Создайте универсальный усилитель переменного/постоянного тока, аудиоусилитель и линейный драйвер

В датчике можно использовать универсальный усилитель переменного/постоянного тока, аудиоусилитель и линейный драйвер схемы, генераторы аудиосигналов, электрогитары и так далее. Большинству этих приложений требуется высокий входной импеданс (например, 10 МОм), низкий ток покоя, функция ограничения выходного тока, низкие общие гармонические искажения (THD) и интермодуляционные искажения (IMD), а также они способны управлять нагрузками с сопротивлением всего 32 Ом, например наушниками и громкоговорителями с высоким импедансом.

Эта схема выдает выходной ток ±300 мА и выходное напряжение 20 В (± 10 В) при источнике питания ± 15 В. Это просто и полезно для самых разных приложений.

Цепь и работа

Принципиальная схема универсальной схемы представлена на рис. 1. Она построена на базе операционного усилителя TL072 (IC1), транзистора BD135 (T1), транзистора BD136 (T2), диодов 1N4148 (D1 и D2) и нескольких других компонентов.

Схема имеет два каскада операционного усилителя (A1 и A2). Оба каскада построены на базе двойного операционного усилителя JFET TL072 (IC1). Вы можете заменить IC1 на TL082, LF412, LF353 и т. д.

Вы можете подать переменный или постоянный ток, а также входной аудиосигнал на разъем CON1. Конденсатор C1 используется if, схема используется в качестве усилителя переменного тока или усилителя звука. Входное сопротивление определяется резистором R2 (10 МОм), которому можно установить любое подходящее значение.

Операционный усилитель A1 микросхемы IC1 работает как усилитель постоянного тока, коэффициент усиления которого определяется следующим соотношением:

Av1=1+R3/R4=10

Вы можете использовать любой подходящий коэффициент усиления, превышающий или равный 1

Операционный усилитель A2 микросхемы IC1 работает как усилитель постоянного тока, коэффициент усиления которого определяется следующим соотношением:

Av2=–R7/R5=–1

Общий коэффициент усиления Av схемы равен Av1 x Av2=10 x (-1)=–10

Выходной каскад построен на двух биполярных транзисторах (Т1 и Т2). R8, D1, D2, R9 и R15 используются для уменьшения THD и IMD усилителя. Резистор R15 должен иметь минимально допустимое значение, чтобы иметь минимальные THD и IMD.

Резисторы R12 и R13 выполняют роль токоограничивающих элементов. Максимальный выходной ток определяется следующим соотношением:

Imax=0,68В/R12=0,68В/R13 =340мА

R10, R11, C6 и R14 уменьшают THD и повышают стабильность схемы.

Создание и тестирование

Реальная схема схемы PCB показана на рис. 3, а компоновка ее компонентов — на рис. 4. После сборки схемы на PCB подключите источник питания ±15 В к CON3.

Загрузите PDF-файлы PCB и компоновки компонентов: нажмите здесь

Вы можете предоставить три типа входов — постоянный ток, переменный ток и аудио — через CON1. Подключите вход постоянного тока к клеммам 1 и 3 CON1 или вход переменного тока к клеммам 2 и 3 CON1. Подключите вход аудиосигнала от мобильного телефона/ноутбука/ПК к клеммам 2 и 3 разъема CON1.

Цепь можно протестировать с резистивной нагрузкой сопротивлением 100 Ом, подключенной к CON2, с использованием источника питания ±15 В и входного сигнала переменного тока ±1 В (размах), что должно дать общий коэффициент усиления -10. Схема не требует какой-либо настройки. Вам могут понадобиться небольшие радиаторы для T1 и T2 с тепловым сопротивлением около 35°C/Вт.

Петре Цв Петров был научным сотрудником и доцентом Технического университета Софии, Болгария, а также экспертом-преподавателем в OFPPT (Касабланка), Королевство Марокко. Сейчас он работает инженером-электронщиком в частном секторе Болгарии.