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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Amplificadores de fone de ouvido. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Amplificadores de potência a transistor Um amplificador de fone de ouvido com impedância de cerca de 100 ohms pode ser feito em apenas dois chips lógicos CMOS com um mínimo de peças adicionais. A qualidade do som alcançada com esses amplificadores, o autor avalia como bastante alta. Amplificadores de fone de ouvido (doravante UGT) recebem pouca atenção nas páginas da literatura de rádio amador. Conectá-los é considerado uma tarefa trivial. Em amplificadores de potência de frequência de áudio, eles geralmente são conectados às saídas em vez do sistema de alto-falantes (AC) por meio de um divisor especial ou resistor de extinção. Nesse caso, o sinal passa por todo o caminho de amplificação, o que não é ideal para amplificar a potência de até centenas de miliwatts. CD players ou toca-fitas normalmente usam chips de baixo custo cobertos pelo OOS geral. Isso é comum e audível quando comparado a amplificadores discretos de alta qualidade. O UGT pode ter um caminho muito "curto", consistindo em apenas um estágio de amplificação; neste caso, o fone de ouvido é conectado diretamente à sua saída sem um resistor de extinção, o que melhora seu amortecimento. Na fig. 1 mostra o circuito UGT, no qual são utilizados os elementos lógicos 2I-NOT e 2OR-NOT dos chips CMOS (DD1 e DD2) conectados em paralelo. Existem quatro transistores CMOS no elemento 2I-NOT, dois dos quais são conectados em paralelo (no braço superior) e os outros dois são conectados em série (no braço inferior).
No elemento 2OR-NOT, as conexões dos transistores nos braços são feitas ao contrário (Fig. 2). Se você conectar os elementos 2OR-NOT e 2I-NOT em paralelo, cobrindo-os com um circuito de realimentação, obterá um estágio de amplificação push-pull simétrico. Em seu braço inferior, dois transistores com canal tipo n serão conectados em paralelo, e dois com canal tipo p em seu braço superior (neste caso, a corrente através do braço, onde os transistores são conectados em série, é muito pequeno). No UGT descrito, são utilizados dois elementos 2I-NOT e dois 2OR-NOT em cada canal de amplificação, como resultado, temos quatro transistores conectados em paralelo em cada braço, o que garante uma capacidade de carga aceitável do dispositivo.
O circuito do amplificador é simples. Funciona de forma estável, sem excitação e com instalação adequada, praticamente não precisa ser ajustado. O ganho do dispositivo é definido pela relação das resistências dos resistores R2 e R3 (neste caso é igual a 3). A impedância de entrada deste amplificador é quase igual à resistência do resistor R2, e isso deve ser levado em consideração em relação à impedância de saída da fonte de sinal. Os capacitores de acoplamento C1 e C2 separam as entradas dos estágios do amplificador dos canais esquerdo e direito em termos do componente DC, e os capacitores C3 e C4 separam as saídas dos fones de ouvido. Os capacitores de acoplamento limitam a largura de banda por baixo e também introduzem suas próprias distorções não lineares devido a processos de absorção no dielétrico. Usando a fonte de alimentação bipolar de microcircuitos, é possível excluir todos os capacitores de separação (C1-C4 na Fig. 1). O retificador da fonte de alimentação para esta opção de fonte de alimentação pode ser montado de acordo com o esquema mostrado na Fig. 3. Esses amplificadores requerem uma fonte de alimentação estabilizada porque são relativamente sensíveis à ondulação. Para microcircuitos CMOS da série 4000V, a tensão de alimentação não é superior a 18 V; para a série K561, é limitado a 15 V. Deve-se ter em mente que uma maior tensão de alimentação dos microcircuitos corresponde a um maior valor de corrente de passagem (corrente quiescente em modo linear). Com esse recurso em mente, os estabilizadores integrais são escolhidos. O transformador de potência deve fornecer uma tensão retificada alguns volts a mais que a saída do estabilizador DA1 a uma corrente de pelo menos 0,3 A.
Para ambas as versões da UGT, a placa de circuito impresso não foi desenvolvida; eles foram montados em uma tábua de pão. Os microcircuitos 4011 e 4001 podem ser substituídos pelos russos: K561LA7 e K561LE5 ou K176LA7 e K176LE5, respectivamente, dadas as peculiaridades de sua fonte de alimentação. Ambos os microcircuitos "complementares" são montados em duas camadas (caso a caso), soldando as conclusões correspondentes. Outras peças são montadas no verso da placa, e a própria placa é instalada no gabinete de forma que os microcircuitos fiquem bem pressionados contra uma das paredes (é útil usar pasta condutora de calor durante a instalação), o que fornece remoção de calor. É melhor fixar o chip regulador de tensão em um dissipador de calor com área de pelo menos 20 cm2. Ao ligar o amplificador pela primeira vez, é necessário verificar o consumo de corrente; a uma tensão de 15 V, não deve exceder 100 mA. Então você precisa ter certeza de que a tensão constante na saída é igual à metade da tensão de alimentação (no UGT, de acordo com o circuito da Fig. 3, é próximo de zero em relação ao fio comum). Ambos os UGTs fornecem uma potência de saída de cerca de 150 mW em uma carga de 120 ohms. Com esse valor de potência na saída do UGT, o nível de distorção harmônica de um sinal senoidal com frequência de 1 kHz é relativamente alto - cerca de 0,45% (harmônicos de baixa ordem). No entanto, quanto esses amplificadores simples se beneficiam quando comparados com UGTs em CD players e toca-fitas, qualquer pessoa que tenha repetido esse amplificador poderá avaliar. Segundo o autor, a diferença é significativa. Antes de usar o UGT, montado de acordo com o esquema da Fig. 3, você precisa se certificar de que não há componente de tensão constante nas saídas da fonte de sinal, caso contrário, você terá que introduzir capacitores de isolamento na entrada do amplificador. A conexão de fones de ouvido de baixa resistência (menos de 80 Ohm) ao amplificador descrito é possível por meio de resistores limitadores de corrente com resistência de 100 Ohm. Se a corrente quiescente de tal amplificador exceder o valor indicado pelo autor, para reduzi-la, a tensão de alimentação dos microcircuitos deve ser reduzida. Autor: M. Sapozhnikov, Ganei Aviv, Israel
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