Экономичный измеритель esr и емкости конденсаторов с усиленной защитой

Схемы включения К157УД2

Теперь давайте рассмотрим типичную схему включения ИМС К157УД2. Для того, чтобы обеспечить устойчивость работы операционного усилителя (ОУ), имеющего петлю отрицательной обратной связи (ООС), необходимо к корректирующим выводам подключить конденсаторы. Их ёмкость зависит от глубины ООС. Для первого усилителя это ножки 1 и 14, для второго 7 и 8.

Также возможно подключение корректирующей ёмкости между выводами 1 и 13 для первого ОУ и 7 и 9 для второго. Также возможен третий вариант схемы, где конденсаторы подключены между ножками 1 (для первого усилителя) и 7 (для второго) и общим проводом. Если провода, подающие питание на выводы ИМС 11 и 4, имеют большую длину, то нужно использовать блокирующий конденсатор.

Эмкость и конденсаторы

Простые схемы измерителей ESR оксидных конденсаторов В статье приводятся варианты схемы простого прибора, позволяющего находить неисправные электролитические конденсаторы, не выпаивая их из схемы. Кроме того, данным прибором можно «прозванивать» электрические цепи, проверять прохождение сигнала в устройствах ВЧ и НЧ, оценивать моточные …

5 6019 0

Прибор для измерения емкости электролитических конденсаторов

Этот измеритель является простым устройством, служащим для измерения емкости электролитических конденсаторов от 1 мФ до 4700 мФ. Его точность — около 5% — в большей мере зависит от точности исполнения и градуировки. Принцип действия устройства следующий: измеряемый конденсатор Сх заряжается током…

1 6350 7

Измеритель емкости на логических микросхемах (К1ЛБ553, К155ИЕ2)

Схема простого самодельного измерителя емкости на логических микросхемах. Измеритель емкости состоит из генератора импульсов (D1.1—D1.3), делителя частоты-(02—D4), электронного ключа (V1) и измерительной цепи (V2, R7 и Р1). Принцип действия прибора основан на измерении среднего тока разряда измеряемого конденсатора, заряженного от источника …

0 4123 0

Измеритель емкости на операционном усилителе К153УД1 (МАА501)

Принципиальная схема самодельного измерителя емкости конденсаторов. выполнена на операционном усилителе К153УД1. Принцип действия измерителя емкости конденсаторов от нескольких пикофарад до 5 мкФ основан на измерении переменного тока, протекающего через исследуемый конденсатор …

1 5260 0

Простой стрелочный измеритель емкости электролитических конденсаторов

Схема измерителя емкости электролитических конденсаторов, которые в процессе эксплуатации и хранения изменяют свою емкость, поэтому иногда возникает необходимость измерения их емкости. Принцип действия измерителя емкости конденсаторов от 3000 пФ — 300 мкгФ основан на измерении пульсирующего тока, протекающего …

0 5789 0

Приставка к частотомеру для проверки конденсаторов (icm7555)

Для измерения емкости конденсаторов можно воспользоваться схемой, рис., и любым частотомером. Схема представляет из себя приставку к частотомеру, по показаниям которого при помощи пересчета можно определить емкость. Измеряемый конденсатор подключается к клеммам Х1 — Х2, и его…

1 4839 0

Испытатель конденсаторов (155ЛА3)

С помощью такого прибора можно проверить, нет ли внутри конденсаторов обрыва или короткого замыкания, значительной утечки. Рассчитан он на конденсаторы емкостью более 50 пФ. Основой прибора является собранный на элементах …

1 4848 0

Испытатель конденсаторов

Как показала практика, при ремонте промышленной и бытовой радиоаппаратуры наиболее часто встречающаяся неисправность — полная (обрыв, пробой) или частичная потеря емкости как оксидных, так и любых других …

1 7651 0

Цифровой измеритель ёмкости

Предлагаемый прибор позволяет измерять емкость конденсаторов в диапазоне 1…10000 мкФ. Он портативен и потребляет от девятивольтовой батареи всего 7 мА. Принцип роботы прибора основан на измерении продолжительности разряда конденсатора…

0 6300 3

Что такое операционный усилитель

Операционный усилитель (ОУ) англ. Operational Amplifier (OpAmp), в народе – операционник, является усилителем постоянного тока (УПТ) с очень большим коэффициентом усиления. Словосочетание «усилитель постоянного тока» не означает, что операционный усилитель может усиливать только постоянный ток. Имеется ввиду, начиная с частоты в ноль Герц, а это и есть постоянный ток.

