Как работает двухканальный регулятор тембра на К174УН10А. Какие основные параметры у этой микросхемы. Как правильно подключить К174УН10 в схеме. Каковы преимущества использования этого регулятора тембра.
Принцип работы К174УН10 в качестве регулятора тембра
Микросхема К174УН10 представляет собой двухканальный электронный регулятор тембра, предназначенный для использования в высококачественной звуковоспроизводящей аппаратуре. Основные особенности данной микросхемы:
- Позволяет регулировать тембр низких и высоких частот в двух независимых каналах
- Имеет электронное управление регулировкой тембра
- Содержит 4 управляемых напряжением усилителя и 2 преобразователя напряжения
- Обеспечивает глубину регулировки тембра до ±15 дБ на частотах 40 Гц и 16 кГц
Принцип работы К174УН10 основан на изменении частотной характеристики усилителей путем подачи управляющего напряжения. Это позволяет плавно регулировать усиление на низких и высоких частотах, формируя желаемую тембральную окраску звука.
Основные параметры и характеристики К174УН10
Микросхема К174УН10 имеет следующие ключевые параметры:
- Напряжение питания: 15 В (допустимый диапазон 13,5-16,5 В)
- Ток потребления: не более 40 мА
- Диапазон рабочих частот: 20 Гц — 20 кГц
- Глубина регулировки тембра: ±15 дБ на частотах 40 Гц и 16 кГц
- Коэффициент гармоник: не более 0,2% для К174УН10А
- Отношение сигнал/шум: не менее 66 дБ для К174УН10А
- Входное сопротивление: не менее 15 кОм
Как видно из характеристик, микросхема обеспечивает высокое качество звучания при достаточно широких возможностях регулировки тембра.
Схема включения К174УН10 в качестве регулятора тембра
Типовая схема включения К174УН10 в качестве двухканального регулятора тембра выглядит следующим образом:
«` «`Основные элементы схемы включения:
- Входные разъемы для подключения источника сигнала
- Микросхема К174УН10
- Выходные разъемы для подключения к следующим каскадам
- Цепи управления тембром (обычно потенциометры)
- Цепи питания и общего провода
При подключении важно обеспечить качественное питание микросхемы и правильно развести печатную плату для минимизации наводок.
Преимущества использования К174УН10 в аудиотехнике
Применение микросхемы К174УН10 в качестве регулятора тембра имеет ряд преимуществ:
- Высокое качество звучания благодаря низкому уровню искажений
- Широкий диапазон регулировки тембра (±15 дБ)
- Электронное управление, позволяющее реализовать дистанционную регулировку
- Низкий уровень собственных шумов
- Компактность решения — вся схема реализована в одной микросхеме
- Простота применения, не требуется сложных внешних цепей
Эти факторы делают К174УН10 популярным выбором для построения качественных регуляторов тембра в бытовой и профессиональной аудиоаппаратуре.
Особенности применения К174УН10 в современных устройствах
Несмотря на то, что К174УН10 является достаточно старой микросхемой, она до сих пор находит применение в различных аудиоустройствах. При этом стоит учитывать некоторые особенности:
- Необходимость использования внешних потенциометров для регулировки
- Отсутствие цифрового управления без дополнительных схем
- Ограниченная доступность микросхемы на современном рынке
- Необходимость обеспечения качественного питания для минимизации шумов
В современных устройствах К174УН10 часто заменяют на более новые микросхемы или цифровые решения, но для некоторых применений она остается актуальной.
Альтернативы К174УН10 для регулировки тембра
- Микросхемы серии LM1036 — популярные стереофонические регуляторы тембра
- TDA7439 — микросхема с цифровым управлением регулировками
- Операционные усилители в сочетании с пассивными фильтрами
- Цифровые сигнальные процессоры (DSP) с программной реализацией фильтров
Выбор конкретного решения зависит от требований к качеству звука, функциональности и стоимости разрабатываемого устройства.
Рекомендации по практическому применению К174УН10
При использовании К174УН10 в своих проектах рекомендуется учитывать следующие моменты:
- Использовать качественные комплектующие в обвязке микросхемы
- Обеспечить стабильное питание, желательно использовать отдельный стабилизатор
- Правильно развести печатную плату, минимизируя длину проводников
- Использовать экранирование для снижения наводок
- Подбирать номиналы внешних компонентов в соответствии с рекомендациями производителя
Соблюдение этих рекомендаций позволит максимально раскрыть потенциал микросхемы К174УН10 и получить качественное звучание в вашем аудиоустройстве.
Микросхема представляет собой электронный двухканальный регулятор тембра высших и низших звуковых частот. Предназначены для использования в звуковоспроизводящей и приемно-усилительной аппаратуре 1-го и 2-го классов совместно с К174УН12.
В состав микросхем входят управляемые напряжением усилители и преобразователи напряжения. Зарубежный аналог микросхемы К174УН12 — TСA740. Микросхема содержит 204 интегральных элементов, она конструктивно оформлена в корпусе типа 238.16-2. Ее масса — не более 1,5 гр.
Корпус ИМС К174УН10, цоколевка
- 1,2 — вход усилителя УI;
- 3 — выход усилителя УI;
- 4 — управление усилителями УI и УII;
- 5 — выход усилителя УII;
- 6,7 — вход усилителя УII;
- 8 — питание +Uи.п.;
- 9,10 — вход усилителя УIII;
- 11 — выход усилителя УIII;
- 12 — управление усилителями УIII и УIV;
- 13 — выход усилителя УIV;
- 14,15 — вход усилителя УIV;
- 16 — общий (-Uи.п.).
Функциональная схема ИМС К174УН10
Функциональный состав:
- УI,УII,УIII,УIV — управляемые напряжением усилители;
- KI,KII — преобразователи напряжения.
