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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Altavoz activo con fuente de alimentación combinada. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Altavoces Debido al pequeño tamaño de los dispositivos digitales portátiles (como tabletas, portátiles, televisores LCD portátiles, navegadores, etc.), la calidad del sonido de la acústica integrada en ellos deja mucho que desear. Para obtener un sonido fuerte y bastante bueno en condiciones estacionarias, generalmente se conectan a amplificadores de potencia (AMP) AF externos con sistemas acústicos (AS), altavoces activos (con AMP integrados). Este último a menudo sólo puede alimentarse desde una red de 230 V. Para no contentarse con el sonido de los "tweeters" integrados en los dispositivos multimedia en caso de un corte de energía o una falta de energía, puede utilizar los dos activos. Altavoz de vía con fuente de alimentación combinada que se describe a continuación. El diagrama del AS propuesto se muestra en la Fig. 1. En comparación con los diseños [1, 2], es más funcional, puede funcionar tanto con la fuente de alimentación de CA incluida como con la batería de litio incorporada G1. Se recarga automáticamente cuando el dispositivo está enchufado. Además, el altavoz está equipado con una toma USB XS2, a la que se pueden conectar varios dispositivos de reproducción de sonido multimedia "de bolsillo" para alimentar y recargar baterías, mientras que, a diferencia de [1], la alimentación de dispositivos externos y el funcionamiento del UMZCH incorporados en el altavoz son posibles simultáneamente.
La señal de entrada ingresa al enchufe XP1, pasa a través del sumador R2R3, el filtro RLC L1C11R14, el capacitor de acoplamiento C14 y luego a la entrada del microcircuito TDA7052A (DA3), que es un amplificador de potencia puente AF con fuente de alimentación unipolar y control electrónico de volumen. El microcircuito puede funcionar con una tensión de alimentación de 4,5...18 V, su potencia de salida máxima es de 1,1 W y su disipación de potencia máxima es de 1,25 W. El volumen está controlado por la resistencia variable R16. Los circuitos de amortiguación R23C25, R25C26 y la resistencia R26 evitan una posible autoexcitación del microcircuito a frecuencias ultrasónicas. Conectados a la salida del amplificador hay un cabezal dinámico BA1 y un emisor de sonido piezocerámico de bocina BA2, diseñados para reproducir altas frecuencias de sonido. Con una tensión de alimentación de 6,3 V, la amplitud máxima de la señal en el cabezal BA1 es de aproximadamente 6,5 V. El UMZCH se alimenta con un voltaje de 5,3 o 6,3 V a través de un filtro LC L4C23C20. El circuito C2R7R10 incluido en la rotura del cable común del UMZCH evita daños al dispositivo al que está conectada la entrada del amplificador si recibe energía del zócalo XS2 y su cable de alimentación negativo no es el cable común del zócalo para conectar auriculares. o un UMZCH externo. Puede conectar unos auriculares estéreo u otro UMZCH a la toma XS1. El dispositivo utiliza una batería de iones de litio estándar de 2700 mAh de un teléfono móvil. Dado que el voltaje nominal de tales baterías suele ser de solo 3,7 V, para obtener una mayor potencia de salida, el UMZCH se conecta a la batería a través de un convertidor elevador de voltaje ensamblado en el chip MC34063AP1 (DA1). El voltaje de la batería G1 se suministra a su entrada a través de los contactos cerrados del interruptor SA1 y los contactos K1.1 del relé K1. El voltaje de salida del convertidor es de aproximadamente 6,3 V, establecido mediante las resistencias R18, R13. Se ensambla un interruptor electrónico externo en el transistor VT2, que tiene un voltaje de saturación bajo. La corriente de carga máxima conectada a la salida del convertidor de voltaje puede alcanzar 0,5 A cuando el voltaje en la entrada DA1 es de al menos 3,3 V. El LED azul HL2 indica que el UMZCH se alimenta de la batería incorporada. Con un voltaje de batería de 3,3 V (batería casi descargada), la