Термин «операционный» укрепился давно, так как первые образцы ОУ использовались для различных математических операций типа интегрирования, дифференцирования, суммирования и тд. Коэффициент усиления ОУ зависит от его типа, назначения, структуры и может превышать 1 млн!

Измеритель емкости от 0.1 мкФ до 3900 мкФ

Схема данного измерителя представлена ниже (R1 = 10 KОм, R2 = 220 Ом).

Код (скетч) для такого измерителя емкости на основе Arduino:

#define analogPin 0 #define chargePin 13 #define dischargePin 11 #define resistorValue 10000.0F unsigned long startTime; unsigned long elapsedTime; float microFarads; float nanoFarads; void setup(){ pinMode(chargePin, OUTPUT); digitalWrite(chargePin, LOW); Serial.begin(9600); } void loop(){ digitalWrite(chargePin, HIGH); startTime = millis(); while(analogRead(analogPin) < 648){ } elapsedTime= millis() — startTime; microFarads = ((float)elapsedTime / resistorValue) * 1000; Serial.print(elapsedTime); Serial.print(» mS «); if (microFarads > 1){ Serial.print((long)microFarads); Serial.println(» microFarads»); } else{ nanoFarads = microFarads * 1000.0; Serial.print((long)nanoFarads); Serial.println(» nanoFarads»); delay(500); } digitalWrite(chargePin, LOW); pinMode(dischargePin, OUTPUT); digitalWrite(dischargePin, LOW); while(analogRead(analogPin) > 0){ } pinMode(dischargePin, INPUT); }

Пример результатов измерения емкости электролитического конденсатора 470 мкФ:

В первом столбце показана постоянная времени конденсатора, а второй столбец – величина емкости. Единицы будут автоматически изменяться с микрофарад на нанофарады. Вы заметите, что с большими конденсаторами для Arduino требуется больше времени для вывода показаний. Это связано с тем, что более крупные конденсаторы имеют большие постоянные времени и поэтому требуют больше времени, чтобы достичь 63,2% от их напряжения при полной зарядке. Например, конденсатор емкостью 3900 мкФ может потребовать несколько минут для отображения следующего показания.

Аналоги

Наиболее полным аналогом К157УД2 является микросхема КР1434УД1А. Она упакована в тот же корпус и имеет то же расположение выводов. Электрические параметры также полностью совпадают. Класс точности – средний. Единственное отличие предлагаемая для замены микросхема может питаться от источника напряжения до 22 В.

Также рассматриваемую ИМС можно заменить на К157УД3. Эта модель по всем параметрам аналогична исходной. Однако она отличается меньшим уровнем шумов и поэтому при ее использовании можно получить лучшие характеристики усилителя.

Также К157УД2 можно заменить сдвоенным операционным усилителем КР140УД20Б. Среди зарубежных изделий полностью идентичных устройств не существует. Можно только подобрать по функциональным признакам. Например, установить два одинарных операционных усилителя LM301.

Основные параметры

Если внимательно посмотреть на электрические характеристики К157УД2, то можно заметить, что по быстродействию данная микросхема не для использования в аудиоустройствах. Так, наибольшая скорость нарастания напряжения на её выходе 0,5 В/мкс, что сопоставимо выходному сигналу на уровне примерно до 10 В/8 кГц. В реальной жизни он будет еще ниже. Но для своего времени это был тоже неплохой показатель.

Максимальные значения

Приведём основные предельные значения параметров:

• максимальное питание (Uпит) до ±18 В;
• выходное напряжение (Uвых макс.) до ± 13 В (при Uпит = ± 15 В);
• напряжение смещения нуля (U см) до ± 13 В;
• ток потребления (I пот) до 7 мА;
• ток короткого замыкания (I кз) до 45 мА;
• частота среза (f срз) от 1 МГц;
• коэффициент усиления (KуU): не менее 50000 (при f =0… 50 Гц) и 800 (при f =20 кГц);
• скорость нарастания на выходе (VUвых) не менее 0,5 В/мкс.

Типовая величина напряжения шумов, используемых на входе данного ОУ (в диапазоне частот от 20 до 20000 Гц) составляет не более 1,6 мкВ.