Типовая схема включения ИМС К174УН10
Электрические параметры
| 1 | Номинальное напряжение питания | 15 В |
| 2 | Ток потребления при Uп = 15 В типовое значение | 40 мА 34 мА |
| 3 | Диапазон рабочих частот по уровню -1Дб при Uп = 15 В, | 20…20 000 Гц |
| 4 | Глубина регулировки усиления низших звуковых частот (40 Гц) при Uп = 15 В, Uвх = 1 В не менее типовое значение | ± 15 Дб ± 16 Дб |
| 5 | Глубина регулировки усиления высших звуковых частот (16 кГц) при Uп = 15 В, Uвх = 1 В не менее типовое значение | ± 15 Дб ± 16 Дб |
| 6 | Изменение коэффициента передачи регулятора на частоте 1кГц при изменении напряжения управления на выводах 4 и 12 от 1 до 10 В, Uп = 15 В, Uвх = 1 В не более типовое значение | ± 2 Дб |
| 7 | Коэффициент гармоник при Uп = 15 В, Uвых = 1 В: К174УН10А не более типовое значение К174УН10Б не более типовое значение | 0,2 % 0,1 % 0,5 % 0,3 % |
| 8 | Входное и выходное напряжение при Uп = 15 В, Кг 0.7 %: К174УН10А не более типовое значение К174УН10Б не более типовое значение | 1,6 В 2,0 В 1,2 В 1,5 В |
| 9 | Отношение сигнал-шум на выходе при Uвых = 50 мВ, Uп = 15 В,: К174УН10А не менее К174УН10Б не менее | 66 Дб 60 Дб |
| 10 | Переходное затухание между каналами при Uвых = 1 В, Uп = 15 В,: при f = 250 Гц…12,5 кГц, не менее типовое значение при f = 20 Гц…20 кГц, не менее типовое значение | 56 Дб 60 Дб 46 Дб 50 Дб |
| 11 | Управляющее напряжение на выводах 4 и 12 при Uп = 15 В | 1…10 В |
| 12 | Входной ток по выводам управления при Uп = 15 В, Uупр = 8 В | 25 мкА |
| 13 | Входное сопротивление регулятора не менее | 15 кОм |
Предельно допустимые режимы эксплуатации
| 1 | Напряжение питания | 13,5…16,5 В |
| 2 | Максимальное постоянное управляющее напряжение | 12 В |
| 3 | Максимальное напряжение входного сигнала | 2 В |
| 4 | Минимальное сопротивление нагрузки | 5 кОм |
| 5 | Максимальный статический потенциал на выводах микросхемы | 30 В |
| 6 | Температура окружающей среды | -10…+55°С |
Литература:
- Микросхемы для бытовой радиоаппаратуры: Справочник /И. В. Новачек, В. М. Петухов, И. П. Блудов, А. В. Юровский., 1995г.
- Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги: Справочник. Том 2./А. В. Нефедов., 1996г.
- Аналоговые интегральные микросхемы: Справочник /А .Л. Булычев, В. И. Галкин, В. А. Прохоренко. — 2-е издание, переработанное и дополненное — Минск: Беларусь, 1993г.
| Корпус: DIP-16 Основные параметры м/с К174УН10А:
| Микросхема К174УН10А представляют собой двухканальный регулятор тембра для применения в высококачественной звуковоспроизводящей аппаратуре. Основное функциональное назначение: двухканальный усилитель с электронной регулировкой частотной характеристики.
Назначение выводов м/с К174УН10А:
|
| 1 | Номинальное напряжение питания | 15 В |
| 2 |
Ток потребления при Uп = 15 В типовое значение |
40 мА 34 мА |
| 3 | Диапазон рабочих частот по уровню -1Дб при Uп = 15 В, | 20…20 000 Гц |
| 4 |
Глубина регулировки усиления низших звуковых частот (40 Гц) при Uп = 15 В, Uвх = 1 В не менее типовое значение |
± 15 Дб ± 16 Дб |
| 5 |
Глубина регулировки усиления высших звуковых частот (16 кГц) при Uп = 15 В, Uвх = 1 В не менее типовое значение |
± 15 Дб ± 16 Дб |
| 6 |
Изменение коэффициента передачи регулятора на частоте 1кГц при изменении напряжения управления на выводах от 1 до 10 В, Uп = 15 В, Uвх = 1 В не более типовое значение |
± 2 Дб ± 1,5 Дб |
| 7 |
Коэффициент гармоник при Uп = 15 В, Uвых = 1 В: К174УН10А не более типовое значение К174УН10Б не более типовое значение |
0,2 % 0,1 % 0,5 % 0,3 % |
| 8 |
Входное и выходное напряжение при Uп = 15 В,
Кг 0.7 %: К174УН10А не более типовое значение К174УН10Б не более типовое значение |
1,6 В 2,0 В 1,2 В 1,5 В |
| 9 |
Отношение сигнал-шум на выходе при Uвых = 50 мВ, Uп = 15 В,: К174УН10А не менее К174УН10Б не менее |
66 Дб 60 Дб |
| 10 |
Переходное затухание между каналами при Uвых = 1 В, Uп = 15 В,: при f = 250 Гц…12,5 кГц, не менее типовое значение при f = 20 Гц…20 кГц, не менее типовое значение |
56 Дб 60 Дб 46 Дб 50 Дб |
| 11 | Управляющее напряжение на выводах 4 и 12 при Uп = 15 В | 1…10 В |
| 12 | Входной ток по выводам управления при Uп = 15 В, Uупр = 8 В | 25 мкА |
| 13 | Входное сопротивление регулятора не менее | 15 кОм |
К174УН10 — Справочник по микросхемам
Назначение, схема включения, параметры
Категория
Микросхемы отечественные
Микросхема К174УН10 представляет собой электронный двухканальный регулятор тембра высших и низших звуковых частот. Предназначена для использования в звуковоспроизводящей и приемно-усилительной аппаратуре 1-го и 2-го классов совместно с К174УН12.
В состав микросхем входят управляемые напряжением усилители и преобразователи напряжения. Аналог микросхемы TСA740. Содержит 204 интегральных элементов. Конструктивно оформлена в корпусе типа DIP-16. Масса не более 1,5 гр, внешний вид показан на рисунке
Назначение выводов
1,2 — вход усилителя УI;
3 — выход усилителя УI;
4 — управление усилителями УI и УII;
5 — выход усилителя УII;
6,7 — вход усилителя УII;
8 — питание +Uи.п.;
9,10 — вход усилителя УIII;
11 — выход усилителя УIII;
12 — управление усилителями УIII и УIV;
13 — выход усилителя УIV;
14,15 — вход усилителя УIV;
16 — общий (-Uи.п.).
