Активная АС в абонентском громкоговорителе

В прошлом веке большинство советских семей часто пользовались услугами проводного радиовещания, для которого отечественная промышленность выпускала абонентские одно- и трёхпрограммные громкоговорители. В настоящее время такой способ передачи программ постепенно прекращает своё существование. Ставшие ненужными абонентские громкоговорители можно переоборудовать для других целей.

В наличии оказался произведённый в 1971 г однопрограммный абонентский громкоговоритель ГА-111 "Этюд" (ГОСТ 5961-66), предназначенный для проводной радиосети напряжением 30 В. У громкоговорителя был целый пластмассовый корпус размерами 242x137x72 мм, динамическая головка неисправна, отсутствовали регулятор громкости и трансформатор. На основе уцелевшего корпуса было решено изготовить активную акустическую систему, совмещённую с зарядно-питающим устройством для мобильных устройств.

Схема устройства показана на рис. 1. Эта активная АС рассчитана на электропитание тремя способами: от электросети переменного тока 230 В, от встроенной Ni-Cd аккумуляторной батареи напряжением 9,6 В, от внешнего источника постоянного тока напряжением 8...20 В. Напряжение сети поступает на первичную обмотку трансформатора T1 через замкнутые контакты выключателя плавкую вставку FU1 и резистор R1. Варисторы RU1 и RU2 защищают первичную обмотку понижающего трансформатора от повреждений при повышенном напряжении сети. Напряжение вторичной обмотки (около 11 В) через самовосстанавливающийся предохранитель FU2 поступает на мостовой выпрямитель на диодной сборке VD1. Конденсатор C10 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. Индикатор подключения сети 230 В - светодиод HL2.

Рис. 1. Схема устройства

На микросхеме DA2 выполнен линейный стабилизатор напряжения +5 В, который предназначен для питания и зарядки аккумуляторных батарей различных мобильных устройств током до 0,5 А. Резистор R15 уменьшает рассеиваемую на микросхеме DA2 мощность. Встроенная Ni-Cd аккумуляторная батарея GB1 заряжается через диод VD2 и токоограничивающий резистор R17, если замкнуты контакты выключателя SA3.1.

Усилитель мощности ЗЧ выполнен на интегральной микросхеме TDA1905 (DA1). Микросхема представляет собой экономичный малошумящий одноканальный усилитель мощности звуковой частоты с однополярным питанием и выходной мощностью до 5 Вт при коэффициенте нелинейных искажений около 0,1 %. Согласно документации на эту микросхему, её напряжение питания может быть в интервале 4...30 В, однако применённый в этой конструкции экземпляр без заметных на слух искажений работал при напряжении 6,5 В и более. Но в этом есть плюс и минус. Плюс заключается в том, что уменьшается вероятность глубокой разрядки встроенной аккумуляторной батареи. Минус в том, что становится невозможным питание конструкции от распространённых внешних источников с выходным напряжением 5 В.

Напряжение звуковой частоты подают на штекер XP2. Гнёзда XS1, XS2 - "тюльпаны", их можно использовать как повторитель сигнала, переходник-удлинитель или как микшер. Если XP2 и XS1, XS2 будут одновременно подключены к активным работающим низкоомным выходам звуковоспроизводящих аппаратов, уровень сигналов от каждого из них будет понижен вдвое. На регулятор громкости R10 сигналы ЗЧ поступают через сумматор на резисторах R7 и R8.

С подвижного контакта регулятора громкости - резистора R10 сигнал ЗЧ через разделительный конденсатор C5 поступает на неинвертирующий вход (вывод 8) микросхемы DA1. Коэффициент усиления по напряжению зависит от соотношения сопротивлений резисторов R12 и R11: чем больше сопротивление R12, тем больше усиление. Конденсатор C11 подключён к цепи вольтодо-бавки. Цепь R16C16 предотвращает самовозбуждение УМЗЧ на ультразвуковых частотах. Нагрузка УМЗЧ - динамическая головка BA1, подключённая к нему через разделительные конденсаторы C17 и C18. Ток покоя УМЗЧ при напряжении питания 12 В - 19 мА.

Если устройство подключить к сети 230 В, УМЗЧ питается нестабилизиро-ванным напряжением 10...15 В через замкнутые контакты K1.1 и выключатель SA2. Если сеть отключена и контакты переключателя SA3 находятся в показанном на схеме положении, УМЗЧ питается от напряжения поступающего на гнездо XS3. Если положение переключателя SA3 противоположное, УМЗЧ питается от встроенной аккумуляторной батареи GB1. Диод Шотки VD4 защищает УМЗЧ от неправильной полярности напряжения питания. Возможность отключения встроенной аккумуляторной батареи с помощью выключателя SA3.1 актуальна при частом питании устройства от сети 230 В, чтобы избежать ненужных подзарядок батареи.