Аналоги

Считается, что импортный аналог у К157УД2 — это LM301. Но, во первых, у данной микросхемы 8 выводов, вместо 14. Поэтому для замены придётся искать два таких устройства. Во вторых, их будет очень трудно найти в наших магазинах.

Чем еще можно заменить К157УД2 ? Хорошей альтернативой для этого устройства можно cчитать новые микросхемы серии LME49XXX. Если точнее, то в большинстве случаев подойдут: LME49720, LME49860 и LM4562. Они очень похожи по своим характеристикам с рассматриваемой, имеют неплохую линейность и полосу пропускания (до 90 Гц), не только при коэффициенте усиления 1, но и значительно более высоком (1000 и выше).

Типовое напряжение шумов в диапазоне частот от 20 до 20000 Гц находится в пределах 0,4 мкВ. Отечественные аналоги: КР1434УД1А и обновленная модификация К157У Д3. Проблема в том, что сейчас их трудно найти на российских прилавках и они более дорогие.

О деталях зарядного устройства

Силовой трансформатор Т1 применен типа ТН61-220, вторичные обмотки которого соединены последовательно, как показано на схеме. Так как КПД зарядного устройства не менее 0,8 и ток заряда обычно не превышает 6 А, то подойдет любой трансформатор мощностью 150 ватт. Вторичная обмотка трансформатора должна обеспечить напряжение 18-20 В при токе нагрузки до 8 А. Если нет готового трансформатора, то можно взять любой подходящий по мощности и перемотать вторичную обмотку. Рассчитать число витков вторичной обмотки трансформатора можно с помощью специального калькулятора.

Конденсаторы С4-С9 типа МБГЧ на напряжение не менее 350 В. Можно использовать конденсаторы любого типа, рассчитанные на работу в цепях переменного тока.

Диоды VD2-VD5 подойдут любого типа, рассчитанные на ток 10 А. VD7, VD11 — любые импульсные кремневые. VD6, VD8, VD10, VD5, VD12 и VD13 любые, выдерживающие ток 1 А. Светодиод VD1 – любой, VD9 я применил типа КИПД29. Отличительная особенность этого светодиода, что он меняет цвет свечения при смене полярности подключения. Для его переключения использованы контакты К1.2 реле Р1. Когда идет зарядка основным током светодиод светит желтым светом, а при переключении в режим подзарядки аккумулятора – зеленым. Вместо бинарного светодиода можно установить любых два одноцветных, подключив их по ниже приведенной схеме.

В качестве операционного усилителя выбран КР1005УД1, аналог зарубежного AN6551. Такие усилители применяли в блоке звука и видео в видеомагнитофоне ВМ-12. Усилитель хорош тем, что не требует двухполярного питания, цепей коррекции и сохраняет работоспособность при питающем напряжении от 5 до 12 В. Заменить его можно практически любым аналогичным. Хорошо подойдут для замены микросхемы, например, LM358, LM258, LM158, но нумерация выводов у них другая, и потребуется внести изменения в рисунок печатной платы.

Реле Р1 и Р2 любые на напряжение 9-12 В и контактами, рассчитанными на коммутируемый ток 1 А. Р3 на напряжение 9-12 В и ток коммутации 10 А, например РП-21-003. Если в реле несколько контактных групп, то их желательно запаять параллельно.

Переключатель S1 любого типа, рассчитанный на работу при напряжении 250 В и имеющий достаточное количество коммутирующих контактов. Если не нужен шаг регулирования тока в 1 А, то можно поставить несколько тумблеров и устанавливать ток заряда, допустим, 5 А и 8 А. Если заряжать только автомобильные аккумуляторы, то такое решение вполне оправдано. Переключатель S2 служит для отключения системы контроля уровня зарядки. В случае заряда аккумулятора большим током, возможно срабатывание системы раньше, чем аккумулятор зарядится полностью. В таком случае можно систему отключить и продолжить зарядку в ручном режиме.

Электромагнитная головка для измерителя тока и напряжения подойдет любая, с током полного отклонения 100 мкА, например типа М24. Если нет необходимости измерять напряжение, а только ток, то можно установить готовый амперметр, рассчитанный на максимальный постоянный ток измерения 10 А, а напряжение контролировать внешним стрелочным тестером или мультиметром, подключив их к контактам аккумулятора.

Схема цепей смещения в усилителях типа UBbIX = kUBX + b

Схема, реализующая передаточную характеристику вида U_BbIX = kU_BX + b, представлена на рисунке ниже

Схема усилителя с передаточной характеристикой типа U_BbIX = kU_BX + b.

