Στερεοφωνικός ενισχυτής για ακουστικά

Πλακέτα Ενισχυτή για Ακουστικά
Πλακέτα Ενισχυτή για ΑκουστικάΕνισχυτής για ΑκουστικάΚατασκευή Ενισχυτή για Ακουστικά



Εδώ παρουσιάζουμε έναν στερεοφωνικό ενισχυτή ακουστικών. Ο συγκεκριμένος ενισχυτής μπορεί να παρέχει αρκετή ισχύ για συνηθισμένα ακουστικά που παρουσιάζουν χαρακτηριστική αντίσταση γύρω στα 32Ω. Το κύκλωμα περιλαμβάνει ένα στερεοφωνικό ποτενσιόμετρο για τη ρύθμιση της έντασης και σχεδιάστηκε αρχικά για χρήση ως μόνιτορ ακουστικών σε έναν μίκτη ήχου. Η κατασκευή είναι αρκετά μικρή και ελαφριά και μπορεί να προσαρμοστεί μέσα σε οποιαδήποτε συσκευή ήχου. Η στήριξη της κατασκευής μέσα σε ένα κουτί, μπορεί να γίνει με απλούστατο τρόπο, από τη βίδα του ποτενσιομέτρου. 


Περιγραφή του κυκλώματος

Το κύκλωμα αποτελείται από δύο πανομοιότυπες βαθμίδες που περιλαμβάνουν ελάχιστο αριθμό εξαρτημάτων. Η πρώτη βαθμίδα βασίζεται στο U1 και προσφέρει την απαιτούμενη ενίσχυση για το αριστερό κανάλι του ήχου. Η δεύτερη βαθμίδα περιλαμβάνει το U2 και παρέχει ενίσχυση για το δεξί κανάλι του ήχου.   

Κύκλωμα ενισχυτή για ακουστικά

Τα U1 και U2 είναι δύο πανομοιότυπα ολοκληρωμένα κυκλώματα τύπου LM386.Το LM386 μπορεί να παρέχει ισχύ έως και 325mW σε φορτίο 8Ω. Σε συνηθισμένα ακουστικά που παρουσιάζουν μεγαλύτερη σύνθετη αντίσταση, η παρεχόμενη ισχύς είναι σαφώς μικρότερη αλλά υπεραρκετή για τις απαιτήσεις της τρέχουσας εφαρμογής. Τα εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται τόσο στο δεξί όσο και στο αριστερό κανάλι του ήχου είναι πανομοιότυπα και επομένως η περιγραφή της λειτουργίας ενός και μόνο καναλιού αρκεί. Γι’ αυτό, παρακάτω θα αναλύσουμε τη λειτουργία μόνο του αριστερού καναλιού.  

Το σήμα του ήχου που εφαρμόζεται στην είσοδο του αριστερού καναλιού καταλήγει στον ακροδέκτη 3 του U1 που είναι ο ακροδέκτης εισόδου του ολοκληρωμένου. Ο ακροδέκτης 3 είναι στην πραγματικότητα η μη-αναστρέφουσα είσοδος του LM386. Το LM386 είναι σχεδιασμένο για να παρέχει ενίσχυση της τάξης του 20 που αντιστοιχεί σε 26db. Η ενίσχυση αυτή είναι αρκετά υψηλή για την περίπτωση που το σήμα εισόδου του ενισχυτή προέρχεται από κάποια τυπική γραμμή ήχου τύπου Line. Για να περιοριστεί η ενίσχυση σε αποδεκτά όρια, χρησιμοποιούμε έναν διαιρέτη τάσης που βασίζεται στο ποτενσιόμετρο R1. 

Το εισερχόμενο σήμα περνάει από τον C2 και το ποτενσιόμετρο R1 και καταλήγει στη γη μέσω του R2. Όταν o ο δρομέας του R1 βρεθεί στη θέση που παρέχει τη μέγιστη τιμή της αντίστασης (1ΜΩ) και την ίδια στιγμή το ποτενσιόμετρο R2 είναι ρυθμισμένο για μέγιστη ένταση, παρέχεται μία εξασθένιση της τάξης του 100. Αν το ποτενσιόμετρο R1 ρυθμιστεί να παρέχει μικρότερη τιμή αντίστασης, τότε η εξασθένιση μειώνεται σταδιακά μέχρι και εντελώς, τη στιγμή που το R1 ρυθμιστεί για μηδενική αντίσταση. Ανεξάρτητα από την αντίσταση του R1, τη στιγμή που ο δρομέας του R2 βρεθεί στην πλευρά της γείωσης, το σήμα εισόδου αποκόπτεται τελείως. Σε οποιαδήποτε άλλη θέση του δρομέα του R2 υπάρχει κάποιο ποσοστό του σήματος που οδεύει προς τον ενισχυτή. Το R2 είναι ένα στερεοφωνικό ποτενσιόμετρο που χρησιμοποιείται για τη ρύθμιση της έντασης.    

Το ποτενσιόμετρο R1 είναι ένα τρίμερ που θα πρέπει να ρυθμιστεί έτσι ώστε ο ενισχυτής να παρέχει ικανοποιητική ενίσχυση και συνάμα ελάχιστη παραμόρφωση. Το R1, όπως επίσης και το ποτενσιόμετρο R4 στο δεξί κανάλι του ήχου, ρυθμίζουν την ισορροπία (balance) μεταξύ των δύο καναλιών.

