Miniaturowy wzmacniacz słuchawkowy

Poniedziałek, 31 Maj 2021

Miniaturowy wzmacniacz słuchawkowy z zasilaniem bateryjnym lub akumulatorowym jest przydatny do podłączenia słuchawek niskoomowych do urządzeń wyposażonych tylko w wyjście liniowe.

Podstawowe parametry:

moc wyjściowa dochodzi do 30 mW przy 32 Ω,
wyłącznik sprzężony mechanicznie z potencjometrem RV1 automatycznie wprowadza układ w tryb obniżonego poboru mocy,
napięcie zasilania mieści się w zakresie 2,7…5,5 V, co umożliwia zasilanie wzmacniacza z zestawu 2…3 baterii lub akumulatora litowego.

Wzmacniacz bazuje ne układzie IS31AP4912 firmy ISSI, którego schemat wewnętrzny został pokazany na rysunku 1. Najważniejszą cechą układu jest niskie i niesymetryczne napięcie zasilania mieszczące się w zakresie 2,7...5,5 V, co umożliwia zasilanie wzmacniacza z zestawu 2...3 baterii lub akumulatora litowego, ułatwiając jego zastosowania przenośne. W aplikacji IS31AP4912 zbędne są kondensatory sprzęgające stopień wyjściowy ze słuchawkami, co pozwala zachować niewielki rozmiar aplikacji. Liniowy stopień wyjściowy zasilany jest napięciem symetrycznym, uzyskiwanym z wbudowanej pompy ładunkowej. Wzmacniacz nie wymaga stosowania dławików lub cewek niezbędnych we wzmacniaczach klasy D.

Rysunek 1. Schemat wewnętrzny IS31AP4912 (za notą ISSI)

Budowa i działanie

Schemat modułu wzmacniacza słuchawkowego został pokazany na rysunku 2. Stereofoniczny sygnał wejściowy ze złącza IN doprowadzony jest poprzez potencjometr RV1, kondensatory sprzęgające C1, C2, określające dolną częstotliwość przenoszenia do układu U1. Rezystory R1, R3 określają wzmocnienie (R2, R4 dla kanału prawego). Kondensatory zapewniają C3, C4 stabilność wzmacniacza i ograniczają górną częstotliwość przenoszenia. Kondensatory C5, C6 są elementami pompy ładunkowej, pracującej z częstotliwością ok. 250 kHz, pozostałe kondensatory odsprzęgają zasilanie.

Rysunek 2. Schemat ideowy wzmacniacza

Wzmocniony sygnał wyprowadzony jest na gniazdo HP typu mini Jack 3,5 mm. Zasilanie 2,7...5,5 V z baterii lub akumulatora musi być doprowadzone do złącza PWR. Wyłącznik sprzężony mechanicznie z potencjometrem RV1 umożliwia wprowadzenie U1 w tryb obniżonego poboru mocy, gdy jest rozwarty i wejście SD=0 lub aktywuje układ, gdy jest zwarty zmieniając stan wyprowadzenia SD na wysoki. W trybie obniżonego poboru mocy prąd pobierany ze źródła wynosi ok. 1 µA.

Wzmacniacz posiada zabezpieczenie termiczne oraz eliminatory stanów nieustalonych. Moc wyjściowa może dochodzić do 30 mW przy 32 Ω w zależności od napięcia zasilania. Zniekształcenia wynoszą poniżej 1%, a odstęp od zakłóceń jest >90 dB, co jest wartością całkiem przyzwoitą.

Montaż i uruchomienie

Układ zmontowany jest na dwustronnej płytce drukowanej, montaż jest standardowy i nie wymaga opisu. Schemat płytki wraz z rozmieszczeniem elementów został pokazany na rysunku 3. Układ nie wymaga uruchamiania, a zmontowany ze sprawdzonych elementów działa po włączeniu zasilania.