Схема датчика наличия сигнала звуковой частоты (NE5534N, CD4060)

Самодельный модуль для определения наличия сигнала звуковой частоты и включения питания усилителя мощности НЧ. Усилители мощности ЗЧ сейчас зачастую строят на интегральных микросхемах УМЗЧ. Это удобно, так как дает возможность относительно недорого и без существенных трудовых затрат получить вполне пригодный HI-FI усилитель.

Чаще всего используют микросхемы УМЗЧ для автомобильной аппаратуры, так как они наиболее доступны, работают с минимумом навесных деталей и питаются от источника постоянного тока напряжением 12V, в качестве которого можно, например, использовать блок питания от старого персонального компьютера. Здесь предлагается описание схемы датчика автоматического включения УМЗЧ, управляющего питанием УМЗЧ при помощи мощного ключевого полевого транзистора.

Это позволяет работать со схемами УМЗЧ, в которых нет выводов для управления режимами вроде «St-Ву». Таким образом, можно организовать управление включением и выключением УМЗЧ автоматически, за счет источника сигнала. В этом случае нужно сделать датчик наличия входного сигнала и дополнительно присоединить к нему таймер.

Таймер нужен чтобы УМЗЧ не отключался в перерывах между программами, паузах в музыкальном произведении. При этом нужно чтобы усилитель включался сразу же после поступления на вход сигнала, - без задержек.

Принципиальная схема

Принципиальная схема датчика показана на рисунке. Входное сопротивление датчика составляет 100 кОм, обычно входное сопротивление интегрального УМЗЧ значительно ниже. Но, если нужно, входное сопротивление датчика можно повысить, увеличив сопротивления резисторов R1 и R2.

Эти резисторы должны быть одинакового сопротивления, так как они создают напряжение смещения на входе ОУ, равное половине напряжения питания. Это необходимо для работы ОУ от однополярного источника питания.

Принципиальная схема детектора наличия сигнала звуковой частоты на микросхемах NE5534N, CD4060

Рис. 1. Принципиальная схема детектора наличия сигнала звуковой частоты на микросхемах NE5534N, CD4060.

Вход датчика подключается параллельно входу одного из стереоканалов УМЗЧ. Во время отсутствия сигнала переменное напряжение на выходе А1 отсутствует, транзистор VТ1 закрыт и на его коллекторе напряжение равно логическому нулю.

Если счетчик D1 находится в исходном состоянии, равном единице в его старшем разряде, то ключ на мощном полевом транзисторе VТ2 закрыт, так как напряжение между его истоком и затвором недостаточно для его открывания. Поэтому питание на УМЗЧ не поступает и усилитель находится в выключенном состоянии.

Как только на вход УМЗЧ поступает сигнал, он также поступает и на вход ОУ А1. ОУ этот сигнал усиливает и даже может быть до ограничения (значения не имеет), главное что до такого уровня при котором транзистор VТ1 станет открываться в ключевом режиме. При этом на его коллекторе будут импульсы произвольной формы и частоты, первый же их которых сбросит счетчик D1.

На его выходах, включая и вывод 3, установится логический ноль. Это приведет к тому что напряжение между затвором и истоком мощного ключевого полевого транзистора VT2 станет достаточным для его открывания. Транзистор откроется и через него ток поступит на цепь питания УМЗЧ. Усилитель включится.

Несмотря на то что встроенный мультивибратор микросхемы D1 будет работать, счетчик D1 так и будет оставаться в нулевом состоянии, потому что его обнуление будет происходить импульсами следующими с частотой звукового сигнала, поступающего на УМЗЧ.

При прекращении поступления звукового сигнала на вход транзистор VT1 перестанет открываться и на его коллекторе установится логический ноль. Теперь ничего не будет мешать счетчику D1 считать поступающие от его встроенного мультивибратора на его вход импульсы.

При указанных на схеме значениях R7 и С5 единица появится на старшем выходе счетчика примерно через 10 минут. Эти 10 минут - максимальный размер паузы в сигнале, при желании его можно изменить в сторону уменьшения или увеличения подбором сопротивления R7 и (или) емкости С5.

Если в течение данного временного интервала поступление сигнала на вход возобновляется, то счетчик D1 сбрасывается и выключение УМЗЧ не происходит. Если же время отсутствия сигнала превысит величину максимального размера паузы, то на выводе 3 D1 появится единица, которая закрывает ключевой полевой транзистор VT2 и отключает питание УМЗЧ.

Детали и налаживание

Операционный усилитель типа NE5534N можно заменить практически на любой ОУ общего применения, например, на TL071, К140УД6 или другой. Полевой р-канальный транзистор IRF4905 имеет сопротивление открытого канала не более 0,02 Ом при напряжении затвор - исток -10 В, допускает напряжение сток - исток до -55 В, максимальный ток стока 74А, максимальную рассеиваемую мощность 200 Вт.

То есть, может работать практически в любым интегральным УНЧ. Однако нужно учесть, что напряжение питания УНЧ ограничено максимальным напряжением питания микросхемы D1. Впрочем, здесь же речь идет о микросхемах УМЗЧ для автомобильной аудиотехники, так что напряжение питания и так не должно быть более 15V.

В этой конструкции вместо такого транзистора можно применить IRF4905S, 2SJ348, 2SJ591LS, 2SJ413. При токе потребления УМЗЧ до 10А транзистору радиатор не требуется. Если же нужно получить ток более 50А транзистор устанавливают на дюралюминиевый или медный, латунный теплоотвод размерами от 8 см.кв.

Для уменьшения падения напряжения на открытом канале полевого транзистора, и увеличении максимального тока можно установить несколько параллельно включенных однотипных полевых транзисторов, при этом, в отличие от применения параллельно включенных мощных биполярных транзисторов, токовыравнивающие резисторы не нужны.

Выводы стока и истока каждого из параллельно включенных полевых транзисторов должны быть припаяны отдельными проводниками одинаковой длины и диаметра непосредственно к выходу источника питания и выводу питания микросхемы УМЗЧ.

Налаживание состоит из двух пунктов. Подстройкой сопротивления R3 нужно установить такой коэффициент усиления усилителя на операционном усилителе А1, при котором чувствительность датчика достаточна для уверенного включения УМЗЧ даже при очень небольшом сигнале, но при этом схема не будет реагировать на шумы или наводки в предварительном усилителе.

Второй пункт заключается в установке максимальной продолжительности паузы. Практически любое желаемое время продолжительности паузы можно задать подбором С5 и R7. Резистор R9 необходим, иначе счетчик будет давать сбои от бросков тока на заряд/разряд емкости затвора VТ2.

Лыжин Р. РК-09-17.

0 689 Детекторы и датчики
датчик детектор уровня сигнала
Написать комментарий:

cashback