Предварительный усилитель на ne5532 своими руками
Добавил пользователь Валентин П. Обновлено: 18.09.2024
Этот стереофонический предварительный усилитель построен на основе популярного операционного усилителя NE5532 и нескольких дискретных элементов. Предварительный усилитель подходит для работы с любым источником сигнала, таким как mp3 плеер или компьютер, а в дополнении с оконечным усилителем мощности позволит получить дома неплохой звук.
В предусилителе предусмотрен темброблок, позволяющий производить регулировку низких и высоких частот, а также регулировку громкости с помощью трех спаренных поворотных потенциометров. Размещение потенциометров на краю платы позволяет отказаться от проводов, соединяющих потенциометры с платой, что в свою очередь приводит к улучшению параметров усилителя в плане шумов.
Предусилитель питается от двухполярного источника питания с напряжением от +/-18 до +/-30 вольт.
Работа предварительный усилитель с темброблоком
Принципиальная схема предусилителя показана на рисунке ниже:
Далее сигнал поступает на неинвертирующий усилитель U1 (NE5532) и резисторы R3 (10k) и R7 (4,7 k), что обеспечивает усиление сигнала в 1,5 раза. Небольшой конденсатор C3 (10 пФ) предотвращает возбуждение, в то время как C5 (1 мкФ) разделяет контуры на усилителях U1 и U2(NE5532).
Он равен 1 для всего диапазона рабочих частот усилителя.
P1 отвечает за регулировку низких частот. Для высоких частот конденсаторы C9 и C11, являются короткозамкнутыми, так что регулировка с помощью потенциометра не оказывает никакого влияния на этих частотах. Потенциометр отвечает за регулировку высоких частот, а из-за исключения конденсаторов С7 и C13 регулировка не оказывает никакого влияния на низкие частоты.
Сигнал с выхода регулятора частоты поступает через резистор R17 (4,7 k) на потенциометр регулировки громкости P3 (100k) и далее к следующему контуру усиления, а именно U5 (NE5532). Элементы R19(15k) и R21 (33k) настраивают U5 для работы в качестве инвертирующего усилителя с коэффициентом усиления около 2. С выхода U5 сигнал через фильтр R23 (100Р), C21 (1 мкФ) и R25 (100k) попадает на выход предусилителя GP3.
Напряжение питания для операционных усилителей получают с помощью стабилизаторов U3 (78L15) и U4 (79L15), и фильтруется с помощью конденсаторов C15–C16 и C17–C18. Кроме того, питание каждого из четырех операционных усилителей сглаживается с помощью конденсаторов C19–C20 и C23- C26 (100 нФ).
(unknown, скачано: 4 047)
В статье приведена принципиальная схема и печатная плата предварительного усилителя, основным элементом которой является сдвоенный операционный усилитель NE5532. Так же в схеме можно использовать такие, как TL072, OPA2134, CA1458, OP275, LM6172, OPA627, AD826. Данный пред подойдет для использования практически с любым усилителем мощности. Автор применял его с усилителями, собранными на TDA7293 (TDA7294) и LM3886. На борту имеется регулятор громкости. Принципиальная схема предварительного усилителя:
При указанных номиналах резисторов R5 и R6 (22k) коэффициент усиления равен 3, в большинстве случаев этого оказывается вполне достаточно, но это не предел, увеличение номиналов вышеуказанных резисторов до 47 кОм даст усиление в 5 раз, увеличив номинал до 100 кОм усиление будет примерно в 10 раз.
На одной плате со схемой преда смонтирован стабилизированный источник питания, реализован он на IC2 и IC3 (7812/7912).
На момент написания статьи мы нашли на Aliexpress конструктор, один в один повторяющий данную схему предварительного усилителя. Единственная разница заключается в том, что печатная плата с Ali рассчитана на установку диодной сборки DB107 на ток 1 Ампер. Мы же снимали копию платы с применением сборки 2W06 (ток 2А).
Даже с учетом применения разных диодных сборок разница не существенная. Печатная плата формата LAY6:
Фото-вид платы предварительного усилителя на NE5532 формата LAY6:
Плата предварительного усилителя односторонняя, размер 52 х 70 мм.
Внешний вид печатных плат конструктора:
Плата конструктора в сборе:
И еще одно небольшое отличие, в конструкторе вместо лагорифма 50 кОм применен потенциометр с линейной характеристикой номиналом 100 кОм. Комплектующие довольно не плохие, радуют неполярные конденсаторы WIMA, наличие панельки под операционник.
Перечень элементов для повторения схемы предварительного усилителя на NE5532:
Резисторы 0,25W 5%:
R1, R2 – 47k – 2 шт.
R3, R4 – 10k – 2 шт.
R5, R6 – 22k – 2 шт.
R7, R8 – 1k – 2 шт.
Переменные резисторы:
P1 – 2 x 50k – сдвоенный потенциометр с логарифмической зависимостью (можно поставить с линейной) – 1 шт.
C1, C2 – 1mF - пленка или электролит – 2 шт.
C3, C4 – 47mF/25V – электролит – 2 шт.
C5, C6 – 2200mF/25V – электролит – 2 шт.
C7, C8 – 100mF/25V – электролит – 2 шт.
C9, C10 – 100n - пленка или керамика – 2 шт.
IC1 – NE5532 (Tl072, OPA2134, CA1458, OP275, LM6172, OPA627, AD826) – 1 шт.
IC2 – 7812 – (Positiv) интегральный стабилизатор 12 Вольт – 1 шт.
IC3 – 7912 – (Negativ) интегральный стабилизатор 12 Вольт – 1 шт.
