.
| Устройства и элементы | Буквенный код |
| Устройства: усилители, приборы телеуправления, лазеры, мазеры; общее обозначение |
А |
| Преобразователи не электрических величин в электрические (кроме генераторов и источников питания) или наоборот, аналоговые или многоразрядные преобразователи, датчики для указания или измерения; общее обозначение |
В |
| Громкоговоритель | ВА |
| Магнитострикционный элемент | ВВ |
| Детектор ионизирующих излучений | BD |
| Сельсин-датчик | ВС |
| Сельсин-приемник | BE |
| Телефон (капсюль) | BF |
| Тепловой датчик | ВК |
| Фотоэлемент | BL |
| Микрофон | ВМ |
| Датчик давления | ВР |
| Пьезоэлемент | ВО |
| Датчик частоты вращения, тахогенератор | BR |
| Звукосниматель | BS |
| Датчик скорости | ВV |
| Конденсаторы | С |
| Микросхемы интегральные, микросборки: общее обозначение |
D |
| Микросхема интегральная аналоговая | DA |
| Микросхема интегральная цифровая, логический элемент |
DD |
| Устройство хранения информации (памяти) | DS |
| Устройство задержки | DT |
| Элементы разные: общее обозначение | Е |
| Лампа осветительная | EL |
| Нагревательный элемент | ЕК |
| Разрядники, предохранители, устройства защиты: общее обозначение |
F |
| Предохранитель плавкий | FU |
| Генераторы, источники питания, кварцевые генераторы: общее обозначение |
G |
| Батарея гальванических элементов, аккумуляторов |
GB |
| Устройства индикационные и сигнальные; общее обозначение |
Н |
| Прибор звуковой сигнализации | НА |
| Индикатор символьный | HG |
| Прибор световой сигнализации | HL |
| Реле, контакторы, пускатели; общее обозначение |
К |
| Устройства и элементы | буквенный код |
| Реле электротепловоѳ | кк |
| Реле времени | КТ |
| Контактор, магнитный пускатель | км |
| Катушки индуктивности, дроссели; общее обозначение |
L |
| Двигатели, общее обозначение | М |
| Приборы измерительные; общее обозначение | Р |
| Амперметр (миллиамперметр, микроамперметр) | РА |
| Счетчик импульсов | PC |
| Частотомер | PF |
| Омметр | PR |
| Регистрирующий прибор | PS |
| Измеритель времени действия, часы | РТ |
| Вольтметр | PV |
| Ваттметр | PW |
| Резисторы постоянные и переменные; общее обозначение |
R |
| Терморезистор | RK |
| Шунт измерительный | RS |
| Варистор | RU |
| Выключатели, разъединители, короткозамыкатели в силовых цепях (в цепях питания оборудования); общее обозначение |
Q |
| Устройства коммутационные в цепях управления, сигнализации и измерительных; общее обозначение |
S |
| Выключатель или переключатель | SA |
| Выключатель кнопочный | SB |
| Выключатель автоматический | SF |
| Трансформаторы, автотрансформаторы; общее обозначение |
T |
| Электромагнитный стабилизатор | TS |
| Преобразователи электрических величин в электрические, устройства связи; общее обозначение |
и |
| Модулятор | ив |
| Демодулятор | UR |
| Дискриминатор | Ul |
| Преобразователь частотный, инвертор, генератор частоты, выпрямитель |
UZ |
| Приборы полупроводниковые и электровакуумные; общее обозначение |
V |
| Диод, стабилитрон | VD |
| Транзистор | VT |
| Тиристор | VS |
| Прибор электровакуумный | VL |
| Устройства и элементы | Буквенный код |
| Линии и элементы СВЧ; общее обозначение |
W |
| Ответвитель | WE |
| Коро ткоэа мы ка тель | WK |
| Вентиль | WS |
| Трансформатор, фазовращатель, неоднородность |
WT |
| Аттенюатор | WU |
| Антенна | WA |
| Соединения контактные; общее обозначение |
X |
| Штырь (вилка) | ХР |
| Гнездо (розетка) | XS |
| Соединение разборное | XT |
| Соединитель высокочастотный | XW |
| Устройства механические с электромагнитным приводом; общее обозначение |
Y |
| Электромагнит | YA |
| Тормоз с электромагнитным приводом | YB |
| Муфта с электромагнитным приводом | YC |
| Устройства оконечные, фильтры; общее обозначение |
Z |
| Ограничитель | ZL |
| Фильтр кварцевый | ZQ |
Таблица 3. Буквенные коды функционального назначения радиоэлектронного устройства или элемента.
