Предусилители и сумматоры на микросхемах TL064

03 Фев 2015     Рубрика: Радиолюбительская технология
arrow  arrow

Предусилители и сумматоры на микросхемах TL064

 

TL064-r

 

Предусилители и сумматоры — в статье предложены варианты предварительных усилителей ЗЧ на основе экономичной микросхемы счетверённых ОУ, пригодных для применения в устройствах с батарейным или универсальным питанием.

 

Потребление энергии является одним из наиболее важных параметров для носимой аудио аппаратуры и портативного измерительного электронного оборудования. Это особенно важно, когда используют гальванические батареи, как, например, 6F22 напряжением 9 В, аккумуляторные батареи напряжением 8.4 или 9,6 В и аналогичные источники питания. С другой стороны, нередко технические требования для портативной аппаратуры и для оборудования с низким потреблением тока не очень строгие.

 

 

Здесь представлено несколько полезных схем для портативных  профессиональных аудио-устройств, усилителей ЗЧ и сумматоров на популярных микросхемах TL064, в которых объединены четыре операционных усилителя. Максимальный потребляемый ток микросхемы — 1 мА (типовой около 0,8 мА); она устойчиво работает при питании от гальванической батареи, аккумуляторов и небольших солнечных панелей. Эта микросхема дешева, экономична и хорошо подходит для аудио и измерительных приложений.

 

Предлагаемые устройства достаточно просты и понятны, поэтому нет необходимости детальных описаний их функционирования. В них нет редких или дорогих компонентов: все резисторы с допустимым отклонением сопротивления ±5% мощностью 0.125 Вт (С2-23. С2-ЗЗН), хотя резисторы, определяющие усиление, можно применить и более точные (± I %). Все конденсаторы ёмкостью 0.1 мкФ или менее — керамические (К10-47), остальные — оксидные, например, серии Jamicon SK.

 

Иногда при сопряжении различных источников сигналов с усилительными устройствами возникает необходимость в буферном каскаде с высоким входным импедансом, например, сопротивлением 1…20 МОм, при небольшом потреблении тока от источника питания. Здесь микросхема TL064 окажется очень кстати. Понятно, что это наиболее простое её применение, не требующее особых пояснений. Рассмотрим более сложные устройства.

 

На рис. 1 показана схема простого усилителя-распределителя с изменяемым усилением и питанием от одно-полярного источника энергии. Один из ОУ используется как усилитель напряжения, а три остальных выполняют функции выходных буферных каскадов. Устройство имеет четыре фиксированных значения коэффициента усиления по напряжению (2. 3, 4 или 10), которые выбирают переключателем SA1. Его особенность состоит в том, что переключение контактов должно быть без разрывным (что показано на схеме). В случае невозможности приобретения такого переключателя можно применить и обычный, например, галетный, контакты которого будут переключать резисторы R6—R10. Подобранные по сопротивлению для требуемого усиления, а движок переключателя SA1 соединить с общей точкой резисторов R1, R2, задающих напряжение смещения для входов ОУ в цепи обратной связи. Тогда в моменты размыкания контактов переключателя коэффициент усиления будет уменьшаться, не создавая выбросов в уровне сигналов. Сопротивление резистора R7 следует уменьшить до 5,1 кОм.

 

TL064-1

 

Иногда при наличии длинных линий передачи сигналов в аудиотехнике необходим размещенный в непосредственной близости от источника сигналов предварительный усилитель с симметричным (балансным) выходом. Схема такого двухканального усилителя с симметричным выходом показана на рис. 2
ОУ DA1.1 и ОА1.3 включены как не инвертирующие усилители. Коэффициент усиления в обоих каналах устанавливают переменными резисторами R9.1 и R9.2, входное же сопротивление устройства определяется выбором номинала резисторов R5 и R6 и может иметь любое необходимое значение в интервале до нескольких мегаом. ОУ DA1.2 и DA1.4 работают как инвертирующие усилители с единичным коэффициентом усиления.
Устройство образует пара фазные (симметричные) выходы на контактах каждого из выходных разъёмов XS3 и XS4. Сопротивление нагрузки по каждому из выходов — не менее 10 кОм. Максимальная амплитуда сигналов ограничена выбором напряжения питания — оно здесь двуполярное относительно общего провода.

 

TL064-2

 

Иногда мы нуждаемся одновременно в двух разных выходах пред усилителя, например, когда первый выход используется для последующего суммирования сигналов или для выходного усилителя мощности, а второй выход — для головных телефонов или для передачи сигналов по длинному кабелю к нагрузке.

 

На рис. 3 представлена схема пред усилителя с двумя выходами разной нагрузочной способности: один — с параллельным включением операционных усилителей для последующих блоков звукового оборудования, другой — с дополнительными транзисторами в двухтактном буферном каскаде, способном работать на головные телефоны
или длинную линию (до десятков метров). Здесь ОУ DA1.1 является усилителем с плавной регулировкой усиления переменным резистором R4. ОУ DA1.2 и DA1.3 работают параллельно, обеспечивая больший ток для следующего блока звукового оборудования. Коэффициент усиления по напряжению выходных каскадов с DA1.2, DA1.3 и DA 1.4 равен 1.

 

TL064-3

 

ОУ DA1.4 и дополнительные транзисторы работают как усилитель мощности для головных телефонов или длинной кабельной линии. Указанные на схеме типы элементов не исчерпывают возможности применения других аналогичных транзисторов. Входные и выходные разъёмы, применяемые во всех описываемых здесь устройствах, — TS или TRS («Jack» или «mini-Jack»). Конденсаторы С6—С9 возможно заменить двумя неполярными (серии Jamicon NC).

 

На рис. 4 показана схема сумматора сигналов ЗЧ с четырьмя входами от разъёмов XS1—XS4 и с симметричными и несимметричными выходами. Это устройство реализуется на двух микросхемах TL064.
ОУ DA1. 1 —DA1.4 и связанные с ними элементы работают как пред усилители с регулируемым переменными резисторами R17—R20 усилением.

 

TL064-4

 

ОУ DA2.1 —DA2.4 и связанные с ними элементы действуют как выходные буферные каскады. Причём DA2.1 и DA2.3 выполняют функцию вспомогательных (инвертирующих) буферов. ОУ ОА2.2 и DA2.4 работают как не инвертирующие буферные каскады.Такой сумматор имеет два несимметричных выхода на разъёмах XS5 и XS7 и один балансный выход на разъеме XS6 (TRS или лучше XLR).

 

Рекомендованные микросхемы счетверённых ОУ TL064 можно заменить сдвоенными ОУ TL062 или одиночными — TL061. Если вопрос экономичности в потреблении тока от источника питания не критичен, то устройства могут быть реализованы также на микросхемах TL074, TL084 и других ОУ с более высоким (при необходимости) быстродействием.
Все предложенные здесь устройства не нуждаются в регулировке и налаживании, при правильном монтаже и исправных деталях устройства могут быть сразу введены в эксплуатацию при напряжении питания, допустимом для используемых микросхем (21,6… 18 В).

 

 

Rambler's Top100 Яндекс.Метрика