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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Système de sonorisation portable avec alimentation universelle. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Amplificateurs de puissance à transistors Dans certains cas, l'utilisation d'un mégaphone pour l'amplification du son n'est clairement pas suffisante en raison de ses capacités limitées et de sa faible qualité, et repartir avec un système de sonorisation avec une console de mixage est une "force brute" de fonds évidente. système d'amplification sonore décrit avec un certain nombre d'avantages opérationnels intéressants sera utile. Pour un système de sonorisation conçu pour les travaux itinérants (réunions, conférences, etc.), il n'est pas nécessaire d'avoir une grande capacité. Les dimensions et le poids sont plus importants, ainsi que la possibilité d'être alimenté à la fois par le secteur et par des batteries. L'expérience a montré que dans la plupart des cas, une sortie d'amplificateur à deux canaux de 20 watts par canal est suffisante pour un fonctionnement normal. Les haut-parleurs à haute sensibilité (retour) avec une puissance de sortie de UMZCH de 20 W peuvent sonner un espace ouvert à une distance allant jusqu'à 100 m. Il existe maintenant de nombreux microcircuits en vente qui permettent, avec un petit nombre de pièces jointes, d'assembler un UMZCH à deux canaux avec une puissance de sortie allant jusqu'à 22 W par canal (TDA1556Q, TDA1554Q, TDA1555Q, TDA1558Q) ou 40 W (TDA8560Q, TDA8563Q). Ils sont conçus pour une tension d'alimentation de 14 V et permettent un fonctionnement à partir d'une batterie de voiture. Toutes sortes de circuits de protection rendent ces microcircuits fiables en fonctionnement, et seules les surtensions de la tension d'alimentation peuvent entraîner leur défaillance. Étant donné que la tension secteur dans les zones rurales est très instable et s'éteint même simplement, il est conseillé que ces amplificateurs aient une alimentation universelle: du secteur et de la batterie. La faible puissance de l'amplificateur permet de choisir un transformateur secteur relativement léger et de travailler non seulement à partir d'une batterie de voiture, mais également à partir d'une petite batterie étanche de 152 Ah (65x98x7 mm). Le courant moyen consommé par l'amplificateur est d'environ 1 A, et une telle batterie assure plusieurs heures de fonctionnement autonome de l'équipement. Il est peu probable que l'équipement se révèle léger, mais il est tout à fait possible de tout placer sauf les haut-parleurs dans un boîtier ordinaire. Sur la fig. 1, un schéma de l'une des options d'amplificateur est affiché.
Une caractéristique de la puce TDA1555Q est la présence d'un détecteur de distorsion, qui fonctionne comme suit. Lorsqu'une distorsion apparaît à la sortie de l'amplificateur supérieure à 2 ... 5%, une tension d'environ 15 mV apparaît à la broche 24. Étant donné que la distorsion de sortie dépasse 2% avec un niveau de signal d'entrée de seulement 20 dB au-dessus de la valeur autorisée, leur valeur peut être limitée en utilisant la tension du détecteur de distorsion pour un diviseur de tension réglable avec un transistor à effet de champ à commande électronique VT1. Pour obtenir une tension de commande suffisante, il est plus facile d'utiliser un comparateur d'ampli op avec une alimentation "unipolaire", c'est-à-dire avec la tension de sortie la plus basse proche de la tension d'alimentation négative. Convient, par exemple, aux puces d'ampli-op LM358N ou LM324N. Dans la variante des amplificateurs opérationnels quadruples, deux d'entre eux peuvent être utilisés dans le circuit AGC, et le reste dans les étapes préliminaires : bloc de tonalité, filtre passe-bande ou amplificateur de microphone. Bien sûr, un autorégulateur conventionnel peut fournir une meilleure qualité sonore, mais lors de l'utilisation de divers systèmes d'enceintes, leur impédance nominale peut être de 2, 4 ou 8 ohms. Dans ces cas, la valeur admissible de la tension de sortie change en conséquence. En règle générale, les amplificateurs de puissance pour de tels cas sont équipés d'indicateurs de surcharge, et ici, avec l'indication, le niveau de distorsion est limité. La chaîne R37C31 est conçue pour éliminer les clics lorsque l'amplificateur est allumé. La puce TDA8560Q plus puissante (Fig. 1b) a une "sortie