Структурная (внутренняя) схема
Схема включения
Электрические параметры
| ═ 1 ═ | ═ Номинальное напряжение питания | ═ 15 В |
| ═ 2 ═ ═ |
═ Ток потребления при Uп = 15 В ═ типовое значение |
═ 40 мА ═ 34 мА |
| ═ 3 ═ | ═ Диапазон рабочих частот по уровню -1Дб при Uп = 15 В, | ═ 20┘20 000 Гц |
| ═ 4 ═ ═ ═ |
═ Глубина регулировки усиления низших звуковых частот (40 Гц) ═ при Uп = 15 В, Uвх = 1 В не менее ═ типовое значение |
═ ═ ± 15 Дб ═ ± 16 Дб |
| ═ 5 ═ ═ ═ |
═ Глубина регулировки усиления высших звуковых частот (16 кГц) ═ при Uп = 15 В, Uвх = 1 В не менее ═ типовое значение |
═ ═ ± 15 Дб ═ ± 16 Дб |
| ═ 6 ═ ═ ═ ═ |
═ Изменение коэффициента передачи регулятора на частоте 1кГц ═ при изменении напряжения управления на выводах 4 и 12 ═ от 1 до 10 В, Uп = 15 В, Uвх = 1 В не более ═ типовое значение |
═ ═ ═ ± 2 Дб ═ ± 1,5 Дб |
| ═ 7 ═ ═ ═ ═ ═ |
═ Коэффициент гармоник при Uп = 15 В, Uвых = 1 В: ═ К174УН10А не более ═ типовое значение ═ К174УН10Б не более ═ типовое значение |
═ ═ 0,2 % ═ 0,1 % ═ 0,5 % ═ 0,3 % |
| ═ 8 ═ ═ ═ ═ ═ |
═ Входное и выходное напряжение при Uп = 15 В, Кг 0.7 %: ═ К174УН10А не более ═ типовое значение ═ К174УН10Б не более ═ типовое значение |
═ ═ 1,6 В ═ 2,0 В ═ 1,2 В ═ 1,5 В |
| ═ 9 ═ ═ ═ |
═ Отношение сигнал-шум на выходе при Uвых = 50 мВ, Uп = 15 В,: ═ К174УН10А не менее ═ К174УН10Б не менее |
═ ═ 66 Дб ═ 60 Дб |
| 10 ═ ═ ═ ═ ═ |
═ Переходное затухание между каналами при Uвых = 1 В, Uп = 15 В,: ═ при f = 250 Гц┘12,5 кГц, не менее ═ типовое значение ═ при f = 20 Гц┘20 кГц, не менее ═ типовое значение |
═ ═ 56 Дб ═ 60 Дб ═ 46 Дб ═ 50 Дб |
| 11 ═ | ═ Управляющее напряжение на выводах 4 и 12 при Uп = 15 В | ═ 1┘10 В |
| 12 ═ | ═ Входной ток по выводам управления при Uп = 15 В, Uупр = 8 В | ═ 25 мкА |
| 13 ═ | ═ Входное сопротивление регулятора не менее | ═ 15 кОм |
Предельно допустимые режимы эксплуатации
| ═ 1 ═ | ═ Напряжение питания | ═ 13,5┘16,5 В |
| ═ 2 ═ | ═ Максимальное постоянное управляющее напряжение | ═ 12 В |
| ═ 3 ═ | ═ Максимальное напряжение входного сигнала | ═ 2 В |
| ═ 4 ═ | ═ Минимальное сопротивление нагрузки | ═ 5 кОм |
| ═ 5 ═ ═ | ═ Максимальный статический потенциал ═ на выводах микросхемы |
═ 30 В ═ |
| ═ 6 ═ | ═ Температура окружающей среды | ═ -10┘+55°С |
Литература
Микросхемы для бытовой радиоаппаратуры: Справочник /И. В. Новачек, В. М. Петухов, И. П. Блудов, А. В. Юровский. — Москва: КУБК-а, 1995г. — 384с.:ил.
Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги: Справочник. Том 2./А. В. Нефедов. — М.:КУБК-а, 1996г. — 640с.:ил.
Аналоговые интегральные микросхемы: Справочник /А .Л. Булычев, В. И. Галкин, В. А. Прохоренко. — 2-е издание, переработанное и дополненное — Минск: Беларусь, 1993г. — 382с.
Во времена когда я только планировал делать свой усилитель Phoenix-P400, заранее продумал что у меня будет стоять темброблок с электронным управлением. Нашел разные схемы на импортных микросхемах, которые для меня в то время достать было очень большой проблемой, а также одну очень простую и интересную схему в журнале Радио, в которой использовались широкодоступные отечественные радиодетали. В этой статье будет идти речь об стереофоническом темброблоке с электронным управлением (кнопочным), который построен на одной микросхеме и двух полевых транзисторах.
Содержание:
- Принципиальная схема
- Печатная плата
- Результат
- В завершение
Принципиальная схема
Итак, статья была опубликована в журнале Радио за 1987 год, номер 11 (странички 40 и 41). Приводить здесь эту статью целиком я не буду, для полноты информации предоставляю сканированные рисунки страничек из журнала: Страничка 40 Страничка 41.
Темброблок построен на базе микросхемы К174УН10А. В классическом варианте темброблока на этой микросхеме, для регулировки использовались переменные резисторы, а в данной схеме резисторы заменены на электронные регуляторы, которые выполнены на полевых транзисторах КП304А.
Рис. 1. Принципиальная схема стереофонического темброблока на микросхеме К174УН10А и полевых транзисторах.
В схеме нужно использовать микросхему К174УН10 именно с буквой А — у нее наилучшие параметры из семейства УН10х. Полевиков КП304 в наличии не было, поэтому заменил их на КП301, все работает отлично.
В качестве конденсаторов С5 и С12 я использовал К73-11 с емкостью 0,68 мкФ, получается немножко больше чем те что стоят в схеме, но зато держать будут по времени дольше, в принципе можно использовать и более ёмкие какие найдете у себя.
Остальные конденсаторы, кроме электролитических, я использовал танталовые и слюдяные. Резисторов с большими номиналами сопротивления у меня отсутствовали, поэтому вместо резисторов R6 и R17 я использовал несколько высокоомных, соединенных последовательно: 2.2М + 2.2М + 750К + 750К. Для питания схемы нужно стабилизированное постоянное напряжение 14-15В, поэтому нужно сразу это предусмотреть.
