На современных микросхемах без каких-либо дополнительных активных элементов буквально за несколько минут можно создать Hi-Fi усилитель мощности звуковой частоты (УМЗЧ) с коэффициентом гармоник менее 0,01 % и выходной мощностью 50 Вт.

Тема этой статьи - создание так называемого "полного" УМЗЧ класса Hi-Fi, т.е. содержащего не только собственно усилитель мощности, но и регуляторы тембра и громкости, а также коммутатор входов. Используя специализированные микросхемы фирмы "Philips", такой усилитель можно создать всего на трех микросхемах (рис.1). Как видно, схема также чрезвычайно проста и кроме микросхем содержит практически только разделительные и регулировочные пассивные элементы.

Любой из четырех стереофонических входов X1 - Х5 подключается посредством электронного коммутатора TDA1029 (DA1). Эта микросхема работоспособна при напряжениях питания от 6 до 23 В и потребляет всего 3,5 мА. Philips гарантирует, что при единичном коэффициенте передачи ее коэффициент гармоник не превышает 0,01 % при уровнях сигнала до 5,5 В на нагрузке 4,7 кОм/100 пФ, взвешенное напряжение собственных шумов не превышает 12 мкВ, неравномерность АЧХ в диапазоне 20 Гц - 20 кГц не более 0,1 дБ, а переходное затухание между включенным и выключенным входами не более -75 дБ. Максимальный выходной ток имеет типовое значение 5 мА, а скорость нарастания 2 В/мкс. Коммутация осуществляется замыканием на общий провод одного из управляющих входов ИМС посредством пере ключателя S1. Светодиоды HL1 - HL4 можно вынести на переднюю панель для световой сигнализации включенного входа. С выходов коммутатора сигналы правого и левого стереоканалов подаются на входы регулятора громкости и тембра (DA2), а также на один из выходных разъемов Х6, на котором сигнал повторяет входной независимо от положения регуляторов громкости и тембра. Этот выход удобно использовать при перезаписи с высококачественных источников (например, с CD на R-DAT или кассетник с Dolby С, S или dbx), в зарубежной Hi-Fi аппаратуре его часто называют DIRECT OUTPUT.

Схема включения микросхемы TDA1524A (DA2) удивительно проста и очень трудно поверить в то, что это стереофонический электронный регулятор тембра НЧ и ВЧ,а также тонкомпенсироеан-ный регулятор громкости и стерео-баланса. Тем не менее это именно так. Благодаря рациональной внутренней схемотехнике, удалось все частотозависимые функции возложить лишь на четыре внешних конденсатора С20 - С23. Отсутствие разного рода "шороха" и "щелчков" при регулировании громкости, баланса и тембра, хорошо знакомых нашим аудиофилам из-за низкого качества и долговечности отечественных переменных резисторов, в данной схеме гарантировано тем, что регулировочные резисторы R20, R22 - R24 включены не в сигнальных цепях, а в цепях, формирующих постоянные управляющие напряжения. Сглаживающие конденсаторы С25 - С28 обеспечивают плавное изменение этих напряжений (а значит, и громкости, баланса и тембра) даже при невысоком качестве регулировочных резисторов. Нет здесь и проблемы согласованности "спаренных" резистров: регулировки в обоих стереоканалах выполняются одним и тем же постоянным напряжением, а гарантированное рассогласование между каналами не превышает 2,5 дБ (реально около 0,5 дБ). Включение и отключение тон-компенсации при регулировании громкости выполняется S2. Допустимый диапазон напряжений питания TDА1524А от 7,5 до 16,5 В, типовой потребляемый ток 43 мА. Диапазон регулировки коэффициента передачи (громкости) от -80 до +21,5 дБ. При использовании TDA1524А в других схемах необходимо помнить, что ее входное сопротивление изменяется от 10 кОм при максимальном усилении до 160 кОм при минимальном. Несколько настораживают специфицированные фирмой Philips показатели коэффициента гармоник (не более 0,3 %) и напряжения собственных шумов (не более 310 мкВ), но реально измеренные искажения и шумы существенно меньше. Кроме того, применение делителей напряжения R25 - R28 позволило более полно использовать динамический диапазон TDA1524A и тем самым примерно на 10 дБ понизить относительный уровень шумов. С выхода DA2 сигнал поступает на "линейный выход" Х7 и на входы микросхемы УМЗЧ TDA1555Q (DA3). Микросхема имеет внутренний стабилизатор напряжения питания с коэффициентом подавления пульсаций 50 дБ.

Как видно из схемы включения (рис. 1), ее "обрамление" значительно проще, чем даже у сверхпростой TDA1514A: всего 2 конденсатора на входе. При этом внутри микросхемы находится четыре 11 -ваттных усилителя с выходным током до 4 А, два из которых инвертирующие, а два остальных неинвертирующие. Коэффициенты усиления всех усилителей установлены внутренними элементами в точности равными 10 (т.е. 20 дБ), внутренними же элементами заданы и режимы всех каскадов. Благодаря этому простым соединением входов инвертирующих и неинвертирую-щих усилителей мы получаем пару мостовых усилителей, нагрузку которых даже при однополярном питании можно подключить непосредственно (т.е. без крупногабаритных разделительных конденсаторов большой емкости) к выходам ИМС. Два дополнительных "плюса" мостового включения - возможность получения большой выходной мощности (2 канала по 22 Вт на нагрузке 4 Ом) при низковольтном "автомобильном" питании без преобразователей напряжения, а также существенная компенсация четных гармоник. Добавьте встроенную защиту выходов от перегрузок по току и статического электричества, защиту от перегрева и переполюсовки питающих напряжений, возможность перевода в дежурный режим с током потребления не более 100 мкА (для этого достаточно отключить вывод 14 микросхемы от шины питающего напряжения и оставить его "в воздухе"), внутренний стабилизатор напряжений с коэффициентом подавления пульсаций не менее 48 дБ, а также наличие автоматического детектора нелинейных искажений, и вам станет ясно, что TDA1555Q заслуживает внимания.

Заключение. Все три микросхемы как вместе, так и врозь весьма удобны для создания комплексов звукоусиления. Без каких-либо изменений схемы рис.1 описанный полный усилитель можно использовать и как автомобильный суперкласса, и как домашний комплекс среднего класса (в стационарных условиях рекомендую повысить напряжение питания до 18 В). TDA1555Q - находка для "ремонтников" -он заменит любой сгоревший усилитель как в импортных, так и в отечественных магнитолах, магниторадиолах, музыкальных центрах и других устройствах. Можно рекомендовать его и для модернизации морально устаревших усилителей (например, в "Маяках" серий 240, 242, 246, телевизорах и др.). Эту же микросхему можно использовать и как четыре мощных усилителя постоянного тока с мощностью рассеивания до 60 Вт и выходным током до 4 А на канал (а в сумме 12 А!) или как квадрафонический усилитель. Коммутатор TDA1029 можно использовать как базовый активный элемент разнообразных фильтров.