de tension de diagnostic" spéciale (broche 12); il est relié à la tension d'alimentation par une résistance de 10 kΩ. Lorsque l'amplitude du signal de sortie est limitée ou en cas de court-circuit à la sortie du microcircuit, la tension sur la broche 12 diminue à 0,6 V. Cette variation de tension peut être utilisée pour commander le diviseur en connectant le circuit de polarisation représenté dans le schéma de trois résistances et une diode KD522B avec la grille d'un transistor à effet de champ de type VT1 KP103K ou KP103M. Dans ce cas, le comparateur DA2.4 et la clé électronique sur VT2 ne sont pas nécessaires. Et si un ampli op avec une alimentation "unipolaire" n'est pas nécessaire, les amplis op quadruples des microcircuits K1401UD4, TL084, TL074, LF444 et similaires peuvent fournir une meilleure qualité sonore. Bien sûr, le transistor à effet de champ introduit également une certaine distorsion non linéaire à un niveau de signal élevé, mais leur niveau et leur spectre sont nettement inférieurs à ceux qui surviennent à la suite d'un écrêtage. Un peu sur l'amplificateur de microphone. L'expérience montre que les micros externes causent beaucoup plus de problèmes que le bruit intrinsèque des circuits amplificateurs et des transistors. De bons résultats peuvent être obtenus si vous mettez un transformateur à l'entrée ou utilisez un amplificateur d'instrumentation avec une entrée différentielle et un contrôle de gain avec une seule résistance. La puce K548UN1A est assez souvent utilisée dans les amplificateurs de microphone des équipements ménagers. voici la possibilité de l'utiliser dans un amplificateur d'instrumentation. Les mesures des paramètres de mise en page avec l'amplificateur opérationnel K140UD6 (au lieu de DA2.1) avec une alimentation bipolaire de ± 12 V ont montré que les distorsions non linéaires sont inférieures à 0,1% et que le bruit intégré est au niveau de -65 dB. La marge de surcharge est de 34 dB. Lorsque la tension d'alimentation est divisée par deux, la capacité de surcharge diminue en conséquence, mais s'il n'est pas nécessaire d'utiliser une batterie, vous pouvez utiliser une alimentation bipolaire et, si nécessaire, faire une source d'alimentation "fantôme" (alimentation via des fils de signal) +48 V pour alimenter des microphones à condensateur de haute qualité. Habituellement, en raison de leur coût élevé, de la peur des chocs et de l'humidité, ils essaient de ne pas utiliser de tels microphones sur le terrain, mais pour des conditions stationnaires, cette possibilité n'est en aucun cas superflue [1]. Le contrôle de tonalité de l'amplificateur est construit à l'aide d'un amplificateur opérationnel (DA2.2). La modification de la réponse en fréquence du chemin peut être nécessaire lors de l'utilisation de différents types de microphones ou pour corriger le timbre de la voix, ou en raison de la situation acoustique dans la salle. Vous n'avez pas besoin d'un signal stéréo pour amplifier une conférence ou une réunion ; les deux canaux PA fonctionnent en parallèle à partir d'une source, et lorsqu'un signal (éventuellement stéréo) est appliqué à partir d'un lecteur de CD ou d'un magnétophone à l'entrée de l'amplificateur, le canal du microphone est désactivé par les contacts du connecteur d'entrée X2. L'alimentation électrique du système décrit est quelque peu inhabituelle. Avec une tension secteur réduite, s'il n'y a pas de stabilisateur de tension dans l'unité, rien de dangereux ne se produit, seule la puissance de sortie maximale de l'AP diminue, mais une forte augmentation de la tension peut entraîner une défaillance du microcircuit, car la tension d'alimentation admissible de certaines d'entre elles sont limitées à 18 V, et les surtensions dépassant 250 et même 270 V sont dangereuses pour un transformateur de réseau ! Vous ne voulez généralement pas emporter de stabilisateurs externes avec vous, et ils ne peuvent pas toujours sauver la situation. Souvent, un dispositif de protection contre les surtensions éteint simplement l'équipement, n'assurant pas la fiabilité de l'événement. La complexité de la protection du transformateur réside dans le fait que l'amplificateur fonctionne en mode AB et que sa consommation de courant fluctue des dizaines de fois, de sorte que sa protection en allumant simplement la résistance d'extinction échoue. Le circuit d'alimentation est représenté sur la fig. 2.
