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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Altoparlante attivo con alimentazione combinata. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / relatori A causa delle dimensioni ridotte dei dispositivi digitali portatili (come tablet, laptop, TV LCD portatili, navigatori, ecc.), la qualità del suono della loro acustica integrata lascia molto a desiderare. Per un suono forte e sufficientemente buono in condizioni stazionarie, di solito sono collegati ad amplificatori di potenza esterni ZCH (UMZCH) con sistemi acustici (AS), altoparlanti attivi (con UMZCH integrato). Quest'ultimo può spesso essere alimentato solo da una rete a 230 V. Per non accontentarsi del suono dei "tweeter" integrati nei dispositivi multimediali in caso di interruzione o mancanza di corrente, è possibile utilizzare i due attivi sistema di altoparlanti a due vie descritto di seguito con alimentazione combinata. Lo schema dell'AS proposto è riportato in fig. 1. Rispetto ai design [1, 2], è più funzionale, può funzionare sia con l'alimentazione di rete che con la batteria al litio G1 integrata. La sua ricarica avviene automaticamente quando il dispositivo è connesso alla rete. Inoltre, il diffusore è dotato di una presa USB XS2, alla quale è possibile collegare vari dispositivi di riproduzione audio multimediale “tascabili” per l'alimentazione e la ricarica delle batterie, mentre, a differenza di [1], è possibile alimentare dispositivi esterni e azionare l'UMZCH integrato nel diffusore sono possibili contemporaneamente.
Il segnale di ingresso entra nella spina XP1, passa attraverso il sommatore R2R3, il filtro RLC L1C11R14, il condensatore di isolamento C14 e quindi all'ingresso del microcircuito TDA7052A (DA3), che è un amplificatore di potenza a ponte AF con alimentazione unipolare ed elettronica controllo del volume. Il microcircuito può funzionare con una tensione di alimentazione di 4,5 ... 18 V, la sua potenza di uscita massima è di 1,1 W, la massima dissipazione di potenza è di 1,25 W. Il volume è controllato da un resistore variabile R16. I circuiti di smorzamento R23C25, R25C26 e il resistore R26 impediscono la possibile autoeccitazione del microcircuito alle frequenze ultrasoniche. All'uscita dell'amplificatore sono collegati una testina dinamica BA1 e una sirena piezoceramica BA2, progettata per riprodurre alte frequenze sonore. Con una tensione di alimentazione di 6,3 V, l'ampiezza massima del segnale sulla testina BA1 è di circa 6,5 V. È alimentato da UMZCH con una tensione di 5,3 o 6,3 V attraverso un filtro LC L4C23C20. Il circuito C2R7R10 incluso nell'interruzione del filo comune UMZCH previene danni al dispositivo a cui è collegato l'ingresso dell'amplificatore se è alimentato dalla presa XS2 e il suo filo di alimentazione negativo non è il filo comune del jack per cuffie o UMZCH esterno. È possibile collegare cuffie stereo o un altro UMZCH al jack XS1. Il dispositivo utilizza una batteria standard agli ioni di litio con una capacità di 2700 mAh da un telefono cellulare. Poiché la tensione nominale di tali batterie è solitamente di soli 3,7 V, per ottenere una grande potenza di uscita, l'UMZCH è collegato alla batteria tramite un convertitore boost montato sul chip MC34063AP1 (DA1). La tensione della batteria G1 viene fornita al suo ingresso attraverso i contatti chiusi dell'interruttore SA1 e i contatti K1.1 del relè K1. La tensione di uscita del convertitore - circa 6,3 V - è impostata dai resistori R18, R13. Sul transistor VT2, che ha una piccola tensione di saturazione, è montata una chiave elettronica esterna. La corrente di carico massima collegata all'uscita del convertitore di tensione può raggiungere 0,5 A con una tensione all'ingresso DA1 di almeno 3,3 V. Il LED blu HL2 si illumina sull'alimentazione dell'UMZCH dalla batteria integrata. Con una tensione della batteria di 3,3 V (batteria quasi scarica), l'efficienza dell'inverter è del 63% e con una tensione di 4,2 V (batteria completamente carica) è di circa il 74%. Il tempo di funzionamento continuo dell'altoparlante dalla batteria a volume medio (la potenza di uscita è di circa 0,2 W) è di circa 15 ore. La tensione di rete di 230 V viene fornita all'avvolgimento primario del trasformatore step-down T1 attraverso la resistenza di protezione R1. Dall'avvolgimento secondario, una tensione alternata di circa 10 V viene fornita attraverso un fusibile autorigenerante polimerico FU1 al ponte raddrizzatore VD3. Il condensatore C10 attenua l'ondulazione della tensione rettificata. Un regolatore di tensione lineare è assemblato sul circuito integrato KIA78R05PI (DA2). Una caratteristica distintiva dei microcircuiti della serie KIA78RxxPI è la loro operatività a una tensione tra l'ingresso e l'uscita di soli 0,5 V con una corrente di carico di 1 A (gli stabilizzatori convenzionali, ad esempio la serie 7805, KR142EN5, richiedono che la tensione di ingresso sia 2 ... 3 V in più rispetto all'uscita). Il diodo Schottky VD5 aumenta la tensione di uscita dello stabilizzatore di circa 0,3 V. Quando il dispositivo è connesso alla rete, il LED verde HL3 inizia a brillare, il relè K1 è attivato ei suoi contatti K1.1 scollegano la batteria G1 dal convertitore di tensione e K1.2 commuta il circuito di alimentazione UMZCH dall'uscita di il convertitore all'uscita dello stabilizzatore lineare sul chip DA2. Poiché la tensione di uscita di quest'ultimo è inferiore di 1 V rispetto al convertitore boost di commutazione, il volume del suono dell'altoparlante viene automaticamente ridotto quando si passa all'alimentazione di rete. Ciò viene fatto perché il funzionamento di questo altoparlante dalla rete non è la sua funzione principale: se esiste una rete, di solito è possibile collegare dispositivi di riproduzione del suono a UMZCH fissi. La batteria G1 viene caricata da uno stabilizzatore lineare attraverso un resistore limitatore di corrente R4 e un diodo VD1. Quando i terminali della batteria raggiungono una tensione di circa 4,25 V, il controller integrato lo scollega dal circuito di carica, il transistor al germanio VT1 si chiude, il LED rosso HL1 si spegne. La maggior parte delle parti degli altoparlanti sono montate su tre piastre di montaggio in fibra di vetro, montaggio - incernierato su entrambi i lati. Le dimensioni della scheda UMZCH (Fig. 2) sono 60x55, il convertitore di tensione step-up (Fig. 3) è 70x68 e l'alimentatore lineare (Fig. 4) è 80x55 mm. Il design modulare dei nodi del dispositivo facilita notevolmente l'assemblaggio, il layout e il successivo aggiornamento degli altoparlanti.
Eventuali resistori fissi di piccole dimensioni sono applicabili nel dispositivo, ad eccezione del resistore R1, è auspicabile che sia non infiammabile o discontinuo. Resistenza variabile R16 - SP3-4, SP3-33-32. Per evitare danni al chip DA3 causati dall'elettricità elettrostatica, lo schermo metallico e il cordone di questo resistore devono essere collegati a un filo comune. Condensatore C2 - ossido non polare o ceramica, C14, C25, C26 - film di piccole dimensioni. I restanti condensatori non polari sono in ceramica K10-17, K10-50 o analoghi, compresi quelli destinati al montaggio superficiale. I condensatori C8 e C20 devono essere saldati il \u27b\u2bpiù vicino possibile ai pin dei rispettivi microcircuiti e C50 - direttamente ai contatti della presa USB XS68. I restanti condensatori sono ossido K53-19, KXNUMX-XNUMX o analoghi. Possiamo sostituire il diodo 1N4933GP (VD2) con qualsiasi silicio con una corrente diretta di almeno il relè di lavoro K1 e una tensione inversa di almeno 30 V, il ponte a diodi GBL06 (VD3) - con qualsiasi altro di D2SB, RC201 - RC207, RS201 - RS207, BR305-BR310. Invece di un diodo Schottky SS12, ad esempio, sono adatti SS14, 1N5817, 1 N5818, SB120, SB130, invece di SR360 (VD4) - SR504-SR506, SR306, SR360, 1N5822. LED: qualsiasi bagliore continuo per uso generico senza resistori incorporati. Possibile sostituzione del transistor al germanio importato