Современная электроника №9/2025

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 32 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 9 / 2025 В статье описан двухканальный аудиоусилитель мощностью 40 Вт на базе четырёх мощных ОУ LM3886T, включённых в мостовом режиме работы, и двухканального предварительного усилителя на двух сдвоенных ОУ OPA1642 (или одного счетверённого ОУ OPA1644), имеющих высокие показатели динамических характеристик (скорость нарастания и полоса пропускания), которые почти на порядок превосходят аналогичные показатели инструментальных усилителей (ИУ) AD8295, применённых в аудиоусилителях, описанных в [1] и [2] и INA2128 в [3]. Благодаря применению ОУ OPA1642/ OPA1644 и новым схемным решениям настоящий аудиоусилитель не только воспроизводит синусоидальный сигнал звукового диапазона частот, поданный на его вход с генератора, с малыми искажениями, но и (главное) имеет переходную характеристику, близкую к прямоугольной (без выбросов и последующей затухающей осцилляции), которая существенно повышает качество воспроизведения перкуссионных инструментов. В статье также описан новый и более простой преобразователь однополярного напряжения в двухполярное (или формирователь искусственной «земли») на базе ОУ LM675/TDA2050. Приведены схемы, разводка плат и внешний вид устройств аудиоусилителя, а также описаны результаты его работы и конструкция. Алексей Кузьминов Введение Если с воспроизведением музыкаль- ных файлов (фонограмм) во всём зву- ковом диапазоне частот аудиоусилите- ли, описанные в [1] и [2], справляются неплохо, то при воспроизведении пер- куссионных инструментов (барабаны, тарелки, металлические треугольни- ки, ксилофоны и т.п.) эти усилители показывают себя не совсем адекват- но. Так, например, при ударе барабан- ной палочкой по тарелке сам звук уда- ра (так называемая атака) либо вовсе не слышен, либо слышен очень сла- бо, тогда как результат удара (дро- жание тарелки) слышен очень хоро- шо. Дальнейший анализ показал, что причиной этого явления служит так называемая переходная характери- стика усилителя, т.е. его реакция на «ступеньку» – относительно быстрое изменение входного напряжения от минимального (нулевого) значения до относительно высокого (и наобо- рот). А переходная характеристика усилителя тесным образом связана с его динамическими характеристика- ми: шириной полосы пропускания и, в первую очередь, со скоростью нарас- тания. Сравнив динамические харак- теристики мощного ОУ LM3886 и ИУ, применённого в [1], [2] (AD8295) и [3] (INA2128) в качестве предварительно- го усилителя, было выяснено, что у ИУ эти динамические характеристики на порядок хуже, чем у ОУ LM3886 (см. далее). Поиск ИУ со скоростью нарас- тания не менее чем у ОУ LM3886 пока- зал, что такие ИУ существуют (напри- мер, AD8250/AD8251/AD8253), однако их цена (от 1000 руб. до 3000 руб. и выше) просто зашкаливает, а поскольку их требуется два, то предварительный усилитель с такими ИУ будет и вовсе «золотым». Кроме того, для каждо- го из двух каналов предварительно- го усилителя потребуется ещё по два ОУ, один из которых также должен быть высокоскоростным. В итоге вся конструкция предварительного уси- лителя будет существенно осложне- на. Поэтому от использования ИУ в предварительном усилителе автор отказался. В то же время автор нашел относительно недорогой и высокоско- ростной ОУ OPA164X (одноканальный OPA1641, сдвоенный OPA1642 и счет- верённый OPA1644), который имеет скорость нарастания, как у ОУ LM3886. Однако для использования такого ОУ в предварительном усилителе потре- бовались некоторые дополнительные схемные решения как в усилителе мощности на LM3886, так и в самом предварительном усилителе. Приме- нив два сдвоенных ОУ OPA1642 или один счетверённый OPA1644 в пред- варительном усилителе, автор полу- чил такой результат, которого даже не ожидал. Это и является основным предметом настоящей статьи. Дальнейшее изложение построено следующим образом. Вначале будут приведены принципиальные схемы устройств аудиоусилителя, затем раз- водка их плат и внешний вид (фото- графии). Далее будут описаны резуль- таты работы как предварительного усилителя, так и всего аудиоусили- теля. Кроме того, будет описана кон- струкция всего аудиоусилителя. Принципиальные схемы Усилитель мощности (рис. 1, рис. 2) по своей схеме не отличается особой сложностью. В каждом кана- ле использовано по два ОУ LM3886T, которые включены идентично и представляют собой классические инвертирующие усилители на ОУ с коэффициентом усиления, равным K = –R2/R1 = –10. Конденсатор C1, сто- ящий в обратной связи ОУ, устраня- ет выбросы выходного напряжения с последующей затухающей осцилля- цией (см. далее) на переходной харак- теристике (реакция ОУ на ступеньку). Резистор R3 = R1||R3 = = 1,8K сохраняет баланс токов на входе ОУ. RC-цепочка R8-R9-C4 – стандартная цепочка для входа Mute, которая при включении (и выключении) питания блокирует выходное напряжение ОУ на некото- рое время, чтобы устранить треск в АС. Конденсатор C2 блокирует паразитную Дополнительные материалы к этой статье можно скачать, перейдя по ссылке в QR-коде