Данная схема представляет собой неинвертирующий сумматор и состоит из развязывающих конденсаторов С1 и С2 имеющих ёмкость порядка 0,001 – 0,1 мкФ, резисторов R1, R2, R3 и R4 и самого ОУ DA1 в неинвертирующей схеме. Передаточная характеристика данной схемы описывается следующим выражением

тогда коэффициенты k и b будут определяться следующими выражениями

Расчёт усилителя с характеристикой типа U_BbIX = kU_BX + b

Для примера рассчитаем элементы усилителя со следующими параметрами: входное напряжение U_BX = 0,1…1 В, выходное напряжение U_BЫX = 1…5 В, напряжение питания U_ПИТ = 6 В, в качестве источника смещения используется напряжение питания U_CM = U_ПИТ = 6 В.

1. Определим тип передаточной характеристики. Определяем коэффициенты k и b

   Решив данную систему, получим k = 4,44 и b = 0,556, тогда передаточная характеристика будет иметь следующий вид

2. Рассчитаем номиналы резисторов R1 и R2, решив следующую систему уравнений относительно (R3 + R4) / R3

   Подставив значения коэффициентов k, b и U_CM получим следующее уравнение

   Величина резистора R1 обычно выбирается в пределах от 1 до 10 кОм, так как резистор R1 определяет входное сопротивление усилителя и его следует увеличивать, чтобы исключить перегрузку источника сигнала.

   Выберем R1 = 10 кОм, тогда R2 = 47,91 * 10 = 479,1 кОм. Примем R2 = 470 кОм.

3. Рассчитаем величины сопротивлений R3 и R4

   Величина резистора, также как и R1 выбирается в пределах 1 … 10 кОм, поэтому примем R3 = 10 кОм, R4 = 10 * 3,53 = 35,3 кОм. Примем R4 = 36 кОм.

Характеристики

Теперь перейдём к рассмотрению технических характеристик микросхемы К157УД2:

• Оптимальное напряжение питания U_пит= ± 15 В;
• Диапазон питающих напряжений U_пит= от ± 3 до 18 В;
• Наибольшее напряжение на выходе (при таких исходных параметрах U_пит= ± 15 В, U_вх= ± от 25 до 200 мВ) U_{вых max}≥ ±13 В;
• Напряжение смещения (измерено при U_пит= ± 15 В, U_вых≤ 1,2 В) U_см ≤ ±5 мВ;
• Ток на входе (режимы измерения U_пит = ± 15 В, U_вых ≤ 2,2 В) I_вх.≤ 500 нА;
• Разность токов входа (режимы измерения U_пит = ± 15 В, U_вых ≤|2,2| В) I_{вх разн} ≤ 150 нА;
• Потребляемый ток ( измерено при U_пит = ± 15 В) I ≤ 7 мА;
• Ток КЗ (режимы измерения U_пит = ± 15 В, U_вх = ± (от 20.до.180) мВ) I_кз ≤ 45 мА;
• К-т усиления напряжения U_пит = ± 15 В:
  • U_вых = ±10 В, f= от 0 до 50 Гц — К_у ≥ 50*10³;
  • U_вых = ±7 В, f = 20 кГц К_у ≥ 300;
• К-т ослабления напряжений на входе (режимы измерения U_пит = ± 15 В, U_вх = 1 В, f≤ 50 Гц) К_осл≥ 70 дБ;
• К-т проникания сигналов (режимы измерения  U_пит = ± 15 В, U_вых = 7 В, f= 1 кГц) К_пр≤ -80 дБ;
• Среднее смешение нуля ( режимы измерения U_пит = ± 15 В, T= -25…+70 °C) меньше ±50 мкВ/°C;
• Средняя разность токов на входе ( режимы измерения U_пит = ± 15 В, T= от -25.до.+70 °C) меньше ≤ ±5 нА/°C;
• Частота усиления импульса ( режимы измерения U_пит = ± 15 В, U_вх= 9…10 мВ, U_вых= 9…10 мВ) f_ед ≥ 1 МГц;
• Наибольшая скорость увеличения напряжения на выходе ( режимы измерения U_пит = ± 15 В, U_вых= +10…11 В, f= 5…10 кГц) больше 0,5 В/мкс.