eficiencia del convertidor es del 63% y con 4,2 V (batería completamente cargada) es de aproximadamente el 74%. El tiempo de funcionamiento continuo del altavoz con batería a un volumen medio (potencia de salida de aproximadamente 0,2 W) es de aproximadamente 15 horas. La tensión de red de 230 V se suministra al devanado primario del transformador reductor T1 a través de la resistencia protectora R1. Desde el devanado secundario, se suministra una tensión alterna de aproximadamente 10 V al puente rectificador VD1 a través del fusible autorrecuperable de polímero FU3. El condensador C10 suaviza las ondulaciones del voltaje rectificado. Se ensambla un regulador de voltaje lineal en el circuito integrado KIA78R05PI (DA2). Una característica distintiva de los microcircuitos de la serie KIA78RxxPI es su operatividad a un voltaje entre entrada y salida de solo 0,5 V con una corriente de carga de 1 A (los estabilizadores convencionales, por ejemplo, la serie 7805, KR142EN5, requieren que el voltaje de entrada sea 2. .3 V mayor que la salida). El diodo Schottky VD5 aumenta el voltaje de salida del estabilizador en aproximadamente 0,3 V. Cuando el dispositivo está conectado a la red, el LED verde HL3 comienza a brillar, el relé K1 se activa y sus contactos K1.1 desconectan la batería G1 del convertidor de voltaje y K1.2 conmutan el circuito de alimentación UMZCH de la salida del convertidor a la salida del estabilizador lineal en el chip DA2. Dado que la tensión de salida de este último es 1 V menor que la de un convertidor elevador de impulsos, el volumen del altavoz se reduce automáticamente al conectarlo a la red eléctrica. Esto se hizo porque operar este altavoz desde la red no es su función principal; si hay una red, generalmente es posible conectar dispositivos de reproducción de sonido a UMZCH estacionarios. La batería G1 se carga desde un estabilizador lineal a través de la resistencia limitadora de corriente R4 y el diodo VD1. Cuando el voltaje en los terminales de la batería alcanza aproximadamente 4,25 V, el controlador incorporado lo desconecta del circuito de carga, el transistor de germanio VT1 se cierra y el LED rojo HL1 se apaga. La mayoría de las piezas de los altavoces se montan sobre tres placas de montaje de fibra de vidrio y la instalación se realiza mediante bisagras en ambos lados. Las dimensiones de la placa UMZCH (Fig.2) son 60x55, el convertidor de voltaje elevador (Fig.3) es 70x68 y la fuente de alimentación lineal (Fig.4) es 80x55 mm. El diseño modular de los componentes del dispositivo facilita enormemente el montaje, disposición y posterior modernización de los altavoces.
El dispositivo puede utilizar cualquier resistencia fija de pequeño tamaño, con excepción de la resistencia R1, es deseable que no sea inflamable ni explosiva. Resistencia variable R16 - SP3-4, SP3-33-32. Para evitar daños al chip DA3 por electricidad electrostática, la pantalla metálica y el rodillo de esta resistencia deben conectarse a un cable común. El condensador C2 es de óxido o cerámico no polar, C14, C25, C26 son condensadores de película de pequeño tamaño. El resto de condensadores apolares son cerámicos K10-17, K10-50 o análogos, incluidos los destinados a montaje en superficie. Los condensadores C8 y C20 deben soldarse lo más cerca posible de los terminales de los microcircuitos correspondientes, y C27, directamente a los contactos de la toma USB XS2. El resto de condensadores son de óxido K50-68, K53-19 o análogos. Reemplazaremos el diodo 1N4933GP (VD2) por cualquier de silicio con una corriente directa de al menos el relé de funcionamiento K1 y una tensión inversa de al menos 30 V, el puente de diodos GBL06 (VD3) por cualquier otro de D2SB, RC201 - RC207, RS201 - RS207, BR305-BR310. En lugar de un diodo Schottky SS12, son adecuados, por ejemplo, SS14, 1N5817, 1 N5818, SB120, SB130, en lugar de SR360 (VD4) - SR504-SR506, SR306, SR360, 1N5822. LED: cualquier luz continua de uso general sin resistencias incorporadas. Posible reemplazo del transistor de germanio importado GT2 307 (VT1) - nacional de las series MP25, MP26, MP39-MP42, transistor FZT851 (VT2) - KZT851. El transistor VT2 se instala en un disipador de calor con una superficie de enfriamiento de 4 cm2. Se fija al disipador de calor bajando primero la brida hacia la soldadura fundida con unas pinzas. Si dichos transistores no están disponibles, puede utilizar 2SC3746-2SC3748. El chip MC34063AP1 (DA1) es reemplazable por MC34063AP, MC33063AP1, KA34063A IP33063N, etc.; sin embargo, para facilitar la instalación, se recomienda utilizar el chip en un paquete DIP-8. En lugar del chip KIAT8R05PI (DA2), cualquiera de la serie 78R05 en un encapsulado TO-220 de cuatro pines servirá, por ejemplo el KA78R05. Se instala sobre un disipador de calor de duraluminio con una superficie de enfriamiento (un lado) de 60 cm.2. Un disipador de calor de duraluminio en forma de U con una superficie de enfriamiento de 7052 cm está pegado al cuerpo del chip TDA3A (DA2,5).2. Un posible chip de reemplazo es el TDA7052B; otros chips de esta serie no son adecuados. Cada uno de los inductores L1, L5 son varias vueltas de un cable de montaje trenzado doblemente enrollado en un núcleo magnético anular con un diámetro de 7...20 mm hecho de aleación permanente o ferrita de baja frecuencia (núcleos magnéticos de transformadores de balasto electrónico de También son adecuadas las lámparas fluorescentes compactas). Los chokes L2-L4 se fabrican industrialmente con núcleos magnéticos de ferrita en forma de H (cuanto menor sea la resistencia de sus devanados, mejor). La inductancia del primero de ellos es de 100...400 µH, los demás, cuanto más, mejor. Transformador reductor T1: TS-10-3M1 modificado (se enrollan 75 vueltas desde su devanado secundario) o TP-114-2. Para un transformador casero, es adecuado un núcleo magnético en forma de W con un área central de 4,3...4,5 cm.2. El devanado primario debe contener 2670 vueltas de alambre con un diámetro de 0,13...0,15 mm, el devanado secundario debe contener 105 vueltas de alambre con un diámetro de 0,62 mm. Las placas del circuito magnético están montadas a lo largo del techo. Relé K1 - DS2Y-S-DC5V (Matsushita) con dos grupos de contactos de conmutación (potencia de conmutación máxima - 60 W). La resistencia del devanado del relé es de aproximadamente 150 ohmios, el voltaje y la corriente nominales son 5 V y 40 mA, respectivamente. Interruptor de encendido SA1 - KCD1-101 o KCD-2011, MRC-101-6A. Cabezal dinámico BA1 - E1-77-030 de un antiguo televisor CRT; cualquier cabezal de banda ancha de tamaño adecuado con una potencia de 0,5 W o más con una bobina móvil con una resistencia de 8 ohmios servirá. Cabezal piezocerámico, modelo desconocido, también de un televisor CRT. Reemplazaremos el fusible de autorrecuperación de polímero MF-S150 por MF-R160, LP30-160. Batería de iones de litio con controlador incorporado: desde un teléfono móvil (cuanto mayor sea su capacidad, mejor). Es aceptable la conexión en paralelo de varias baterías. No conecte dichas baterías en serie. El cuerpo del dispositivo, de dimensiones 103x98x125 mm, está pegado entre sí de poliestireno. La pared frontal donde se instala el cabezal BA1 está perforada con orificios de 1 mm de diámetro y en la pared trasera se perforan 225 orificios de ventilación de 3 mm de diámetro. El cabezal BA2 se instala fuera de la carcasa. Una vista del diseño de las unidades se muestra en la Fig. 5, la apariencia de los altavoces se muestra en la Fig. 6.
La resistencia de extinción R8 en el circuito de devanado del relé K1 se selecciona de tal manera que sus contactos conmuten de manera confiable cuando el dispositivo está conectado a la red. Al seleccionar las resistencias R15, R17, se establece el rango deseado de niveles de volumen, que se controla mediante una resistencia variable R16 cuando la estructura se alimenta desde la red. Si el cabezal BA1 no es capaz de reproducir frecuencias de audio más altas, la fase de conexión del cabezal BA2 puede ser cualquiera. Literatura
Autor: A. Butov
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