Печатная плата
Печатная плата, что представлена в журнале мне явно не подходила, поскольку нужно было экономить место, в результате я разработал свою. Выполнил ее на двухстороннем стеклотекстолите, одна сторона для дорожек, а другая — служит как экран и минус (общий) в схеме.
Рис. 2. Печатная плата и расположение компонентов на ней для электронного темброблока на микросхеме К174УН10А.
Рисунки печатных плат кликабельны, все описал, надеюсь понятно и без проблем разберетесь.
Результат
Делал две платы для каждой пары каналов — всего 4 канала (квадро). Вот такие платки получились:
Рис.3. Готовые и отлаженные платы электронных темброблоков на К174УН10А.
Внимание: на перемычку, что на плате со стороны дорожок, не обращайте внимания, я при разводке печатки немножко ошибся, потом перерезал неверную дорожку и впаял перемычку. На трафаретах печатной платы уже внесены изменения, там все верно!
Обе платы заработали сразу и без проблем, пришлось лишь установить нужный начальный уровень тембра переменными резисторами R12 и R23. Насчет качества звучания данного темброблока судить сейчас сложно — на те времена при испытаниях мне все нравилось и качество звука вполне устраивало.
В завершение
Если бы я сейчас делал электронный темброблок то явно не на микросхеме К174УН10. Как неплохую альтернативу данному темброблоку можно рассматривать схемы на микросхемах КР174ХА53, КР174ХА54 или других более функциональных и с низким коэффициентом гармоник.
Сначала мне попалась статья «Громов В., Радомский А. Улучшение параметров усилителя на К174УН7.»- Радио. 1986. № 9, 39—41″ , затем я обнаружил материал А. Жаронкина «УМЗЧ с малыми искажениями на ИС К174УН7 Радио, 1987, № 5, стр. 54», осенью, по призыву я покинул столицу с этим маленьким Би-Ампом и кассетной деккой «Sanken». К ним я приделал военные ортогональные колонки крайне оригинальной конструкции.
Предварительный усилитель с кроссовером на две полосы были собраны на uA741N. Все платы рисовал от руки нитролаком. Приведённый ниже материал содержит современный вид оконечного усилителя с изготовленного по ЛУТ. В данный момент времени этот усилитель работает у моих соседей. Это плата для ВЧ каналов, в НЧ варианте стоят пластинчатые радиаторы вдвое большего размера, покрывающие всё пространство платы, свободное от электролитических конденсаторов.
Интересная особенность — микросхемы одного и тогоже завода с разностью выпуска в один год имеют разные корпуса и направление маркировки! :laughing: совок.
Это плата для НЧ каналов. Многооборотные подстроечные резисторы предполагались с вертикальными выводами под шлиц, но таких не оказалось, пришлось ставить горизонтальные. Крутить их через конденсаторы часовой отвёрточкой очень неудобно. 
УМЗЧ с малыми искажениями на ИС К174УН7
В настоящее время по-прежнему остро стоит проблема миниатюризации звуковоспроизводящей аппаратуры при одновременном улучшении ее технических характеристик. Один из путей ее решения — широкое внедрение интегральных микросхем (ИС). К сожалению, не всегда их применение гарантирует высокое качество. Например, усилители мощности, построен-ные на основе ИС К174УН7 имеют сравнительно высокий (до 10 % при выходной мощности 4,5 Вт) коэффициент гармоник. В разное время радиолюбите-лями предлагались схемные решения, позволяющие снизить искажения до 1…2 %, однако этого недостаточно для высококачественных усилителей 3Ч.Автору статьи удалось довести этот параметр до 0,07…0,08 % на частоте 1000 Гц. Снижение искажений достигнуто введением дополнительного усилительного каскада и цепи ООС (см. рисунок). Напряжение ООС снимается с делителя, образованного резистором R10 (нижнее плечо) и резистором сопротивлением 4…6 кОм (верхнее плечо), находящимся внутри ИС и включенным между выводами 6 и 12.
Дополнительный усилительный каскад позволяет снизить искажения, вносимые ИС, поскольку дает возможность
увеличить глубину ООС, повысив сопротивление резистора R10. Неизбежное снижение коэффициента усиления ИС компенсируется дополнительным каскадом усиления.
Дальнейшее снижение нелинейных искажений достигнуто включением цепи ООС (конденсатора С8) между выводом 6 ИС и точкой соединения резисторов R4, R5 коллекторной нагрузки транзистора VT1. При этом сам транзистор оказывается охваченным параллельной ООС по напряжению, и на его базу поступает разность входного и выходного сигналов. Входное же сопро-тивление усилителя становится равным сопротивлению резистора R1, т. е. 15 кОм. Для коллекторной цепи транзистора напряжение ООС является вольтодобавкой, увеличивающей эффективное сопротивление резистора R5 в несколько
раз, что резко повышает коэффициент усиления дополнительного каскада.
При указанных на схеме номиналах элементов коэффициент усиления микросхемы DA1 составляет 4…6, а каскада на транзисторе VT1 — 10…12. Резистором R3 устанавливают симметричное ограничение полуволн сигнала при изменении напряжения питания в пределах 5…15 В.
С целью снижения (в 2…Зраза) коэффициента гар-моник на частотах выше 6000 Гц в предлагаемом устройстве в 8 раз. по сравнению с типовой схемой включения, уменьшена емкость конденсатора С4, что может привести к самовозбуждению отдельных экземпляров усилителя. В этих случаях следует пойти на компромисс и несколько увеличить емкость упомянутого конденсатора. По-иному (опять же по сравнению с типовой схемой) включена нагрузка. Связано это со стремлением сократить число конденсаторов. Дополнительно введенная цепь R7C2 обеспечивает фильтрацию напряжения питания и уменьшает (в 1,5…2 раза) искажения, обусловленные его нестабильностью.