Согласно справочникам в К157УД2 содержится 0,00398 г. золота.

Питание операционных усилителей

Если выводы питания не указаны, то считается, что на ОУ идет двухполярное питание +E и -E Вольт. Его также помечают как  +U и -U, V_CC и V_EE, Vc и V_E. Чаще всего это +15 и -15 Вольт. Двухполярное питание также называют биполярным питанием. Как это понять — двухполярное питание?

Давайте представим себе батарейку

Думаю, все вы в курсе, что у батарейки есть «плюс» и есть «минус».  В этом случае «минус» батарейки принимают за ноль,  и уже относительно нуля считают напряжение батарейки. В нашем случае напряжение батарейки равняется 1,5 Вольт.

А давайте возьмем еще одну такую батарейку и соединим их последовательно:

Итак, общее напряжение у нас будет 3 Вольта, если брать за ноль минус первой батарейки.

А что если взять на ноль минус второй батарейки и относительно него уже замерять все напряжения?

Вот здесь мы как раз и получили двухполярное питание.

Схема цепей смещения в усилителях типа UBbIX = kUBX – b

Схема усилителя передаточная характеристика, которого имеет вид U_BbIX = kU_BX – b представлена ниже

Схема усилителя с передаточной характеристикой типа U_BbIX = kU_BX – b

Передаточная характеристика данной схемы представлена следующим выражением

В данном случае коэффициенты k и b будут определяться следующими выражениями

Расчёт усилителя с характеристикой типа U_BbIX = kU_BX — b

Для примера рассчитаем усилитель со следующими параметрами: входное напряжение U_BX = 0,3…0,7 В, выходное напряжение U_BЫX = 1…5 В, напряжение питания U_ПИТ = 6 В, в качестве источника смещения используется напряжение питания U_CM = U_ПИТ = 6 В.

1. Рассчитаем коэффициенты передаточной характеристики

   Решив данную систему уравнений, получим k = 10 и b = -2.

   Тогда переходная характеристика данного усилителя будет иметь вид

2. Рассчитаем сопротивление резисторов R3 и R В данной схеме сопротивление резистора R3 должно быть значительно больше эквивалентного сопротивления параллельных резисторов R1 || R2. Поэтому коэффициент k можно выразить следующим приближённым выражением

   Примем сопротивление резистора R3 = 10 кОм, тогда R4 = 90 кОм.

3. Рассчитаем сопротивление резисторов и R

   Так как R3 >> R1 || R2 примем R2 = 0,75 кОм, тогда R1 = 26*0,75=19,5 кОм. Примет R1 = 20 кОм.

   Таким образом, передаточная характеристика усилителя будет иметь вид U_BbIX = 10U_BX — 2 при следующих номиналах элементов: R1 = 20 кОм, R2 = 0,75 кОм, R3 = 10 кОм, R4 = 90 кОм.

Работа ОУ от двухполярного источника питания

Как указывалось в одной из предыдущих статей, в основе операционного усилителя лежит дифференциальный каскад на транзисторах, для питания которого требуется источник питания с двумя напряжениями – положительным и отрицательным. Причем оба эти напряжения должны быт одинаковы: например, +5 и -5 В, +12 и -12 В. Типовая схема подключения ОУ к источнику питания приведена ниже

Типовая схема питания ОУ.

Типовая схема питания ОУ состоит из следующих элементов: конденсаторов С1, С2, защитный диодов VD1, VD2 и двухполярного источника питания +Uпит, -Uпит. Защитные диоды VD1 и VD2 являются необязательными элементами схемы, но рекомендуются для всех источников питания, где есть возможность случайно перепутать выводы питания.

Конденсаторы С1 и С2 обеспечивают развязку шин питания по переменному току и должны подключаться как можно ближе к выводам микросхемы. Данные конденсаторы должны иметь ёмкость порядка 0,001 – 0,1 мкФ.

Так как современные ОУ имеют достаточно большое усиление на высоких частотах, то довольно часто возникает паразитная обратная связь по цепям питания усилителя. Поэтому довольно часто в дополнение к развязывающим конденсаторам С1 и С2 в цепях питания ОУ часто подключают конденсаторы непосредственно к шинам питания, что улучшает стабильность усилителей.

