| Юрий Баранов http://yooree.narod.ru Адрес Email — yooree (at) inbox.ru (замените (at) на @) |
К157УД2 можно смело использовать в качестве предварительного, двухканального усилителя высокого качества. Если вы попали на эту страницу не случайно, то скорее всего, вы уже знакомы с данной ИМС и ее замечательными характеристиками.
Наверное, обвесочка интересует. Да, так часто бывает, хочется запустить микросхему, а данные по обвеске в справочниках носят противоречивый характер. Я насчитал более десятка примеров включения К157УД2 так или иначе отличающихся друг от друга. На этом заканчиваю философствовать и привожу схему, которую ( на мой взгляд) можно считать универсальной для включения К157УД2. Она изображена на рис. 1
Рис.1
Но, прав был тот, кто сказал — "Главное в усилителе — правильное согласование его блоков". И это верно. Разрабатывая схему, всегда следует задуматься над вопросами : "из чего собираем?" и "для чего эта схема?".
Мои рекомендации относительно согласования приведенной схемы исходя из назначения устройства:
А) Усилитель для стереотелефонов. Согласование по входу.
Неразумно подключать вход микросхемы к линейному выходу аудиоустройства напрямую. Если же, поставить на входе К157УД2 спаренный потенциометр на 22- 47 ком, в качестве регулятора громкости, то это несколько улучшит согласование, но только отчасти. Нужны более радикальные меры, а именно — установка Г — образного делителя. Для согласования с линейным выходом можно применить следующий вариант, см. рис. 2
Рис.2
Согласование по выходу. Назначение резисторов Rбал. 1 / 2 : Никто (возможно и вы), не знает сопротивление наушников, которые будут подключаться к выходу К157УД2. А производитель не гарантирует нормальную работу ИМС, если она работает на нагрузку менее 2 ком. И вдруг, сопротивление телефонов, так скажем, 32 — 40 Ом? Догадались, что произойдет? Рекомендую установить на выходе балансные резисторы сопротивлением 2,7 ком. Подключал после них телефоны разных типов ( от 16 Ом до 1,4 ком) и во всех случаях запаса усиления было достаточно.
Б) Предварительный усилитель для мощного оконечного УНЧ.
В этой роли, К157УД2 способен раскачивать большинство оконечных УНЧ с двухполярным питанием 15. 30в., чувствительностью 0,7. 3в. и с собственной петлей ООС. Например, усилитель на 70 Вт, схема которого приводится на этом сайте. >> посмотреть. Вы можете заметить, что на входе подобных устройств тоже, стоят Г — образные делители. При стыковке с подобными оконечниками устанавливать балансные резисторы не надо (сигнал снимается непосредственно с выводов К157УД2 — 13 и 9). Осталось решить, как согласовать такую конструкцию с:
1. Линейным выходом источника сигнала
2. Регулятором громкости
3.Темброблоком (если он вам необходим)
Здесь, мои рекомендации, более осторожны, поскольку приходится учитывать еще один фактор — входное сопротивление оконечного усилителя. Однажды, я запускал усилитель на базе микросхем TDA2040 (Thomson), согласуя детали и блоки следующим образом :сигнал с линейного выхода подавал сразу на пассивный темброблок(типа того, который показан на схеме усилителя на базе TDA 1554Q, но номиналы деталей другие) — такой темброблок можно, также, считать Г — образным делителем, только частотно — зависимым . После ослабления сигнала прошедшего темброблок, усиливал его К157УД2 и подавал на регулятор громкости, а с его выхода, через балансные резисторы (2,2 ком), на вход оконечных блоков — пара TDA2040, обвешенных по классической схеме. Все работало замечательно. К сожалению полную принципиальную схему устройства, сейчас на 100% не помню, и сам макет разобрал, когда понадобились детали для других целей. Но не жалею, поскольку решил вообще отказаться от конструирования полных устройств с с двухполярным питанием . Ведь можно получать ту же или большую мощность собирая устройства на базе микросхем с однополярным питанием по более простым схемам .
"Справочник" — информация по различным электронным компонентам : транзисторам, микросхемам, трансформаторам, конденсаторам, светодиодам и т.д. Информация содержит все, необходимые для подбора компонентов и проведения инженерных расчетов, параметры, а также цоколевку корпусов, типовые схемы включения и рекомендации по использованию радиоэлементов .
К157УД2 – популярная отечественная интегральная микросхема, реализующая функционал двуканального операционного усилителя с низким уровнем собственного шума. Назначение ОУ чётко не прописано, ИМС может применяться в любых схемах, но наибольшее распространение она нашла в устройствах, работающих со звуковыми колебаниями (частоты 20-20000 Гц).
Класс точности операционного усилителя – средний.
Выходы ИМС имеют встроенную защиту от коротких замыканий.
Микросхема была разработана ещё в 80-х годах XX века, но это не значит, что она утратила свою актуальность в настоящее время. Она по-прежнему может стать основой хорошего звукового усилителя.
Рис. 1. Внешний вид К157УД2
Тип корпуса, который можно найти на рынке – DIP 14. В другом виде ИМС не производится. Существует модификация КБ157УД2-4, эта ИМС безкорпусная.
Как и для других микросхем в данном корпусе, для К157УД2 актуальны следующие габариты (в мм) и нумерация ножек (смотри расположение ключа).
Рис. 2. Габариты К157УД2
А цоколевка (назначение контактов) – выглядит так.
Рис. 3. Цоколевка К157УД2
Типовые схемы включения К157УД2
Как и любой другой современный операционный усилитель, К157УД2 может быть включена в схему с однополярным или двуполярным питанием. В последнем случае качество усиления заметно лучше.