Le transformateur T1 ne diffère de l'habituel que par le fait qu'une section supplémentaire est introduite dans l'enroulement primaire avec un nombre de spires égal à 10% de l'enroulement principal (pour une tension de 220 V); il est relié aux contacts du relais K1. Le relais 851N-1C-C (le courant traversant l'enroulement est d'environ 28 mA à une tension de 12 V) fonctionne déjà en toute confiance à partir de 8,5 V avec un courant inférieur à 20 mA. Ses contacts sont conçus pour commuter une tension alternative de 250 V à un courant allant jusqu'à 7 A. L'enroulement secondaire du transformateur T1 doit fournir une tension redressée de 21 ... 22 V. Une certaine marge de tension compense les éventuelles chutes de tension dans le réseau. Le redressement pleine onde à partir de deux enroulements a été choisi en tenant compte du fait qu'il est plus difficile d'enrouler un enroulement d'un transformateur toroïdal avec un fil d'une section supérieure à 1 mm2 que deux enroulements avec un fil plus fin. Le courant de sortie de la puce TDA1555Q atteint 4 et le TDA8560Q - 7,5 A. Les données d'enroulement du transformateur de réseau T1 ne sont pas présentées ici, car elles peuvent désormais être achetées ou commandées sur les marchés de la radio "pour tous les goûts". Pour protéger le microcircuit PA, un régulateur de tension intégré DA2 à faible chute de tension a été introduit. Dans le même temps, la tension utilisée pour recharger la batterie externe se stabilise. Pour amener les LED d'indication sur le panneau avant de l'amplificateur, un indicateur LED à trois niveaux est assemblé sur une carte séparée. Lorsque la tension secteur est faible (moins de 200 V), la LED verte HL2 est allumée. Si la tension secteur est supérieure à 200 et inférieure à 240 V, la LED jaune HL1 s'allume. Lorsque 240 V sont dépassés, la LED rouge HL3 clignote. En tant que comparateurs, quatre amplificateurs opérationnels du microcircuit LM324N sont utilisés (K1401UD2 peut être utilisé, en tenant compte de la différence de brochage). L'ampli-op DA1.4 est utilisé comme "verrou". Avec une tension secteur accrue, le relais K1 est activé et la tension diminue immédiatement de 10%, c'est-à-dire que le seuil de la valeur admissible monte à environ 270 V. Pour éviter les "rebonds" et ce "verrouillage" est activé; le relais restera activé même si la tension secteur chute jusqu'à ce que l'amplificateur soit éteint. Si la tension chute tellement que la LED verte (HL2) s'allume, vous devez éteindre et rallumer l'amplificateur sans craindre pour sa sécurité. Le connecteur X7 permet de connecter une batterie externe. La tension est supprimée de la broche 3 pour la recharge, et la tension d'une batterie externe est appliquée à la broche 5. De la batterie de la voiture à la prise "allume-cigare", vous pouvez appliquer une tension au connecteur X7 via le câble, dont le schéma est illustré à la fig. 1, po. L'alimentation dispose d'un connecteur supplémentaire X6 ("+ Up") pour alimenter le récepteur du microphone sans fil. En règle générale, les récepteurs du système sans fil sont connectés au réseau via un adaptateur secteur, et c'est la seule connexion possible lorsqu'ils sont alimentés par une batterie. La batterie AB est rendue à distance, car elle n'est pas toujours nécessaire. De plus, avec son aide, il est possible de recharger la batterie à distance à partir du réseau de bord de la voiture pendant la conduite. La batterie (Fig. 3) contient un chargeur avec son propre indicateur de tension LED. Cet indicateur LED est très similaire à celui utilisé dans l'alimentation. À une tension inférieure à 11,5 V, la LED HL5 clignotante est allumée. Si la tension est supérieure à 11,5 V et inférieure à 12,2 V, la LED rouge HL4 est allumée, et si la tension est dans la plage de 12,2 ... 13,4 V, la LED jaune HL3. LED HL2 - bicolore. Pendant que la batterie se charge, elle s'allume en rouge et plus elle est lumineuse, plus le courant de charge est élevé. Lorsque la batterie est complètement chargée, la LED verte s'allume, ce qui indique la nécessité d'arrêter la charge.