Проверка без выпаивания

Проверить конденсатор непосредственно на печатной плате очень проблематично. Во-первых, неисправный электрический прибор должен быть полностью обесточен. Также необходимо добиться разряда всех емкостных элементов в цепи. Проверка без выпаивания может показать значения сопротивления элементов, впаянных рядом. Но проверку все же можно провести при помощи индикатора-пинцета.

Первый способ

Первый способ наиболее простой. Испытуемый проверяется тестером и прозванивается мультиметром. Прибор ставится в режим проверки сопротивления. Также стоит учитывать полярность. Щупы мультиметра соединяются с выводами конденсатора и замеряется сопротивление. Стоит учитывать, что полученное значение не имеет никакой практической пользы, так как может являться показанием другого элемента. Таким способом можно проверить емкостную деталь на короткое замыкание. Если значения на дисплее начали расти постепенно, то печатная деталь заряжается от тестера и является исправной.

Второй способ

Второй способ требует припаять конденсатор с такими же значениями в схему рядом с испытуемым элементом. Впайку нужно провести параллельно. Оба элемента замеряются на обесточенной плате.

Третий способ

Часто возникает ситуация, когда на плате несколько конденсаторов, и определить какой из них неисправен очень сложно. Выпаивать каждый довольно трудоемко, часто они выходят из строя при нагревании. Для того чтобы проверить не выпаивая, необходимо провести замер выходящего напряжения. Он должен быть таким же, как указано на корпусе элемента. Если напряжения нет, то деталь пробита или замкнута. Если напряжение меньше оптимального значения, элемент потерял часть емкости.

Не выпаивая можно определить неисправный элемент визуально. Конденсатор может просто лопнуть, иметь на корпусе повреждения, нагар или вздутие.

Применение

Данную микросхему широко использовали в различных генераторах сигналов (синусоида, пила и др.), микшерах, эквалайзерах, темброблоках, слуховых аппаратах, переговорных устройствах и даже блоках питания. Она распространёна в предварительных каскадах усиления звуковой частоты (20-20000 Гц), стереофонической бытовой и студийной аппаратуре записи и воспроизведения, магнитных головках магнитофонов и др. Широко известна и популярна схема металлоискателя «Пират», где также применяется NE555, транзистор irfs630 или irf740. Но несмотря на все плюсы, по заявленным характеристикам она все равно уступает современным ОУ.

Советуем Вам проверить информацию о содержании драгоценных металлов в К157УД2, так как некоторые модели могут иметь ценность даже в нерабочем состоянии, особенно продукция старого образца.

Усилитель с фильтром для сабвуфера — простая схема

Вещь, о которой мы сейчас расскажем, как понятно из названия статьи, является самодельным усилителем для сабвуфера, в народе называемом «Саб». Устройство имеет активный фильтр НЧ, построенный на операционных усилителях, и сумматор, обеспечивающий ввод сигнала с выхода стерео.

Поскольку сигнал для схемы берется с выходов на акустические системы, нет необходимости вмешательства в работающий усилитель. Получение сигнала с динамиков имеет еще одно преимущество, а именно — позволяет сохранить постоянное соотношение громкости сабвуфера к стереосистеме.

Естественно, усиление канала сабвуфера можно регулировать с помощью потенциометра. После отфильтровывания высоких частот и выделения низких (20-150 Гц), звуковой сигнал усиливается с помощью микросхемы TDA2030 или TDA2040, TDA2050. Это дает возможность настройки выходной мощности басов по своему вкусу. В этом проекте успешно работает любой динамик НЧ с мощностью более 50 Ватт на сабвуфер.

Схема принципиальная ФНЧ и УМЗЧ сабвуфера

Описание работы схемы усилителя

Стерео сигнал подается на разъем In через C1 (100nF) и R1 (2,2 М) на первом канале и C2 (100nF) и R2 (2,2 М), в другом канале. Затем он поступает на вход операционного усилителя U1A (TL074).

Потенциометром P1 (220k), работающем в цепи обратной связи усилителя U1A, выполняется регулировка усиления всей системы. Далее сигнал подается на фильтр второго порядка с элементами U1B (TL074), R3 (68k), R4 (150к), C3 (22nF) и C4 (4,7 nF), который работает как фильтр Баттерворта.

Через цепь C5 (220nF), R5 (100k) сигнал поступает на повторитель U1C, а затем через C6 (10uF) на вход усилителя U2 (TDA2030).

2 uF) работают в петле отрицательной обратной связи и имеют задачу формирования спектральной характеристики усилителя. Резистор R12 (1R) вместе с конденсатором C9 (100nF) формируют характеристику на выходе.