| Функциональное назначение устройства, элемента |
Буквенный код |
| Вспомогательный | А |
| Считающий | С |
| Дифференцирующий | D |
| Защитный | F |
| Испытательный | G |
| Сигнальный | Н |
| Интегрирующий | I |
| Главный | М |
| Измерительный | N |
| Пропорциональный | Р |
| Состояние (старт, стоп, ограничение) | Q |
| Возврат, сброс | R |
| Функциональное назначение устройства, элемента |
буквенный код |
| Запоминающий, записывающий | S |
| Синхронизирующий, задерживающий | T |
| Скорость (ускорение, торможение) | V |
| Суммирующий | W |
| Умножение | X |
| Аналоговый | Y |
| Цифровой | Z |
Таблица 4. Наиболее употребительные условные буквенные сокращения по радиоэлектронике, используемые на различных схемах, в технической и научной литературе.
| Буквенное сокращение |
Расшифровка сокращения |
| AM | амплитудная модуляция |
| АПЧ | автоматическая подстройка частоты |
| АПЧГ | автоматическая подстройка частоты гетеродина |
| АПЧФ | автоматическая подстройка частоты и фазы |
| АРУ | автоматическая регулировка усиления |
| АРЯ | автоматическая регулировка яркости |
| АС | акустическая система |
| АФУ | антенно-фидерное устройство |
| АЦП | аналого-цифровой преобразователь |
| АЧХ | амплитудно-частотная характеристика |
| БГИМС | большая гибридная интегральная микросхема |
| БДУ | беспроводное дистанционное управление |
| БИС | большая интегральная схема |
| БОС | блок обработки сигналов |
| БП | блок питания |
| БР | блок развертки |
| БРК | блок радиоканала |
| БС | блок сведения |
| БТК | блокинг-трансформатор кадровый |
| Буквенное сокращение |
Расшифровка сокращения |
| БТС | блокинг-трансформатор строчный |
| БУ | блок управления |
| БЦ | блок цветности |
| БЦИ | блок цветности интегральный (с применением микросхем) |
| ВД | видеодетектор |
| ВИМ | время-импульсная модуляция |
| ВУ | видеоусилитель; входное (выходное) устройство |
| ВЧ | высокая частота |
| Г | гетеродин |
| ГВ | головка воспроизводящая |
| ГВЧ | генератор высокой частоты |
| ГВЧ | гипервысокая частота |
| ГЗ | генератор запуска; головка записывающая |
| ГИР | гетеродинный индикатор резонанса |
| ГИС | гибридная интегральная схема |
| ГКР | генератор кадровой развертки |
| ГКЧ | генератор качающейся частоты |
| ГМВ | генератор метровых волн |
| ГПД | генератор плавного диапазона |
| ГО | генератор огибающей |
| ГС | генератор сигналов |
| Сокращение | Расшифровка сокращения |
| ГСР | генератор строчной развертки |
| гсс | генератор стандартных сигналов |
| гг | генератор тактовой частоты |
| ГУ | головка универсальная |
| ГУН | генератор, управляемый напряжением |
| Д | детектор |
| дв | длинные волны |
| дд | дробный детектор |
| дн | делитель напряжения |
| дм | делитель мощности |
| дмв | дециметровые волны |
| ДУ | дистанционное управление |
| ДШПФ | динамический шумопонижающий фильтр |
| ЕАСС | единая автоматизированная сеть связи |
| ЕСКД | единая система конструкторской документации |
| зг | генератор звуковой частоты; задающий генератор |
| зс | замедляющая система; звуковой сигнал; звукосниматель |
| ЗЧ | звуковая частота |
| И | интегратор |
| икм | импульсно-кодовая модуляция |
| ИКУ | измеритель квазипикового уровня |
| имс | интегральная микросхема |
| ини | измеритель линейных искажений |
| инч | инфранизкая частота |
| ион | источник образцового напряжения |
| ип | источник питания |