Το σήμα εισόδου του αριστερού καναλιού καταλήγει τελικά στον ένα δρομέα του R2 (το R2 είναι στερεοφωνικό ποτενσιόμετρο) και καταλήγει στον ακροδέκτη 3 του U1, αφού περάσει πρώτα από τον πυκνωτή C4. Ο C4 χρησιμοποιείται ως πυκνωτής σύζευξης, προκειμένου να απομονώνει το AC- σήμα του ήχου από την τάση πόλωσης που φυσιολογικά υπάρχει στον ακροδέκτη 3 του LM386. Αυτή η τάση πόλωσης ρυθμίζεται από το ίδιο το ολοκληρωμένο και θέτει το σημείο λειτουργίας του ενισχυτή σε σημείο που να επιτρέπει την ενίσχυση τόσο της θετικής όσο και της αρνητικής ημιπεριόδου του σήματος.     

Μετά την ενίσχυση, το σήμα του ήχου καταλήγει στον ακροδέκτη 5 του U1 και από εκεί στα ακουστικά μέσω του πυκνωτή σύζευξης C3. Στον ακροδέκτη 5 του U1, συνδέονται επίσης και ο πυκνωτής C5 που βρίσκεται σε σειρά με την R3 που καταλήγει στη γη. Ο C5 και η R3 σταθεροποιούν τον ενισχυτή προκειμένου να αποφεύγεται οποιαδήποτε αστάθεια λόγω ταλαντώσεων.

Το κύκλωμα τροφοδοτείται από μία πηγή τάσης των 6-9V μέσω της D1. Η δίοδος D1 χρησιμοποιείται ως δίοδος προστασίας από ανάστροφη πολικότητα, για την περίπτωση που εκ παραδρομής η τάση τροφοδοσίας συνδεθεί ανάποδα. Στο κύκλωμα υπάρχει και ο πυκνωτής C1 που χρησιμοποιείται για το φιλτράρισμα της τάσης τροφοδοσίας. O C1 επιτελεί και μία ακόμη σημαντική λειτουργία: Λειτουργεί ως αποθήκη φορτίου που μπορεί αν χρησιμοποιηθεί στην περίπτωση που χρειαστεί κάποιο στιγμιαίο ισχυρό ρεύμα τροφοδοσίας. Κάτι τέτοιο μπορεί να συμβεί σε μία στιγμιαία αιχμή του ήχου.  Τη στιγμή μίας αιφνίδιας αιχμής και αν το κύκλωμα τροφοδοτείται από εξασθενημένες μπαταρίες, η συνδρομή του C1 είναι καθοριστική για την αποφυγή παραμόρφωσης. 


Κατασκευή

Η κατασκευή του στερεοφωνικού ενισχυτή ακουστικών μπορεί να γίνει εύκολα με απλή συναρμολόγηση όλων των εξαρτημάτων στην πλακέτα που παρέχουμε. Το σχέδιο της πλακέτας είναι διαθέσιμο παρακάτω, στην ενότητα των συνημμένων.

Χρειάζεται κάποια ιδιαίτερη προσοχή στην τοποθέτηση των ηλεκτρολυτικών πυκνωτών, προκειμένου αυτοί να τοποθετηθούν με τη σωστή πολικότητα όπως ακριβώς σημειώνεται στο ηλεκτρονικό σχέδιο. 

Το R2 είναι προτιμότερο να είναι ένα λογαριθμικό στερεοφωνικό ποτενσιόμετρο, παρά γραμμικό. Τα λογαριθμικά ποτενσιόμετρα παρέχουν ρύθμιση της έντασης του ήχου που συμφωνεί περισσότερο με το ψυχοακουστικό μοντέλο. Δηλαδή, η σχέση της έντασης του ήχου που αντιλαμβάνεται είναι ευθέως ανάλογη της γωνίας στρέψης του ποτενσιομέτρου. Κάτι τέτοιο δεν συμβαίνει σε ένα γραμμικό ποτενσιόμετρο. 

Η συνολική κατασκευή είναι πολύ μικρή και εξαιρετικά ελαφριά και μπορεί να προσαρμοστεί εύκολα μέσα στο κουτί μιας οποιασδήποτε συσκευής ήχου. Η στήριξη της κατασκευής μέσα στο κουτί, μπορεί να γίνει με απλούστατο τρόπο, από τη βίδα του ποτενσιομέτρου ρύθμισης της έντασης (R2) .  

Στο τυπωμένο κύκλωμα κολλιούνται όλα τα εξαρτήματα, εκτός από το βύσμα των ακουστικών,. Επειδή κυκλοφορούν πολλοί τύποι βυσμάτων σε ποικίλες διαστάσεις θεωρήσαμε καλύτερο να μην συμπεριλάβουμε ένα συγκεκριμένο τύπο βύσματος στην πλακέτα. Απεναντίας, εσείς θα επιλέξετε τον τύπο βύσματος που επιθυμείτε. Το στερεοφωνικό βύσμα που θα επιλέξετε τελικώς, θα πρέπει να συνδεθεί με την πλακέτα μέσω καλωδίων. 

Η κατασκευή μπορεί να τροφοδοτηθεί είτε από ένα σταθεροποιημένο τροφοδοτικό, είτε από μπαταρία. Η προτεινόμενη τάση τροφοδοσίας είναι 6-9V. Το LM386 αντέχει θεωρητικά, έως και 12V. Για χρήση σε μία φορητή συσκευή, αρκούν 4 μπαταρίες τύπου AA σε σειρά που παρέχουν 6V. 


Συνημμένα

Το τυπωμένο κύκλωμα του ενισχυτή ακουστικών και οδηγίες συναρμολόγησης