GT2 307 (VT1) - domestico dalle serie MP25, MP26, MP39-MP42, transistor FZT851 (VT2) - KZT851. Il transistor VT2 è installato su un dissipatore di calore con una superficie di raffreddamento di 4 cm2. È collegato al dissipatore di calore abbassando prima la flangia con una pinzetta nella saldatura fusa. In assenza di tali transistor, è possibile utilizzare 2SC3746-2SC3748. Il chip MC34063AP1 (DA1) è intercambiabile con MC34063AP, MC33063AP1, KA34063A IP33063N, ecc., tuttavia, per facilità di installazione, è preferibile utilizzare un chip in un pacchetto DIP-8. Invece del chip KIAT8R05PI (DA2), andrà bene qualsiasi della serie 78R05 in un contenitore TO-220 a quattro pin, come KA78R05. È montato su un dissipatore in duralluminio con una superficie di raffreddamento (un lato) di 60 cm2. Un dissipatore di calore a forma di U in duralluminio con una superficie di raffreddamento di 7052 cm è incollato al case del chip TDA3A (DA2,5)2. Un possibile sostituto del microcircuito è TDA7052B, altri microcircuiti di questa serie non sono adatti. Ciascuna delle strozzature L1, L5 è costituita da diversi giri di un filo di montaggio a trefoli piegato a metà, avvolto su un circuito magnetico ad anello con un diametro di 7 ... 20 mm realizzato in permalloy o ferrite a bassa frequenza (circuiti magnetici da trasformatori di ballast elettronici sono adatte anche lampade fluorescenti compatte). Induttori L2-L4 - produzione industriale con nuclei magnetici in ferrite a forma di H (minore è la resistenza dei loro avvolgimenti, meglio è). L'induttanza del primo è 100 ... 400 μH, gli altri - più sono e meglio è. Trasformatore step-down T1 - TS-10-3M1 modificato (75 giri vengono svolti dal suo avvolgimento secondario) o TP-114-2. Per un trasformatore fatto in casa, è adatto un circuito magnetico a forma di W con un'area del nucleo centrale di 4,3 ... 4,5 cm2. L'avvolgimento primario dovrebbe contenere 2670 giri di filo di avvolgimento con un diametro di 0,13 ... 0,15 mm, il secondario - 105 giri di filo con un diametro di 0,62 mm. Le piastre del circuito magnetico sono assemblate in una sovrapposizione. Relè K1 - DS2Y-S-DC5V (Matsushita) con due gruppi di contatti di commutazione (potenza di commutazione massima - 60 W). La resistenza dell'avvolgimento del relè è di circa 150 Ohm, la tensione e la corrente nominali sono rispettivamente di 5 V e 40 mA. Interruttore di alimentazione SA1 - KCD1-101 o KCD-2011, MRC-101-6A. Testina dinamica BA1 - E1-77-030 da una vecchia TV cinescopio, qualsiasi potenza a banda larga adatta da 0,5 W con una bobina mobile da 8 ohm andrà bene. Testa piezoceramica - modello sconosciuto, anch'essa da un cinescopio TV. Sostituire il fusibile polimerico autoripristinante MF-S150 con MF-R160, LP30-160. Batteria agli ioni di litio con controller integrato - da un telefono cellulare (maggiore è la sua capacità, meglio è). È consentito il collegamento in parallelo di più batterie. Non collegare tali batterie in serie. Il corpo del dispositivo con dimensioni di 103x98x125 mm è incollato dal polistirolo. La parete anteriore nella posizione della testa BA1 è perforata con fori con un diametro di 1 mm, nella parete posteriore sono praticati 225 fori di ventilazione con un diametro di 3 mm. La testa BA2 è montata all'esterno dell'alloggiamento. Una vista della disposizione dei nodi è mostrata in fig. 5, l'aspetto degli altoparlanti - in fig. 6.
Il resistore di spegnimento R8 nel circuito di avvolgimento del relè K1 è selezionato in modo tale che i suoi contatti commutino in modo affidabile quando il dispositivo è collegato alla rete. Selezionando le resistenze R15, R17, viene impostato l'intervallo desiderato dei livelli di volume, regolato da una resistenza variabile R16 quando la struttura è alimentata dalla rete. Se la testina BA1 non è in grado di riprodurre frequenze audio più elevate, la connessione della testina BA2 può essere in qualsiasi fase. Letteratura
Autore: A. Butov
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