| ичх | измеритель частотных характеристик |
| к | коммутатор |
| КБВ | коэффициент бегущей волны |
| КВ | короткие волны |
| квч | крайне высокая частота |
| кзв | канал записи-воспроизведения |
| КИМ | кодо-импульсная модуляции |
| Буквенное сокращение |
Расшифровка сокращения |
| кк | катушки кадровые отклоняющей системы |
| км | кодирующая матрица |
| кнч | крайне низкая частота |
| кпд | коэффициент полезного действия |
| КС | катушки строчные отклоняющей системы |
| ксв | коэффициент стоячей волны |
| ксвн | коэффициент стоячей волны напряжения |
| КТ | контрольная точка |
| КФ | катушка фокусирующая |
| ЛБВ | лампа бегущей волны |
| лз | линия задержки |
| лов | лампа обратной волны |
| лпд | лавинно-пролетный диод |
| лппт | лампово-полупроводниковый телевизор |
| м | модулятор |
| MA | магнитная антенна |
| MB | метровые волны |
| мдп | структура металл-диэлектрик-полупроводник |
| МОП | структура металл-окисел-полупроводник |
| мс | микросхема |
| МУ | микрофонный усилитель |
| ни | нелинейные искажения |
| нч | низкая частота |
| ОБ | общая база (включение транзистора по схеме с общей базой) |
| овч | очень высокая частота |
| ои | общий исток (включение транзистора по схеме с общим истоком) |
| ок | общий коллектор (включение транзистора по схеме с обшим коллектором) |
| онч | очень низкая частота |
| оос | отрицательная обратная связь |
| ОС | отклоняющая система |
| ОУ | операционный усилитель |
| ОЭ | обший эмиттер (включение транзистора по схеме с общим эмиттером) |
| Сокращение | Расшифровка сокращения |
| ПАВ | поверхностные акустические волны |
| пдс | приставка двухречевого сопровождения |
| ПДУ | пульт дистанционного управления |
| пкн | преобразователь код-напряжение |
| пнк | преобразователь напряжение-код |
| пнч | преобразователь напряжение частота |
| пос | положительная обратная связь |
| ППУ | помехоподавляющее устройство |
| пч | промежуточная частота; преобразователь частоты |
| птк | переключатель телевизионных каналов |
| птс | полный телевизионный сигнал |
| ПТУ | промышленная телевизионная установка |
| ПУ | предварительный усилитель |
| ПУВ | предварительный усилитель воспроизведения |
| ПУЗ | предварительный усилитель записи |
| ПФ | полосовой фильтр; пьезофильтр |
| пх | передаточная характеристика |
| пцтс | полный цветовой телевизионный сигнал |
| РЛС | регулятор линейности строк; радиолокационная станция |
| РП | регистр памяти |
| РПЧГ | ручная подстройка частоты гетеродина |
| РРС | регулятор размера строк |
| PC | регистр сдвиговый; регулятор сведения |
| РФ | режекторный или заграждающий фильтр |
| РЭА | радиоэлектронная аппаратура |
| СБДУ | система беспроводного дистанционного управления |
| СБИС | сверхбольшая интегральная схема |
| СВ | средние волны |
| свп | сенсорный выбор программ |
| СВЧ | сверхвысокая частота |
| сг | сигнал-генератор |
| сдв | сверхдлинные волны |
| Сокращение | Расшифровка сокращения |
| СДУ | светодинамическая установка; система дистанционного управления |
| СК | селектор каналов |
| СКВ | селектор каналов всеволновый |
| ск-д | селектор каналов дециметровых волн |
| СК-М | селектор каналов метровых волн |
| СМ | смеситель |
| енч | сверхнизкая частота |
| СП | сигнал сетчатого поля |
| сс | синхросигнал |
| сси | строчный синхронизирующий импульс |
| СУ | селектор-усилитель |
