集成电路DY-1CⅡ型OCL扩音机

🏠 首页 《无线电》杂志 1980年 🔗 第3期 🔗 第16页 分类:“现代家庭电子制作”电视讲座辅导材料 🔗 肖松林 🔗

本文介绍的是一种主要采用业余级运算放大器集成电路安装的新型OCL扩音机。当使用±15伏电源时,在8欧负载上可获得最大10瓦的输出功率或6瓦的不失真输出功率;在4欧负载上则可获得大于15瓦的输出功率。功率适中,可带动10英寸低音喇叭或组合喇叭。由于采用了集成电路,所以安装十分简单、方便,不须调整工作点,而且扩音机的性能一致性好。这对于初学者说来是尤为适宜的。由于集成运算放大器具有独特的优点,使得扩音机的音调控制实际曲线与理论值十分接近。高音和低音的最大控制量可达±22分贝以上,作用比较明显。集成运算放大器又是“天生”的差分对管,把它用在OCL扩音机主放大器中,零点飘移很小,中点电位稳定,开关机时对喇叭的冲击很小。因此不需要再加开关机时保护喇叭的电路。下面分述电路各部分的原理:

前置放大器

图1
图1 🔍原图 (210×302)
图2
图2 🔍原图 (386×313)

前置放大器的任务之一,就是要与信号源匹配。目前我国常用的信号源有采用晶体唱头的普及型电唱机、半导体收音机、录音机等。这几种信号源中,半导体收音机、录音机等与扩音机匹配比较容易,晶体唱头与扩音机匹配时就应考虑一些问题。目前的晶体唱头,常用酒石酸钾钠晶体作压电换能器。这种换能器的阻抗呈容性,其等效电路见图1。图中R代表晶体和接线的总电阻,C代表压电元件形成的电容。对国产晶体唱头来说,电容C约50D~2000微微法。所以晶体唱头的输出阻抗较高,这就要求扩音机的拾音输入阻抗也要较高,才能使阻抗相匹配,以保证获得较好的低频响应。根据理论计算与实验证明。扩音机的输入阻抗应大于500千欧才行。本机用3DJ结型场效应管连接成源极跟随器,其输入阻抗可高达1兆欧。另外,晶体唱头本身属于振幅响应型拾音器,因而对于一般具有“恒幅”特性的唱片来讲,并不需要再加均衡电路。均衡电路通常是用来弥补由于前置放大器输入阻抗不高而引起的低频损失,在这里由于采用了场效应管,均衡电路就不必要了(当然对于动圈唱头来说,又是另一回事)。场效应管源极输出电路(相当于晶体管电路中的射极跟随器)输出阻抗很低,这正是负反馈音调控制电路所必须的。图2为3DJ型场效应管的管脚图与源极跟随器电路,该电路的输入阻抗为R\(_{i}\)≈Rg≈2.2兆欧;输出阻抗为

R\(_{0}\)=Rs1+gm·R\(_{s}\)=1000;1+1000×10\(^{-}\)6×1000≈500欧,

式中R\(_{s}\)为源极电阻,本线路中取1千欧,gm为场效应管的跨导,约为1000×10\(^{-}\)6

该机可直接与电唱机和收音机配接。在以录音机为信号源时,如果录音机有线路输出插孔,则可直接用带二芯插头的线相连;如果录音机仅有外接扬声器插孔,为了更好地与扩音机输入端相匹配,可在输入端并上一只100欧电阻。为了使用方便,这个电阻可直接装在插头内,从而省去了反复拆动线路的麻烦。

音调控制电路

音调控制电路采用集成运算放大器以后,比过去采用分立元件在性能上优越得多。采用分立元件时,放大器的开环增益做不了很高,音调控制的实际效果与理论计算总有一些差别。集成运放的开环增益很大,可由10000倍到100000倍。加上负反馈以后,由于反馈深度大,所以线路的放大倍数及网络特性已与集成运算放大器本身无关,而仅取决于外回路特性。此时实际音调控制特性与理论值十分接近。

本机的音调控制采用常用的负反馈式音调控制线路,从集成运放块的反相输入端输入信号。经过我们对一些集成块的试验证明,在目前市场上所供应的业余级集成运算放大器中,用5G24作音调控制较为适宜。这是因为5G24在高音频20千赫时,能有2伏以上的输出电压,而且相位容易补偿,不象其它集成运放块那样容易造成高频自激。