Pour recharger une batterie à distance à partir du réseau de bord d'une voiture, un stabilisateur de courant sur des microcircuits, même avec une petite chute de tension, s'est avéré inacceptable. Mais l'utilisation du limiteur de courant le plus simple sur le transistor KT837K (avec n'importe quel index de lettre) ou KT818A s'est avérée assez réussie. Le courant de charge de la batterie est limité par la sélection de la résistance R2 et la tension la plus élevée fournie à partir de la sortie de l'alimentation est définie par une résistance d'ajustement R14 (voir Fig. 2). Pour vérifier la tension de la batterie lorsque l'appareil est éteint, vous pouvez utiliser le bouton SB2 sans fixation ("Control") pour allumer l'indicateur. Si l'amplificateur est alimenté par l'unité et que le commutateur SB1 est activé, l'indicateur est connecté en permanence. Pour protéger la batterie distante des courts-circuits accidentels, un fusible à réarmement automatique Type MF - R400 D141S pour un courant de 4A est installé dans son circuit de charge. Le dépassement de ce courant entraîne une forte augmentation de la résistance du fusible. Une fois le court-circuit éliminé et la température normale du fusible rétablie, sa conductivité est rétablie. En tant que stabilisateur intégré DA3 dans l'alimentation (voir Fig. 2), vous pouvez utiliser l'analogique propriétaire - SD1083, et pour le stabilisateur DA3 dans l'amplificateur, vous pouvez également recommander KR1158EN12V. Dans l'amplificateur, la puce K548UN1A peut être remplacée par une analogique - LM381. En tant qu'indicateur LED HL5, il est souhaitable d'utiliser une LED qui clignote à basse tension d'alimentation. Lors de l'utilisation d'un pack batterie externe, il est nécessaire de le compléter avec des câbles pour le raccordement au bloc d'alimentation et à l'allume-cigare de la voiture. Cela n'a aucun sens de proposer une conception spécifique du système de sonorisation, car elle est déterminée par les tâches et le style du développeur. Apparemment, il est conseillé de placer un système de sonorisation portable dans un boîtier, et lors de la conception d'une version fixe, il est préférable de respecter les dimensions d'un rack 19 "standard. Lors de l'utilisation d'une puce UMZCH plus puissante (TDA8560Q), un un transformateur réseau d'environ 150 W sera nécessaire et 1555 W suffisent pour le TDA75Q.la taille des indicateurs LED, l'utilisation de boutons ou d'interrupteurs à bascule est déterminée uniquement par la disponibilité des composants et vos propres préférences. Il est conseillé de réaliser un système acoustique à partir de deux haut-parleurs, en utilisant des têtes légères domestiques ou importées avec une sensibilité d'au moins 92 dB, alors qu'il suffit amplement de limiter la bande de reproduction sonore par le bas avec une fréquence de 100 Hz, et par le haut - 8 ... 10 kHz. Les coques sont en panneaux de fibres de bois et en mousse. La conception et la conception acoustique (boîte ouverte ou inverseur de phase) - au goût du développeur. Il est préférable de finir la surface des étuis en similicuir et de protéger les coins des étuis avec des coins métalliques. Les têtes sont protégées par un treillis métallique peint avec de la peinture décorative. Dans la fabrication de haut-parleurs à partir de plusieurs têtes du même type (avec une connexion série-parallèle de bobines acoustiques), elles sont placées verticalement pour obtenir un diagramme de directivité plus net dans le plan vertical et augmenter l'efficacité acoustique. Les sorties haut-parleurs (détachables) sont idéalement situées dans la partie inférieure du boîtier pour augmenter la stabilité du boîtier en cas de à-coups accidentels du câble de liaison. Un tel système d'amplification sonore peut être amélioré en prévoyant l'inclusion d'un récepteur de microphone radio à l'entrée de la commande de tonalité. Le raffinement de l'amplificateur et la fabrication du microphone sans fil sont effectués en tenant compte des informations présentées dans [2]. littérature
Auteur : E.Kuznetsov, Moscou
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