Современная электроника №9/2025

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 35 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 9 / 2025 жений. Он из так называемой серии SoundPlus. Как написано в его спра- вочном листке, OPA1642 показыва- ет «превосходное качество звука» и применяется в «профессиональном аудиооборудовании, аналоговых и цифровых микшерных пультах, обо- рудовании для вещательных студий, высококачественных аудио- и видео- приемниках, высококачественных Blu-ray плеерах». Его динамические характеристики (Slew Rate и GBWP) составляют 20 В/мкс и 11 МГц соответ- ственно, т.е. чуть лучше, чем у LM3886, не говоря уже об ИУ. Автор использо- вал ИУ в [1], [2] и [3] по одной простой причине. У ИУ есть вход REF, изменяя напряжение на котором, можно легко регулировать напряжение смещения выходного сигнала ИУ и таким обра- зом регулировать напряжение сме- щения каждого из выходных мощных усилителей LM3886, что требуется для адекватной работы мостового вклю- чения этого ОУ (см. далее настрой- ку всей схемы). Но у ОУ OPA1642 нет входа REF, а регулировать напряже- ние смещения выходных мощных ОУ требуется в обязательном поряд- ке. Как быть? К счастью, этот вопрос может быть легко решен. Как видно из рис. 3, к инвертирующему входу ОУ DA1.1 (2-й вывод) подключён резистор R4, второй конец которого соединён с движком подстроечного резисто- ра R5, входящего в состав делителя напряжения R8-R5-R9, подключённо- го к положительному и отрицательно- му напряжениям питания. Такая схе- ма позволяет регулировать выходное напряжение смещения ОУ DA1.1 и ОУ DA1.2, включённого как инвертирую- щий ОУ, в пределах приблизительно ±35 мВ (это напряжение между выхо- дами обоих ОУ). Здесь необходимо отметить, что максимальное напряже- ние смещения каждого из ОУ LM3886 составляет около 5–7 мВ, а поскольку в мостовом режиме их два, общее напря- жение смещения составит не более ±15 мВ, и, таким образом, смещение ОУ DA1.1 и DA1.2 перекрывает его прибли- зительно в два раза. Схему на R8-R5-R9 и R4 автор «подсмотрел» в справочном листке на преобразователь действую- щего значения напряжения в постоян- ное (RMS-to-DC Converter) AD637 (ком- пании Analog Devices), где как раз регулируется напряжение смещения ОУ, встроенного в AD637. Хотя эта схе- ма не такая известная, её можно найти в Интернете и в других приложениях. Если исключить из рассмотрения вышеописанную схему регулиров- ки смещения, то можно заметить, что ОУ DA1.1 включён как классиче- ский неинвертирующий усилитель с коэффициентом усиления, равным: K = R2/R1 + 1 = 13K/10K + 1 = 2,3. Для сохранения равенства токов на вхо- дах ОУ входной сигнал (VinA с разъё- ма X1) подаётся на него через резистор R3, который, как известно, должен быть равен: R3 = R1||R2 = (10K×13K)/ (10K+13K) = 5,652K ≈ 5,6K. Второй ОУ на DA1.2 включён как классический инвертирующий усилитель с коэф- фициентом усиления, равным: K = = –R7/R10 = –13K/13K = –1. Как видно из схемы рис. 3, сигнал с выхода DA1.1 (1-й вывод, сигнал VoutA+) подаётся на инвертирующий вход DA1.2 (6-й вывод) через резистор R10 и одно- временно на разъём X2. Выходной сигнал ОУ DA1.2 (7-й вывод, сигнал VoutA–) подаётся на разъём X3. Для сохранения баланса токов на входах DA1.2 резистор R6 должен быть равен: R6 = R7||R10 = 13K||13K = 6,5K (на схе- ме R6 = 6,49K). Таким образом, учиты- вая напряжение смещения Vсм и коэф- фициенты усиления соответствующих ОУ, получаем, что VoutA+ = 2,3×VinA + + VсмA и VoutA– = –2,3×VinA – VсмA. Для получения достоверных значе- ний коэффициентов усиления рези- сторы R1, R2, R3 и R6, R7, R10 имеют допуск по номиналам не более 0,1%. Конденсаторы C1, C2 и C4, C5 установ- лены для получения приемлемой переходной характеристики анало- гично C1 (рис. 1). Конденсаторы C3, C6 и C7…C10 – блокировочные. Напряжения питания (±14 В и «зем- ля») на плату подаются с разъёма Xп. Для питания ОУ (±5 В) используются два стабилизатора: 78L05 (DA3) и 79L05 (DA4). Конденсаторы C3…C6 положены по штату работы стабилизаторов. Для канала B используется ОУ DA2 по аналогичной DA1 схеме. Вместо двух сдвоенных ОУ OPA1642 можно применить счетверённый ОУ OPA1644. Схема для него такая же, как и на рис. 3, и отличается только нуме- рацией выводов, поэтому не приводит- ся. Кроме того, резисторы R7, R10, R16 и R17 – по 10K, R6 и R15 – по 5K. А вот разводка у них разная, и номиналы отмеченных резисторов указаны на разводке (см. далее). Влияние каждо- го из ОУ, входящих в состав OPA1642 и OPA1644 (Channel Separation), составля- ет –126 дБ (см. Datasheet), т.е. ничтож- но мало, поэтому разницы по при- менению двух OPA1642 или одного OPA1644 нет никакой. По стоимости ОУ OPA164X в несколько раз дешевле вышеописанных ИУ, а OPA1644 немно- го дешевле двух OPA1642. Питание всего усилителя осущест- вляется от однополярного стабилизи- рованного источника питания (ИП) с защитой от перегрузки по току (10 А) на базе IGBT-транзистора (DG20X06) с выходным напряжением 28 В, мак- симальным током 10 А и максималь- ной амплитудой пульсаций выходно- го напряжения при таком токе более 1 мВ, подробно описанного автором в статье [4]. На момент публикации статьи [4] транзистор DG20X06 сто- ил около 100 руб. Однако в насто- ящее время он подорожал почти в 2,5 раза. В связи с этим автор нашёл ещё два относительно недорогих IGBT- транзистора: MSG15T65 и HGTG5N120 (HGTG10N120), передаточные характе- ристики (Transfer Characteristics) кото- рых несколько лучше, чем у DG20X06 (у них ещё больше напряжение сме- щения VGE(th)), и которые несколь- ко дешевле DG20X06. Эти два тран- зистора, на взгляд автора, вполне могут быть использованы в ИП вза- мен DG20X06. Чтобы не перегружать статью, сравнение переходных харак- теристик всех трёх транзисторов при- ведено в дополнительных материалах к статье на сайте журнала. Преобразователь однополярного питания в двухполярное или формирователь искусственной «земли» Такой преобразователь однополяр- ного питания +28 В в ±14 В требует- ся как для питания платы усилителя мощности (рис. 1), так и для питания предварительного усилителя (рис. 3). Поскольку в мостовом включении LM3886 силовой «земли» нет, то име- ется только вспомогательная «земля». Как можно заметить из рис. 1, к этой вспомогательной «земле» подклю- чены все конденсаторы (кроме C2). Потребление тока LM3886 (по «зем- ле») составляет не более 40…50 мА, а поскольку их 4, то общее потребле- ние тока усилителя мощности (по «земле») составит не более 0,2 А. Потре- бление тока предварительного усили- теля не более 0,1 А. Кроме того, двух- полярное питание ±14 В требуется, если используется пик-детектор (как,