Конденсатор C10 (2200uF) предотвращает прохождение постоянного тока через динамик и вместе с сопротивлением динамика определяет нижнюю граничную частоту всего усилителя.

Полезное:  Электрозажигалка для сигарет своими руками

Защитные диоды D1 (1N4007) и D2 (1N4007) предотвращают появление всплесков напряжений, которые могут возникнуть в катушке динамика. Напряжение питания, в пределах 18-30 В подается на разъем Zas, конденсатор C11 (1000 — 4700uF) — основной фильтрующий конденсатор (не экономьте на его ёмкости).

Стабилизатор U3 (78L15) вместе с конденсаторами C12 (100nF), C15 (100uF) и C16 (100nF) обеспечивает подачу напряжения питания 15 В на микросхему U1.

Элементы R13 (10k), R14 (10k) и конденсаторы C13 (100uF), C14 (100nF) образуют делитель напряжения для операционных усилителей, формируя половину напряжения питания.

Сборка сабвуфера

Вся система паяется на печатной плате. Монтаж следует начинать от впайки двух перемычек. Порядок установки остальных элементов любой. В самом конце следует впаивать конденсатор C11 потому что он должен быть установлен лежа (нужно согнуть соответствующим образом ножки).

Плата печатная для устройства

Входной сигнал должен быть подключен к разъему In с помощью скрученных проводов (витой пары). Микросхему U2 обязательно необходимо оснастить радиатором большого размера.

Схему следует питать от трансформатора через выпрямительный диодный мост, фильтрующий конденсатор стоит уже на плате. Трансформатор должен иметь вторичное напряжение в пределах 16 — 20 В, но чтобы после выпрямления оно не превышало 30 В. К выходу следует подключить сабвуфер с хорошими параметрами — от головки очень многое зависит.

Усилитель для домашнего сабвуфера своими руками

2– 5,00 Загрузка…

НАЖМИТЕ ТУТ И ОТКРОЙТЕ КОММЕНТАРИИ

Основные неисправности конденсаторов

Емкостные элементы играют большую роль в принципиальной схеме любого устройства. Основная их функция — заряд определенным количеством тока и импульсный разряд в цепь. К основным неисправностям конденсаторов относятся:

1. Обычный пробой. Пробой может быть вызван увеличением рабочего напряжения. Для ремонта требуется не только замена элемента, но и определение причины возникновения высокого напряжения.
2. Внутренний обрыв. При обрыве радиодеталь теряет свою емкость, так как оба ее вывода становятся изолированными. Обрыв может возникнуть при падении прибора или некачественной сборки самого элемента.
3. Утечка. Эта проблема связана с потерей части емкости. Чем меньше допустимая и оптимальная емкость, тем меньше размер заряда.

Измеритель емкости от 0.0047 мкФ до 180 мкФ

Схема данного измерителя представлена ниже (R1 = 10 KОм, R2 = 3.1 КОм, R3 = 1.8 КОм).

Код (скетч) для такого измерителя емкости на основе Arduino:

const byte pulsePin = 2; const unsigned long resistance = 10000; volatile boolean triggered; volatile boolean active; volatile unsigned long startTime; volatile unsigned long duration; ISR (ANALOG_COMP_vect) { unsigned long now = micros (); if (active) { duration = now — startTime; triggered = true; digitalWrite (pulsePin, LOW); } } void setup () { pinMode(pulsePin, OUTPUT); digitalWrite(pulsePin, LOW); Serial.begin(9600); Serial.println(«Started.»); ADCSRB = 0; ACSR = _BV (ACI) | _BV (ACIE) | _BV (ACIS0) | _BV (ACIS1); } void loop () { if (!active) { active = true; triggered = false; digitalWrite (pulsePin, HIGH); startTime = micros (); } if (active && triggered) { active = false; Serial.print («Capacitance = «); Serial.print (duration * 1000 / resistance); Serial.println (» nF»); triggered = false; delay (3000); } }

Пример результатов измерения емкости пленочного конденсатора 10 нФ:

Работа ОУ от однополярного источника питания

В обычных условиях схема включения ОУ предусматривает двухполярное питание, однако в современной портативной аппаратуре с батарейным питанием это представляется не совсем удобным. Вследствие этого применяют схемы однополярного питания ОУ с введение в схему цепи дополнительного смещения.