5G24的外形与接线见图3。它有两种管脚封装。如果读者买到的是10个脚的5G24,则第8、第9脚是相位补偿端。只要如图4所示加一个150微微法电容即可;若5G24只有8个脚,则这种集成块属于内补偿到,它的第8、第9脚为空脚,可不用。150微微法电容器也不用接。图4为本机的音调控制线路接线图。图5~图8是该控制线路在四种不同控制位置时的等效线路及特性。其中图5为低音提足时的等效电路与提升曲线;图6为低音衰减时的等效线路与衰减曲线;图7为高音提足时的等效线路与提升曲线;图8为高音衰减时的等效线路与衰减曲线。图中T\(_{L}\)为低频转折点的时间常数,TH为高频转折点时间常数。通常取T\(_{L}\)=318微秒(即相当转折频率

f\(_{L}\)=\(\frac{1}{2πT}\)L=1;2π×318×10\(^{-}\)6≈500赫),

T\(_{H}\)=60微秒(即相当于转折频率fH=\(\frac{1}{2πT}\)\(_{H}\)

=\(\frac{1}{2π×60×10}\)\(^{-}\)6≈2.5千赫)。

图3
图3 🔍原图 (587×235)
图4
图4 🔍原图 (541×357)
图5
图5 🔍原图 (881×246)
图6
图6 🔍原图 (886×242)
图7
图7 🔍原图 (908×254)
图8
图8 🔍原图 (913×267)

本线路的低音控制电位器选用470千欧;高音电位器可在75千欧~220千欧范围内选择。两个电位器均选用X型。

OCL主放大级

在OCL主放大级中采用集成运放有如下好处:①用分立元件组配差分配对管比较麻烦,选用集成运放电路时就没有这个问题。而且由于集成运放块本身具有自动平衡作用,便使得OCL的中点电位能始终保持在零伏左右,其变化量的绝对值小于30毫伏,有时用万用表几乎量不出来。即使当正负电源不太对称。相差2~3伏时,中点电位仍能保持稳定。②集成运放块稳定性高,中点零飘甚微。③使用了集成运放块后,在开关机时对喇叭的冲击大大减弱,不必担心损坏喇叭。

图9为本机电原理图。为了使主放大级与音调电路相匹配,这里采用了同相输入端(3脚)进行放大。因为同相输入端的输入阻抗比较高,所以负反馈由反相输入端(2脚)引入。

图9
图9 🔍原图 (1673×945)

本放大器的电压增益为K=\(\frac{R}{_{f}}\)Ri=R\(_{2}\)0;R8=82K2.2K≈40。改变R\(_{8}\)就可以调整主放大器的增益。减小R8,可以提高放大倍数。但R\(_{8}\)不能太小,以免带来交流声。

本线路采用FC3集成运算放大器,它频带宽,高频响应好,相位补偿容易。但在使用时必须在第1脚、第8脚之间接一只560微微法的电容器(C\(_{14}\)),以消除高频自激。而且第9脚、第10脚、第11脚必须绞焊在一起(注意不能与外壳或其它元件相碰,也不必焊到印刷板上),见图10。

图10
图10 🔍原图 (753×338)

线路中C\(_{12}\)是交流旁路电容;C10、C\(_{15}\)、C16均为退耦电容,C\(_{11}\)为耦合电容器;R9、R\(_{11}\)、R7为退耦电阻。后面一部分互补电路则与一般OCL电路相同。

本机电源采用±15伏。电源可以适当加大到±18伏,此时在8欧负载上可获得15瓦最大输出功率。电压再提高时,虽然可获得更大的输出功率,但FC3就应经过挑选使用了。

在元件选用上,C\(_{11}\)、C12、C\(_{1}\)等电容漏电应很小,一般用正品为好。

机器安装完毕以后,一般不必调整,但安装工艺要求要严格。必须先将元件焊脚刮净、上锡,免得产生虚焊,给以后的调试和拆卸带来麻烦。通电后先不要接喇叭。测量V\(_{1}\)、V2、V\(_{3}\)、V4、V\(_{bb}\)几个地方的电压,如果在以下范围:V1为0.3伏~1.5伏,V\(_{2}\)≈0伏,V3≈0.6伏,V\(_{4}\)≈0伏,Vbb<1.8伏,再接喇叭试听。

业余级的集成块在上海市电子元件应用服务部与北京市西单商场均有出售。上海市电子元件应用服务部出售价格为:5G24每只0.6元;FC3每只0.4元。(肖松林)