При макетировании описанного усилителя было установлено, что существенное влияние на коэффициент гармоник оказывает последовательность подключения выводов деталей к общему проводу. Она должна быть такой (от входа к выходу): R3, R6, вывод 9 DA1 СЗ. С4, R9, С9, вывод 10 DA1. С 10. Конденсатор С2 следует соединить с общим проводом в той точке, где к нему подключен резистор R3. Важно также, чтобы были соединены в одной точке выводы резисторов R1—R3 и базы VT1.
Для измерения параметров усилителя использовались генератор сигналов звуковой частоты ГЗ-107 и измеритель нелинейных искажений С6-5. При напряжении питания 12 и 15 В, сопротивлении нагрузки 4 Ом и выходном напряжении 3 и 4,3 В коэффициент гармоник на частоте 1000 Гц составил соответственно 0,07 и 0,1 %. Измеренное на нагрузке отношение сигнал/шум равно 79 дБ относительно номинального уровня выходного напряжения 3 В.
При напряжении питания 12 В и выходном 3 В АЧХ усилителя в диапазоне 1000…16 000 Гц горизонтальна, а на частотах 63 и 100 Гц имеет спад соответственно 6 и 2,5 дБ, что обусловлено влиянием конденсатора С9. При увеличении его емкости до 10000 мкФ АЧХ усилителя горизонтальна вплоть до 20 Гц. А. ЖАРОНКИН
Полный текст статьи с печатными платами
▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.
Улучшение параметров усилителя на К174УН7 В. ГРОМОВ, А. РАДОМСКИН
▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.
Камрад, смотри полезняхи!
Андрей Бычков (AndrewB)
РФ Москва
Технолог по производству полупроводниковых и микроэлектронных приборов
(светодиоды и лазеры)
Усилитель на К174УН14 | AUDIO-CXEM.RU
Усилитель НЧ состоит из элементов обвязки и двух микросхем К174УН14, включенных в мост. За счет такого включения УНЧ развивает мощность до 20Вт на нагрузку 4Ома при напряжении питания 14.4 Вольта. При одиночном же включении микросхема выдает мощность до 6Вт. Интересующимся одиночным включением К174УН14 рекомендую прочесть статью «Усилитель на TDA2003 мощностью 6Вт». Микросхема TDA2003 является полным аналогом и содержит те же номиналы элементов обвязки.
Структурно микросхема представляет собой операционный усилитель и выполнена в корпусе с пятью выводами.
Основные характеристики К174УН14
Напряжение питания ………. от 8В до 18В
Сопротивление нагрузки ………. более 1.6Ома и более 4Ом при мостовом использовании
Выходная мощность при Vs=14.4В, THD=10%:
Rout=1.6Ома ………. 12Вт
Rout=4Ома ………. 6Вт
мостовое включение (4Ома) ………. 20Вт
Выходной ток на пике ………. до 3.5А
КПД (4Ома 6Вт) ………. 69%
Частота усиливаемого сигнала ………. от 40Гц до 15кГц
Помимо защиты от перегрева встроена защита от короткого замыкания на выходе.
Схема усилителя на К174УН14
Все резисторы, примененные в схеме должны быть мощностью 0.25Вт. В качестве неполярных конденсаторов желательно применить пленочные.
При мостовом включении в роли нагрузки необходимо использовать акустическую систему сопротивлением не менее 4Ом.
Радиатор охлаждения необходимо устанавливать через теплопроводную пасту. Его площадь должна быть больше 150см2. Фланцы микросхем К174УН14 разрешается устанавливать на один радиатор без диэлектрических прокладок и втулок.
Проверку усилитель проходил на радиаторе с небольшой площадью поверхности, всего 70см2. Он был применен исключительно для теста.
Для питания усилителя подойдет практически любой простой однополярный источник питания. Если источник будет построен на трансформаторе с выпрямителем, то напряжение трансформатора рекомендую выбрать не более 12В переменного тока, так как после выпрямления, на сглаживающем конденсаторе будет присутствовать приблизительно 18В постоянного тока.
Datasheet на К174УН14 СКАЧАТЬ
Печатная плата усилителя на К174УН14 СКАЧАТЬ
Похожие статьи
Транзисторы изготовлены из полупроводникового материала, который чаще всего используется для усиления или коммутации, хотя их также можно использовать для управления потоком напряжения и тока. Не все, но большинство электронных устройств содержат один или несколько типов транзисторов. Некоторые из транзисторов размещены по отдельности или вообще в интегральных схемах, которые различаются в зависимости от их применения.
Если мы говорим об усилении, электронная циркуляция тока может быть изменена путем добавления электронов, и этот процесс приводит к изменениям напряжения, которые пропорционально влияют на многие изменения выходного тока, вызывая усиление.
А если говорить о коммутации, то есть два типа транзисторов NPN и PNP. В этом уроке мы покажем вам, как использовать NPN и PNP-транзистор для переключения, на примере схемы Транзисторная коммутация для транзисторов типа NPN и PNP.
Материал Требуется
- BC547-NPN Транзистор
- BC557-PNP Transistor
- LDR
- LED
- Резистор (470 Ом, 1 Мегаом)
- Battery-9V
- Соединительные провода
- Breadboard
NPN Транзисторная схема переключения
Прежде чем начинать с принципиальной схемы, вы должны знать концепцию транзистора NPN как коммутатора .В NPN-транзисторе ток начинает течь от коллектора к эмиттеру только в том случае, если к базовой клемме подается минимальное напряжение 0,7 В. Когда на базовой клемме нет напряжения, она работает как размыкающий переключатель между коллектором и эмиттером.
NPN Схема коммутации транзисторов
Теперь, как вы видите на схеме ниже, мы сделали схему делителя напряжения, используя LDR и резистор на 1 мегаом. Когда рядом с LDR присутствует свет, его сопротивление становится НИЗКИМ, а входное напряжение на базовой клемме ниже 0.7 В, что недостаточно для включения транзистора. В это время транзистор ведет себя как открытый выключатель.
Когда над LDR темно, его сопротивление внезапно увеличивается, поэтому в цепи делителя генерируется достаточно напряжения (равного или более 0,7 В) для включения транзистора. И, следовательно, транзистор ведет себя как выключатель замыкания и запускает ток между коллектором и эмиттером.