Усилитель с однополярным питанием
Схема включения при однополярном питании, в соответствии с рекомендациями производителя, выглядит следующим образом.
Рис. 4. Схема включения при однополярном питании
Усилитель с двухполярным питанием
Типовое включение при двуполярном питании может выглядеть так.
Рис. 5. Типовое включение при двуполярном питании
В качестве примера применения К157УД2 можно привести схему радиоприёмника средневолнового диапазона и длинных волн.
Рис. 6. Схема радиоприёмника средневолнового диапазона и длинных волн
Питание здесь однополярное. Используются оба ОУ, размещённые в корпусе К157УД2.
Первая катушка отвечает за приём средних волн – должна содержать около 80-100 витков.
А вторая – для длинных, 5-8 витков.
Усилитель для мостового включения
Ещё один вариант — усилитель для мостового включения.
Рис. 7. Усилитель для мостового включения
Подойдёт для эксплуатации с маломощными приборами (например, с наушниками, сопротивление / импеданс которых от 32 Ом).
ИМС позволяет относительно просто собрать генератор синусоидального сигнала.
Рис. 8. Генератор синусоидального сигнала
Данная схема имеет встроенный стабилизатор амплитуды.
А ниже вариант сборки генератора сигнала прямоугольной формы (меандра).
Рис. 9. Вариант сборки генератора сигнала прямоугольной формы
Обе схемы базируются на колебательных контурах R-C. Номинал сопротивления и ёмкости определяет задающую частоту.
Для первого случая (синус), частота рассчитывается по формуле ƒ = ½ π·R·C.
Для второго (меандр) — ƒ = ½ R·C·1n·(1 + 2·R2 / R1).
Усилители для магнитофонов
Как и говорилось выше, с применением К157УД2 часто изготавливали начинку для аудиоаппаратуры и стереомагнитофонов.
Например, усилитель для портативной версии выглядел следующим образом.
Рис. 10. Усилитель для портативной версии
А для классической магнитолы – так (с двуполярным питанием).
Рис. 11. Усилитель для классической магнитолы
Напряжение питания может быть в диапазоне 3-18 В (плюс и минус). В предельном режиме работы допускается до 20В.
ИМС может эксплуатироваться при температуре окружающей среды -25 — +70°С.
Выходное напряжение (при питающем 15 В) – более 13 В.
Ток потребления составляет менее 7 мА.
Коэффициент усиления на частотах менее 50 Гц – свыше 50*103.
В диапазоне до 20 кГц – более 300.
U смещения нуля – 5 мВ (при питании 15В и выходном напряжении менее 1,2В).
Коэф. уменьшения синфазных вх. напряжений – более 70 дБ (при питании 15В и частоте ниже 50 Гц).
Коэф. взаимного проникания сигналов (из одного канала в другой) – менее -80 дБ (при питании 15В, частоте 1 кГц и Uвых – 7 В).
Рассеиваемая мощность – менее 500 мВт (показатель актуален для температуры окружающей среды свыше 25°С).
Сопротивление подключаемой нагрузки должно быть более 2кОм.
Ток короткого замыкания – менее 45 мА (при Uпит 15 В и Uвх – 20-180мВ).
Скорость нарастания вых. напряжения (макс.) – 0,5В / мкс.
Полной заменой К157УД2 может выступать отечественная ИМС КР1434УД1А (тип корпуса, распиновка и другие параметры совпадают, это УО средней точности, но напряжение питания – до 22В).
У того же производителя имеется усовершенствованная модель — К157УД3. Она тоже полностью совместима с исходной, но имеет ещё меньший уровень шумов.
Ещё одной альтернативой может выступать сдвоенный ОУ КР140УД20Б.
Из зарубежных аналогов замену можно подобрать только по функционалу (например, два одинарных ОУ LM301 и т.п.).
Оригинальной документации разработчика уже не найти. В качестве альтернативы можно использовать описание специального справочника для ДОСААФ 1986 года. Скачать его можно здесь.
Мнения читателей
- Дмитрий / 21.10.2018 — 07:26
Что за n в формуле для меандра. Спасибо.
Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:
Микросхема К157УД2 по праву считается одной из самых популярных микросхем у российских радиолюбителей. На её основе можно собрать огромное количество разнообразных устройств. На примере этой микросхемы рассмотрим четыре схемы доступных для повторения даже начинающими радиолюбителями.
Коротко о микросхеме
Напряжение питания двухполярное от 3 до 15в, также микросхема хорошо работает при питании от однополярного источника от 2,5 до 30в.
Усиление одного канала составляет:
На частоте 0 – 50 Гц – 50000, 20 кГц – 300 – 800.
Уровень собственных шумов не более 1,6 мКв в полосе частот 20 – 20000 Гц.
Микросхема имеет защиту от короткого замыкания на выходе.
Усилительный каскад
Область применения: предварительные усилители в стационарной (вариант 1) и переносной аппаратуре (вариант 2).
Данные параметры в полной мере относятся и ко второму варианту схемы, а также к мостовому включению.
Вариант 1: с двухполярным питанием:
Вариант 2: с однополярным питанием
Схема усилителя с мостовым включением
Область применения: выходные каскады маломощной аппаратуры (приёмники, усилители для наушников). Схема оптимально работает с наушниками сопротивлением 32 ома или больше.
Приёмник прямого усиления ДВ или СВ диапазона
Параметры:
Диапазон принимаемых частот 525-1605 кГц
Чувствительность не менее 10 мкВ.
Область применения: радиоприём. Приёмник предназначен для приёма сигналов местных радиостанций, вечером и ночью возможен хороший приём дальних радиостанций.
L1 80-100 витков СВ диапазон, L2 5 – 8 витков.
В заключении: все вышеприведённый схемы собраны мною и 100% рабочие.