Электроника для начинающих (2-е издание)

В далекие 50-е годы для того, чтобы построить звуковой усилитель, вам понадобились бы электровакуумные лампы, трансформаторы и другие энергоемкие тяжеловесные компоненты. Сегодня вы можете примерно за доллар купить микросхему, которая выполнит всю работу, если вы добавите несколько конденсаторов и регулятор громкости.

Одна из самых простых, дешевых и доступных микросхем аудиоусилителя – LM386, которую выпускают многие производители; каждый из них добавляет к маркировке дополнительные буквы и цифры. Варианты LM386N-1, LM386N и LM386M-1 для наших целей идентичны. Проверьте только, что вы покупаете версию для установки через монтажные отверстия, а не для поверхностного монтажа. Цоколевка микросхемы показана на рис. 5.42.

Рис. 5.42. Цоколевка микросхемы-усилителя LM386

Эта маленькая микросхема работает от источника питания в 4–12 В постоянного тока, и хотя ее номинальная мощность всего 1,25 Вт, вас удивит громкость звучания. Она имеет номинальный коэффициент усиления 20:1.

Проверка работоспособности усилителя

В целях проверки мне бы хотелось, чтобы источник звукового спектра частот перекрывал широкий диапазон слышимого спектра частот. Простой способ добиться этого – собрать генератор на таймере 555. В верхней части схемы на рис. 5.43 показан таймер в режиме автоколебаний, а номиналы компонентов таковы, что обеспечивается диапазон частот примерно от 70 Гц до 5 кГц, когда вы поворачиваете подстроечный потенциометр номиналом 1 МОм. К сожалению, шкала окажется нелинейной: небольшой поворот потенциометра будет иметь гораздо больший слышимый эффект для верхних частот, чем для нижних. Однако для демонстрации этого достаточно, да и в любом случае фильтрация нижних частот на слух воспринимается заметнее.

Рис. 5.43. Принципиальная схема устройства для экспериментов со звуком

Компоновка макетной платы для этой схемы приведена на рис. 5.44, а расположение и номиналы компонентов – на рис. 5.45.

Если вы собираете эту схему, должен предупредить вас, что усилители очень чувствительны к любым электрическим колебаниям, а не только к тем, которые вы желаете услышать. Любые электрические помехи будут воспроизводиться в виде различных скрипучих и жужжащих звуков, и эта проблема усугубится, если вы соедините компоненты чрезмерно длинными проводами.

Перемычки со штекерами на концах крайне нежелательны в схеме усилителя, поскольку они ведут себя как радиоантенны. Я попытался по возможности уменьшить длину проводов на макетной плате (см. рис. 5.44) и рекомендую вам сделать то же самое. Единственное место, где длина провода не играет роли, – выход микросхемы, куда вам необходимо подключить провода к катушке и динамику.

Рис. 5.44. Макет экспериментальной аудиосхемы

Для катушки индуктивности идеально подойдет обмоточный провод 22-го калибра или тоньше (диаметром 0,64 мм или меньше), но вы получите заметные результаты и при использовании 30-метровой катушки монтажного провода 22-го калибра, а 60 метров монтажного провода, который я предлагал в предыдущем эксперименте, окажутся еще лучше.

Рис. 5.45. Расположение и номиналы компонентов экспериментальной аудиосхемы

Теперь, прежде чем подать питание на макетную плату, пожалуйста, проверьте три ползунковых переключателя в нижней части схемы и убедитесь в том, что все они находятся в нижнем положении. Другими словами, переключите их к низу макетной платы. Также установите два подстроечных потенциометра на половину их рабочего диапазона.

Вы можете подать питание для этого устройства от сетевого адаптера или от 9-вольтовой батареи, стабилизация необязательна. Тем не менее, если вы используете адаптер, он может создавать гудение. Уменьшить этот эффект можно, подключив конденсатор емкостью 1000 мкФ (или больше) между двумя шинами питания макетной платы. Если вы питаете устройство от батареи, то потребление энергии усилителем ограничит срок работы батареи до 2–3 часов, а некоторые звуковые фильтры будут слегка понижать напряжение, что повлияет на частоту звука, создаваемого таймером 555.

Как только вы подключите питание, то должны услышать какой-либо звуковой тон. Если сигнала нет, то первым делом при поиске неисправностей вы должны отключить верхний вывод конденсатора емкостью 220 мкФ от выхода таймера 555 и быстро коснуться проводами динамика между этим выводом и отрицательной шиной. Если вы снова ничего не услышали, значит, неправильно подключили таймер. Если какой-то звук появился, то ошибка связана с микросхемой усилителя LM386. Проверьте, что вы не ошиблись при подключении питания к выводам микросхемы LM386. Контакты питания расположены иначе, чем у логических микросхем.