PNP
Концепция транзистора PNP в качестве переключателя заключается в том, что ток останавливает поток от коллектора к эмиттеру только при минимальном напряжении 0.7 В подается на базовый терминал. Когда на базовой клемме нет напряжения, он работает как переключатель между коллектором и эмиттером. Проще говоря, коллектор и эмиттер подключаются изначально, когда базовое напряжение подается, оно разрывает соединение между коллектором и эмиттером.
PNP Схема коммутации транзисторов
Теперь, как вы видите на принципиальной схеме, мы создали схему делителя напряжения с использованием LDR и резистора на 1 мегаом.Работа этой схемы прямо противоположна переключению транзистора NPN.
Когда рядом с LDR присутствует свет, его сопротивление становится НИЗКИМ, а входное напряжение на базовой клемме превышает 0,7 В, что достаточно для включения транзистора. В настоящее время транзистор ведет себя как разомкнутый переключатель, так как это транзистор PNP.
Когда над LDR темно, его сопротивление внезапно возрастает, следовательно, напряжения недостаточно для включения транзистора. И, следовательно, транзистор ведет себя как замкнутый переключатель и начинает протекать ток между коллектором и эмиттером.
Как спроектировать схему питания 5V 2A SMPS
Блок питания (PSU) является жизненно важной частью любого электронного дизайна изделия. Для большинства бытовых электронных устройств, таких как мобильные зарядные устройства, динамики Bluetooth, блоки питания, умные часы и т. Д., Требуется схема источника питания, которая может преобразовывать напряжение питания переменного тока в 5 В постоянного тока для их работы. В этом проекте мы построим аналогичную схему питания AC к источнику постоянного тока с номинальной мощностью 10 Вт. То есть наша схема преобразует сеть переменного тока 220В в 5В и обеспечивает максимальный выходной ток до 2А.Эта номинальная мощность должна быть достаточной для питания большинства электронных устройств, работающих на 5В. Также 5V 2A SMPS circuit довольно популярен в электронике, так как есть много микроконтроллеров, которые работают на 5V.
.Идея проекта состоит в том, чтобы сделать сборку как можно более простой, поэтому мы спроектируем полную схему на точечной плате (монтажной плате), а также создадим наш собственный трансформатор, чтобы любой мог воспроизвести эту конструкцию или создать аналогичные. Возбужденное право! Итак, начнем.
Входная спецификация:
Это будет SMPS в домене преобразования переменного тока в постоянный. Следовательно, вход будет AC. Для значения входного напряжения рекомендуется использовать универсальный входной номинал для SMPS. Таким образом, переменное напряжение будет 85-265 В переменного тока с номинальной частотой 50 Гц. Таким образом, SMPS может использоваться в любой стране независимо от значения сетевого напряжения.
Выходная спецификация:
Выходное напряжение выбрано как 5 В с 2А номинального тока.Таким образом, это будет 10W на выходе . Так как этот SMPS будет обеспечивать постоянного напряжения независимо от тока нагрузки, он будет работать в режиме CV (постоянного напряжения). Это выходное напряжение 5 В должно быть постоянным и устойчивым даже при самом низком входном напряжении во время максимальной нагрузки (2 А) на выходе.
Очень желательно, чтобы хороший источник питания имел пульсирующее напряжение менее 30 мВ pk-pk. Целевое пульсирующее напряжение для этого SMPS составляет менее 30 мВ пик-пик пульсации.Поскольку этот SMPS будет встроен в Veroboard с использованием переключающего трансформатора ручной работы , мы можем ожидать немного более высокие значения пульсации. Этой проблемы можно избежать, используя PCB.
Особенности защиты:
Существуют различные схемы защиты, которые можно использовать в SMPS для безопасной и надежной работы. Схема защиты защищает SMPS, а также соответствующую нагрузку. В зависимости от типа, цепь защиты может быть подключена через вход или через выход.Давайте подведем итоги проектирования, чтобы выбрать идеальную ИС управления питанием, которая будет подходить для нашего дизайна. Наши требования дизайна являются
Выход- 10W. 5В 2А при полной нагрузке.
- Универсальный входной рейтинг. 85-265 В переменного тока при 50 Гц
- Вход защиты от перенапряжения. Максимальное входное напряжение 275VAC.
- Защита от короткого замыкания, перенапряжения и перегрузки по току.
- Операции с постоянным напряжением.
Из вышеупомянутых требований есть широкий выбор микросхем на выбор, но для этого проекта мы выбрали Power Integration.Интеграция питания — это полупроводниковая компания, имеющая широкий спектр ИС драйверов питания в различных диапазонах выходной мощности. Исходя из требований и доступности, мы решили использовать TNY268PN из крошечных семейств коммутаторов II. Ранее мы использовали эту микросхему для построения цепи 12 В SMPS на PCB.
.
В приведенном выше изображении показана максимальная мощность 15 Вт. Однако мы сделаем SMPS в открытом кадре и для универсального входного рейтинга. В таком сегменте TNY268PN может обеспечить мощность 15 Вт.Давайте посмотрим на схему контактов.
Проектирование 5-вольтовой 2-амперной цепи SMPS
Лучший способ построить 5 В 2A SMPS Schematic — это использовать программное обеспечение PI для интеграции с экспертами. Загрузите программное обеспечение PI expert и используйте версию 8.6. Это отличное программное обеспечение для проектирования блока питания. Схема, показанная ниже, построена с использованием программного обеспечения PI Integration Power Power. Если вы новичок в этом программном обеспечении, вы можете обратиться к разделу дизайна этой схемы 12 В SMPS, чтобы понять, как использовать программное обеспечение.
Перед тем, как приступить непосредственно к созданию прототипа, давайте рассмотрим принципиальную схему 5v 2A SMPS и ее работу.
Схема имеет следующие участки-
- Вход защиты от перенапряжения и отказов SMPS Преобразование
- AC-DC
- PI фильтр
- Схема привода или схема переключения
- Защита от перенапряжения
- Clamp circuit.
- Магнитика и гальваническая развязка.
- EMI фильтр
- Вторичная схема выпрямителя и демпфирования
- Фильтр секционный
- Раздел обратной связи.
Защита от перенапряжения на входе и SMPS:
Этот раздел состоит из двух компонентов, F1 и RV1. F1 представляет собой плавкий плавкий предохранитель на 1 В 250 В переменного тока, а RV1 представляет собой 7-миллиметровое 275 В MOV ( металлический оксидный варистор ). Во время скачка высокого напряжения (более 275 В перем. Тока) MOV замерзает и перегорает входной предохранитель. Тем не менее, благодаря функции замедленного срабатывания, предохранитель выдерживает пусковой ток через SMPS.