В линейном усилителе соотношение между входным U_BX и выходным U_BbIX напряжением имеет следующую функциональную зависимость, которая представляет собой уравнение прямой и называется передаточной характеристикой

где k – крутизна усилителя

b – смещение выходного напряжения.

Поэтому, в зависимости от коэффициентов k и b, возможно четыре варианта передаточных характеристик линейного усилителя

Для нахождения коэффициентов k и b в уравнении прямой линии необходимо задаться параметрами двух точек на этой прямой, в случае линейного усилителя – параметрами входного и выходного напряжения в двух точках, чаще всего крайних.

В качестве примера найдём коэффициенты k и b в следующем случае: на входе линейного усилителя сигнал от датчика может изменяться в пределах от 0,3 до 0,7 В, а с выхода усилителя на аналого-цифровой преобразователь должен поступать сигнал в диапазоне от 1 до 6 В. Для определения уравнения линейного усилителя мы имеем две точки А1(U_BbIX1; U_BX1) = (1; 0,3) и А2(6; 0,7), поэтому составим систему уравнений

Решив данную систему, получим следующие значения коэффициентов k = 7 и b = 1,1. В итоге передаточная характеристика линейного усилителя будет иметь следующий вид

Для каждого вида передаточной характеристики существует своя схема реализации цепей смещения, рассмотрим их подробнее.

Проверка исправности конденсаторов

Современные мультиметры способны измерять и проверять работоспособность любых радиодеталей. Но не всегда этот прибор есть под рукой. Проверить конденсатор можно с помощью тестера.

Мультиметр

Если мультиметр имеет специальную функцию измерения емкости, значит с его помощью можно проверить любой тип устройства. Керамические, электролитические, пусковые радиодетали имеют одинаковый принцип работы, а значит и проверка исправности может проводиться одинаково.

1. Выпаять испытуемую деталь с платы и разрядить ее, замкнув контакты.
2. Установить мультиметр в режим определения емкости «cX».
3. Переключить прибор на определение максимального диапазона емкости.
4. Щупы присоединить к ножкам или выводам конденсатора.
5. Мультиметр покажет значение емкости. Если перед значением высвечивается один или несколько «0», то прибор переключается на более низкий параметр.

Полярные конденсаторы (если правильно соблюдена полярность) показывают постепенно повышающиеся значения от «0» до «1». Если дисплей показывает «1» без изменений, значит конденсатор нерабочий. Если показания равны «0», значит элемент замкнут внутри.

Неполярные конденсаторы проверяют, выставив мультиметр на значение 2 Мом. Если показания выше этого значения, значит устройство исправно. Значения менее 2 МОм говорят о неисправности.

Тестер

Провести проверку конденсатора при помощи тестера можно только для определения общей исправности. Определить потерю емкости или разброс напряжения невозможно.

1. Для проверки необходимо установить тестер в режим сопротивления.
2. Выпаять и разрядить проверяемый элемент.
3. Если радиодеталь является полярной, нужно подключить клеммы тестера к выводам согласно полярности.
4. Полярные конденсаторы (имея большую емкость) несколько секунд будут заряжаться, неполярные покажут свое значение сразу.

Полярные конденсаторы должны показать медленно нарастающее значение более 100 кОм. Если это значение ниже, конденсатор является неисправным.

Неполярные покажут значение в 1 Ом. Если значение равное «1» достигнуто мгновенно, значит конденсатор неисправен. Значение в «0» говорит о внутреннем замыкании.

Подведем итоги

Итак, мы выяснили, что схем, позволяющих регулировать параметры зарядки аккумуляторной батареи, немало. Сложные и простые, с широким функционалом и просто стабилизаторы – выбирать есть из чего. Ну а тем, кого не удовлетворила, надо признать, довольно скромная подборка конструкций, можно рекомендовать статью «как сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками» и несколько роликов по теме.

Простое зарядное устройство

Зарядное устройство из готовых узлов

Зарядное устройство с автоматическим отключением

Спасибо, помогло!50Не помогло10

Сейчас читают:

Что такое контроллер заряда TP4056 — как пользоваться и что с ним можно сделать

Как защитить блок питания от КЗ и перегрузок

Обзор зарядного устройства Вымпел 20 производства Орион

Обзор зарядного устройства Кулон 715d от ООО «БАЛСАТ»

Как сделать самодельный регулируемый блок питания – подборка схем