| сч | средняя частота |
| ТВ | тропосферные радиоволны; телевидение |
| твс | трансформатор выходной строчный |
| твз | трансформатор выходной канала звука |
| твк | трансформатор выходной кадровый |
| ТИТ | телевизионная испытательная таблица |
| ТКЕ | температурный коэффициент емкости |
| тки | температурный коэффициент индуктивности |
| ткмп | температурный коэффициент начальной магнитной проницаемости |
| ткнс | температурный коэффициент напряжения стабилизации |
| ткс | температурный коэффициент сопротивления |
| тс | трансформатор сетевой |
| тц | телевизионный центр |
| тцп | таблица цветных полос |
| ТУ | технические условия |
| У | усилитель |
| УВ | усилитель воспроизведения |
| УВС | усилитель видеосигнала |
| УВХ | устройство выборки-хранения |
| УВЧ | усилитель сигналов высокой частоты |
| Буквенное сокращение |
Расшифровка сокращения |
| УВЧ | ультравысокая частота |
| УЗ | усилитель записи |
| УЗЧ | усилитель сигналов звуковой частоты |
| УКВ | ультракороткие волны |
| УЛПТ | унифицированный лампово полупроводниковый телевизор |
| УЛЛЦТ | унифицированный лампово полупроводниковый цветной телевизор |
| УЛТ | унифицированный ламповый телевизор |
| УМЗЧ | усилитель мощности сигналов звуковой частоты |
| УНТ | унифицированный телевизор |
| УНЧ | усилитель сигналов низкой частоты |
| УНУ | управляемый напряжением усилитель. |
| УПТ | усилитель постоянного тока; унифицированный полупроводниковый телевизор |
| УПЧ | усилитель сигналов промежуточной частоты |
| УПЧЗ | усилитель сигналов промежуточной частоты звука |
| УПЧИ | усилитель сигналов промежуточной частоты изображения |
| УРЧ | усилитель сигналов радиочастоты |
| УС | устройство сопряжения; устройство сравнения |
| УСВЧ | усилитель сигналов сверхвысокой частоты |
| УСС | усилитель строчных синхроимпульсов |
| УСУ | универсальное сенсорное устройство |
| УУ | устройство (узел) управления |
| УЭ | ускоряющий (управляющий) электрод |
| УЭИТ | универсальная электронная испытательная таблица |
| ФАПЧ | фазовая автоматическая подстройка частоты |
| Буквенное сокращение |
Расшифровка сокращения |
| ФВЧ | фильтр верхних частот |
| ФД | фазовый детектор; фотодиод |
| ФИМ | фазо-импульсная модуляция |
| ФМ | фазовая модуляция |
| ФНЧ | фильтр низких частот |
| ФПЧ | фильтр промежуточной частоты |
| ФПЧЗ | фильтр промежуточной частоты звука |
| ФПЧИ | фильтр промежуточной частоты изображения |
| ФСИ | фильтр сосредоточенной избирательности |
| ФСС | фильтр сосредоточенной селекции |
| ФТ | фототранзистор |
| ФЧХ | фазо-частотная характеристика |
| ЦАП | цифро-аналоговый преобразователь |
| ЦВМ | цифровая вычислительная машина |
| ЦМУ | цветомузыкальная установка |
| ЦТ | центральное телевидение |
| ЧД | частотный детектор |
| ЧИМ | частотно-импульсная модуляция |
| чм | частотная модуляция |
| шим | широтно-импульсная модуляция |
| шс | шумовой сигнал |
| эв | электрон-вольт (е • В) |
| ЭВМ. | электронная вычислительная машина |
| эдс | электродвижущая сила |
| эк | электронный коммутатор |
| ЭЛТ | электронно-лучевая трубка |
| ЭМИ | электронный музыкальный инструмент |
| эмос | электромеханическая обратная связь |
| ЭМФ | электромеханический фильтр |
| ЭПУ | электропроигрывающее устройство |
| ЭЦВМ | электронная цифровая вычислительная машина |
Литература: В. М. Пестриков — Энциклопедия радиолюбителя.