AC-DC преобразование:
Этот участок регулируется диодным мостом.UF4007 выбран из-за сверхбыстрого восстановления, а P6KE200A выбран для работы TVS. Согласно конструкции, целевое напряжение зажима (VCLAMP) составляет 200 В. Поэтому P6KE200A выбран, а для проблем, связанных со сверхбыстрой блокировкой, UF4007 выбран как D2.
.Магнитика и гальваническая развязка:
Трансформатор представляет собой ферромагнитный трансформатор, и он не только преобразует переменный ток высокого напряжения в переменный ток низкого напряжения, но также обеспечивает гальваническую развязку.
EMI фильтр:
ФильтрацияEMI выполняется конденсатором C4.Это повышает помехоустойчивость схемы, чтобы уменьшить высокие электромагнитные помехи. Это конденсатор Y-класса с номинальным напряжением 2кВ.
Вторичная цепь выпрямителя и демпфера :
Выходной сигнал трансформатора выпрямляется и преобразуется в постоянный ток с использованием D6, выпрямительного диода Шоттки . Схема демпфирования на D6 обеспечивает подавление переходного напряжения во время операций переключения. Схема демпфирования состоит из одного резистора и одного конденсатора, R3 и C5.
Фильтр Раздел :
Секция фильтра состоит из конденсатора фильтра C6. Это конденсатор с низким ESR для лучшего подавления пульсаций. Кроме того, LC-фильтр, использующий L2 и C7, обеспечивает лучшее подавление пульсаций на выходе.
Раздел обратной связи:
Выходное напряжение измеряется U3 TL431 и R6 и R7. После определения линии U2 -оптрон управляется и гальванически развязывает вторичную чувствительную часть обратной связи с контроллером первичной стороны.Оптопара имеет транзистор и светодиод внутри. Управляя светодиодом, транзистор управляется. Поскольку связь осуществляется оптически, она не имеет прямого электрического соединения, поэтому также удовлетворяет гальванической развязке в цепи обратной связи.
Теперь, так как светодиод напрямую управляет транзистором, обеспечивая достаточное смещение на светодиоде оптопары, можно управлять транзистором оптопары , более конкретно схемой возбуждения. Эта система управления используется TL431.Шунтирующий регулятор. Поскольку шунтирующий регулятор имеет резисторный делитель через опорный вывод, он может управлять светодиодом оптопары, который подключен к нему. Контакт обратной связи имеет эталонное напряжение 2.5V. Следовательно, TL431 может быть активен, только если напряжение на делителе достаточно. В нашем случае делитель напряжения установлен на значение 5 В. Поэтому, когда выход достигает 5 В, TL431 получает 2,5 В через опорный вывод и, таким образом, активирует светодиод оптопары, который управляет транзистором оптопары и косвенно контролирует TNY268PN.Если напряжение на выходе недостаточно, цикл переключения немедленно приостанавливается.
Во-первых, TNY268PN активирует первый цикл переключения и затем определяет свой вывод EN. Если все в порядке, он продолжит переключение, если нет, попробует еще раз через некоторое время. Этот цикл продолжается до тех пор, пока все не станет нормальным, что предотвратит проблемы с коротким замыканием или перенапряжением. Вот почему она называется flyback topology, поскольку выходное напряжение возвращается в драйвер для определения связанных операций.Кроме того, пробный цикл называется режимом сбоя в режиме сбоя при сбое.
D3 — это барьерный диод Шоттки . Этот диод преобразует высокочастотный выход переменного тока в постоянный. 3A 60V Диод Шоттки выбран для надежной работы. R4 и R5 выбираются и рассчитываются экспертом PI. Он создает делитель напряжения и передает ток на светодиод оптрона от TL431.
R6 и R7 — простой делитель напряжения, рассчитанный по формуле TL431 Напряжение REF = (Vout x R7) / R6 + R7.Опорное напряжение 2.5V и Vout является 12V. Выбрав значение R6 23,7 тыс., R7 стал 9,09 тыс. Примерно
.Создание переключающего трансформатора для нашей цепи SMPS
Обычно для цепи SMPS требуется переключающий трансформатор, эти трансформаторы могут быть приобретены у производителей трансформаторов в соответствии с вашими проектными требованиями. Но проблема здесь в том, что если вы изучаете материал по созданию прототипа, вы не можете найти точный трансформатор с полок для вашего дизайна.Итак, мы узнаем, как построить коммутационный трансформатор на основе требований к конструкции, данных нашим программным обеспечением PI expert.
.Посмотрим на сгенерированную схему построения трансформатора.
Как показано на изображении выше, нам нужно выполнить 103 витка одного провода 32 AWG на первичной стороне и 5 витков двух проводов 25 AWG на вторичной стороне.
На приведенном выше изображении начальная точка обмоток и направление обмотки описаны как механическая схема.Чтобы сделать этот трансформатор, необходимы следующие вещи —
Ядро- EE19, NC-2H или эквивалентная спецификация с зазором для ALG 79 нГ / T2
- Бобина с 5 контактами на первичной и вторичной стороне.
- Барьерная лента толщиной 1 мил. Требуется лента шириной 9 мм.
- 32 AWG эмалированная медная проволока с паяным покрытием.
- 25AWG эмалированная медная проволока с паяным покрытием.
- LCR метр.
EE19 core с NC-2H с зазором сердечника 79nH / T2; как правило, это доступно в парах.Бобина является общей с 4 первичными и 5 вторичными булавками. Тем не менее, здесь используется шпулька с 5 булавками с обеих сторон.
Для барьерной ленты используется стандартная клейкая лента с толщиной основы более 1 мил (обычно 2 мил). Во время действий, связанных с постукиванием, ножницы используются, чтобы разрезать ленту для идеальной ширины. Медные провода закупаются у старых трансформаторов, их также можно приобрести в местных магазинах. Ядро и шпулька, которые я использую, показаны ниже.