Большинство деталей источника питания размещены на макетной плате размерами 96x56 мм (рис. 2). УМЗЧ смонтирован на плате размерами 45x56 мм (рис. 3). Резистор R1, варисторы RU1, RU2 и плавкая вставка FU1 установлены на плате размерами 40x53 мм. Монтаж у всех плат - двухсторонний навесной. Выключатель SA1 - клавишный, он установлен в разрыв одного провода сетевого кабеля питания. Динамическая головка - импортная широкополосная с сопротивлением звуковой катушки 8 Ом, мощностью 5 Вт и высоким КПД, диаметр подвижной части диффузора - 110 мм. С такой динамической головкой звучание устройства получилось значительно качественнее и громче, чем у многих малогабаритных ЖК и кинескопныхтелевизоров. При потребляемом УМЗЧ токе всего около 100 мА звуковой сигнал уже можно охарактеризовать как очень громкий, на фоне которого не слышно вызывных сигналов мобильных телефонных аппаратов. Можно применить динамические головки 3ГДШ-8-8, 4ГДШ-3, 6ГДШ-5-8.

Рис. 2. Детали на макетной плате

Рис. 3. Смонтированная плата

Трансформатор питания T1 применён доработанный. Был использован выходной трансформатор ТВ-3Ш, который является выходным в усилителях ЗЧ ламповых и лампово-полупроводниковых отечественных телевизоров. Этот трансформатор работает в выходных каскадах, собранных на пентодах 6П14П-(К), 6П15П, 6П18П. У трансформатора была перемотана вторичная обмотка, она стала содержать 170 витков провода ПЭВ-2 0,56. Первичная обмотка оставлена прежней - 3000 витков.

Вид на компоновку узлов в корпусе показан на рис. 4. Переменный резистор - СП3-30К, совмещённый с выключателем питания, обе группы контактов соединены параллельно, можно также применить переменный резистор СП3-12. Металлический экран переменного резистора электрически соединён с минусовым выводом конденсатора C9. Резистор R1 - импортный невозгораемый, подойдёт Р1-7. Резистор R17 - проволочный С5-37. С таким резистором время полной зарядки встроенной аккумуляторной батареи - около 35 часов, если требуется более быстрая зарядка, на место R17 устанавливают такой же резистор сопротивлением 47 или 51 Ом. Остальные резисторы - МЛТ, РПМ, МОН, С1-14, С2-23, С2-33 или аналоги. Резистор R20 - для поверхностного монтажа, он припаян непосредственно к соответствующим контактам гнезда XS4. Варисторы RU1 и RU2 применены от компьютерных ATX блоков питания, их можно заменить двумя последовательно включёнными FNR-10K241, FNR-14K241, FNR-20K241 или одним варистором SVC471-14, FNR-20K471, FNR-14K471, MYG-20K471, FNR-20K471, FNR-14K471, GNR20D471K, LF14K471U, TVR14471. Оксидные конденсаторы - импортные, причём конденсатор C2 - оксидный неполярный К50-51 или импортный аналог, остальные - плёночные или керамические на номинальное напряжение не менее 25 В.

Рис. 4. Вид на компоновку узлов в корпусе

Диодный мост 2KPB06M можно заменить любым из серий 2KPB01-2KPB05, RC201-RC207, RS201-RS207, 2W01G- 2W10G или аналогичными с допустимым током 2 А. Взамен диода Шотки S30D40С (сборка) можно установить любой из 1 N5822, SR306, SR506, SB540, SRAF560, SBL2060, MBRS360T3, MBRD660CT, MBR360,MBR1060, 30BQ040. Диоды 1N4003 можно заме-нитьлюбыми из серий 1N4001 - 1N4007, UF4001 - UF4007, BYT52A- BYT52M, КД208, КД243. Светодиоды RL50N-YG413 (зелёного свечения) и RL50N-SR113 (красного свечения) могут быть заменены любыми аналогичными с повышенной яркостью, например, из серий КИПД21, КИПД40, КИПД66. Микросхему AN78M05 можно заменить любой из серии ххх78M05. Микросхема TDA1905 установлена на ребристый дюралюминиевый теплоотвод площадью охлаждающей поверхности 30 см². Она может быть заменена на TDA1904 и должна быть установлена на теплоотвод площадью 20 см². Кроме того, к её выводам 9 - 16 большим количеством припоя припаян П-образный теплоотвод из двух отрезков медной проволоки длиной по 10 см и диаметром 1,2 мм.