Шаг 1: Добавьте припой в 1-й и 5-й контакт на первичной стороне.Припой провода 32 AWG на выводе 5 и направление намотки по часовой стрелке. Продолжайте до 103 поворотов, как показано ниже
Это формирует первичную сторону нашего трансформатора, как только 103 витка обмотки будут завершены, мой трансформатор будет выглядеть следующим образом.
Шаг 2: Примените клейкую ленту для изоляции, необходимо 3 витка клейкой ленты. Это также помогает удерживать катушку в положении.
Шаг 3: Запустите вторичную обмотку с контактов 9 и 10.Вторичная сторона изготовлена из двух медных эмалированных проводов 25AWG. Припаяйте один медный провод к контакту 9, а другой — к контакту 10. Направление намотки снова по часовой стрелке. Продолжайте до 5 оборотов и припаяйте концы на контактах 5 и 6. Добавьте изоленту, применив клейкую ленту так же, как и раньше.
После того, как первичная и вторичная обмотки выполнены и использовалась клейкая лента, мой трансформатор выглядел так, как показано ниже
Шаг 4: Теперь мы можем надежно закрепить два сердечника с помощью клейкой ленты.После этого готовый трансформатор должен выглядеть следующим образом.
Шаг 5: Также обязательно обмотайте клейкую ленту рядом. Это уменьшит вибрацию при передаче потока высокой плотности.
После того, как вышеописанные шаги сделаны, и трансформатор проверен, используя метр LCR, как показано ниже. Измеритель показывает индуктивность 1,125 мГн или 1125 э.ч.
Создание схемы SMPS:
Как только трансформатор готов, мы можем приступить к сборке других компонентов на пунктирной плате.Необходимые детали для схемы можно найти в списке спецификаций ниже
Как только компоненты спаяны, моя плата выглядит примерно так
Проверка 5V 2A SMPS Circuit
Для проверки схемы я подключил входную сторону к источнику питания через VARIAC для контроля входного напряжения переменного тока. Выходное напряжение при 85 В переменного тока и 230 В переменного тока показано ниже-
Как вы видите в обоих случаях, выходное напряжение поддерживается на уровне 5 В.
Принципиальная схема многопутевого переключателяМногопозиционное переключение является наиболее распространенным методом в электрической системе. Он обеспечивает пользователю удобство включения и выключения любых электрических приборов из более чем одного места. Наиболее распространенное использование многоканальной коммутации — для систем освещения, которые размещаются в самых общих помещениях здания, таких как коридоры, приемная, кухня, гостиная и многие другие. Многопозиционный коммутатор Circuit может быть легко изготовлен с помощью простых проводов, но здесь мы используем IC CD4042.Эта микросхема может быть зафиксирована на четырех выходах путем подачи тактового импульса, поэтому мы будем управлять подсветкой переменного тока с помощью четырех разных кнопок в четырех разных местах
Материал Требуется
- CD4042 IC
- NE555 таймер IC Лампа
- или CFL
- Резистор (1к-2; 10к-2)
- Конденсатор (0,1 мкФ-2)
- 12v Модуль драйвера реле
- переключатели- 4
- 12В питания
принципиальная схема многоходового коммутатора
CD4042 Четырехместный триггер IC
CD4042 имеет четыре триггера внутри каждого строба по общим часам.Он имеет четыре входа данных и каждый вход данных имеет два выхода. Напряжение питания микросхемы составляет до 18 В (макс.), А входной ток постоянного тока — до ± 10 мА. Рабочая температура IC составляет от -55 до 125 ℃. Информация, доступная на входе данных, передается на выходы Q и Q ’в зависимости от входа тактовой частоты и полярности.
Следующая логическая схема и таблица истинности IC приведены ниже:
Clock
Polarity
Q
0
0
Вход на вывод D (0 или 1)
Высокий пульс
0
Latch
1
1
Вход на вывод D (0 или 1)
Низкий пульс
1
Latch
Вы можете понять концепцию использования полярности по форме сигнала ниже:
Если для полярности задано значение Низкая или ноль, то при подаче высокого значения на вход форма выходного сигнала будет увеличиваться при увеличении тактового импульса.
Если для полярности задано высокое значение или значение, равное единице , то при подаче высокого значения на вход форма выходного сигнала будет увеличиваться при падении тактового импульса.
Pin Диаграмма CD4042 Quad триггер IC
Пин-конфигурация CD4042 Quad-триггер IC
Pin №
Pin Name
Description
1
Q4
Выход D4
2
Q1
Выход D1
3
Q1′
Инвертирующий выход D4
4
D1
Ввод данных триггера 1
5
Clock
Черный вход IC
6
Polarity
Установите, чтобы изменить время нарастания выхода
.7
D2
Ввод данных триггера 2
8
Vss
Ground Pin
9
Q2′
Инвертирующий выход D2
10
Q2
Выход D2
11
Q3
Выход D3
12
Q3′
Инвертирующий выход D3
13
D3
Ввод данных триггера 3
14
D4
Ввод данных триггера 4
15
Q4′
Инвертирующий выход D4
16
Vdd
Положительная поставка pin
Работа о многоходовом переключателе
Есть много способов выполнить многоканальное переключение.Здесь, в этой схеме мы используем CD4042 Quad триггер IC. Мы используем микросхему таймера NE555 в нестабильном режиме для питания входной клеммы часов микросхемы CD4042. Триггер внутри микросхемы CD4042 работает согласно приведенной ниже таблице:
D
C
Q
Q’
0
Pulse
0
1
1
pulse
1
0
Имеется четыре вывода данных (D0, D1, D2, D3), четыре вывода (Q0, Q1, Q2, Q3) и четыре инвертирующих вывода (Q0 ’, Q1’, Q2 ’, Q3’).Из них мы используем вывод данных D0 и его выходные выводы Q0 и Q0 ’, просто мы используем только один триггер IC.
.Всякий раз, когда логика подается на вывод данных D0 любым из четырех переключателей, она выдает на выходе ВЫСОКИЙ на Q0 и НИЗКИЙ на Q0 ’. Затем релейный модуль подключается к выходному контакту Q0. При срабатывании реле лампа или лампа включаются и остаются во включенном состоянии, пока не будет отпущен переключатель. Вы можете включить свет, зачем нажимать любой из четырех переключателей, которые установлены в другом месте в режиме реального времени.
Похожие записи