B1 – 2W6 (2W01, 2W02, 2W04, 2W08, 2W10) – диодная сборка 2А – 1 шт.
Разъемы 3 Pin (вход, выход, питание) – 3 шт.
В архиве для скачивания находятся схема, исходники, плата в формате LAY6, а так же даташиты на диодные сборки линеек DB101. 107 и 2W005. 2W10. Размер файла – 1 Mb.
На плате установлены ОУ NE5532P
Так же на плате расположены цепи стабилизации питания (L7812 и L7912) и выпрямитель.
Можно подавать переменное напряжение с трансформатора для питания
платы.
Принципиальная схема регулятора похожа на эту
Отличаются номиналы некоторых резисторов и отсутствие некоторых проходных
конденсаторов.
Теперь самое главное - тесты.
Тестировал на этой карте
Creative Sound Blaster X-Fi Titanium PRO с небольшой доработкой - полностью за экранирована обратная сторона печатной платы, заменён выходной ОУ на OPA2134, все конденсаторы по питанию шунтированы керамикой.
АЧХ (розовым цветом - со входа на выход миную темброблок, синим цветом
- через темброблок - все регуляторы тембра в среднем положении)
Виден небольшой подъём на на низких частотах (ниже 200Гц) и завал на
высоких (выше 6кГц)
Регуляторы НЧ в крайних положениях
Регуляторы СЧ в крайних положениях
Регуляторы ВЧ в крайних положениях
Зависимость КНИ от частоты (правый канал идёт минуя темброблок,
розовый цвет на графике)
Темброблок не инвертирует фазу сигнала (правый канал идёт минуя темброблок,
розовый цвет на графике)
Довольно средний по качеству блок, для домашних поделок пойдёт если устраивает КНИ.
Ставить в планируемый усилить вряд ли буду из за высоких
гармонических искажений. Буду разводить плату сам, и собирать темброблок.
Надеюсь инфа была полезна.
Планирую купить +16 Добавить в избранное Обзор понравился +36 +60
Пост дня
В играх, соцсетях и т.п., которые были добыты незаконным путём, то есть взломаны или украдены. Безусловно, что такое брут, как он работает, понять довольно сложно, но мы с вами попытаемся это сделать. Но для начала.
Приветствую, собирал тембро блок на ne5532 по этой схеме
но он так и не заработал!
Хочу собрать вот по этой схеме, скажите какой лучше?
В чем заключается это* не заработал*. Лучше конечно по второй схеме, поскольку там тонкомпенсированный регулятор громкости.
сколько я его не мучил так он и не заработал!
а вот по второй схеме может кто проверить печатку? я посмотрел и не нашел на схеме резисторов 116 и 216, а 111 и 211 вообще не там где на схеме! такое ощущение что схема не совпадает с печаткой
У нас на форуме есть где то тема, по данному предусилителю, именно по второй схеме. Работает вроде у людей. Может микросхему неправильно впаял или печатку зеркалил , а не надо было?
вторую схему еще не собирал! касяк в печатке какой то походу, пока не разберусь не буду травить печатку!
надо поискать!
zem, Я вам скинул рабочую принципиальную схему предварительного с темброблоком и рабочая печатка.Резисторы 116 и 216 не ставятся
Схема нижняя приведенная вами в посте№1
Повторюсь---если собрано все правильно то работает без танцев с бубном и довольно таки не плохо.
самоделкин, ну как правильная если смотреть по схеме то резисторы 111 и 211 идут от 7 и 1 ноги микросхемы U2, а на печатке от микросхемы U1! как так.
zem, А головой если чуть подумать почему на печатке так.
Это не ошибка и не опечатка
Можешь намалевать свою
Изучаем работу операционного усилителя на примере NE5532
Операционный усилитель — это интегральная схема, предназначенная для усиления слабого сигнала. Операционные усилители часто используются в различных аудио-устройствах. Например, если вы решите спаять усилитель для высокоомных наушников, вам наверняка понадобится операционный усилитель. Звучит, как что-то полезное. Так давайте же разберемся, как работать с этим хозяйством, на примере конкретного чипа NE5532.
Рассмотрим такую задачу. Допустим, мы хотим сделать микрофон, чтобы его можно было подключить прямо к компьютеру и записывать с него звук, например, в Audacity. Популярным и дешевым видом микрофона является электретный микрофон. Типичная схема его подключения выглядит как-то так:
Обратите внимание, что у электретного микрофона есть полярность. Определить, где у микрофона минус, обычно не сложно. Если перевернуть микрофон контактами кверху, то со стороны минуса у него будут видны дорожки, идущие к корпусу. Впрочем, мне попадались электретные микрофоны и без таких дорожек. В этом случае лучше свериться с даташитом.
Так что же происходит на приведенной схеме? Будучи соединенным последовательно с резистором, как показано на верхней части схемы, электретный микрофон создает колебания напряжения в точке между собой и резистором. Колебания эти соответствуют окружающему звуку. Однако есть проблема, и даже несколько.
Для начала, у напряжения в точке между микрофон и резистором есть две составляющие — постоянная и переменная. Из них нам интересна только переменная составляющая, значит, постоянную нужно как-то отрезать. Именно для этого в схеме и используется конденсатор C2, подтянутый к земле через резистор R3. Как вам может быть известно, конденсаторы пропускают через себя переменную часть сигнала, отрезая постоянную, а это именно то, что нам нужно. Резистор R3 нужен для того, чтобы результирующий сигнал колебался вокруг строго определенной точки 0 В. Таким образом, на выходе mic мы получим интересующий нас сигнал с отрезанной постоянной составляющей.
Другая проблема заключается в том, что получившийся сигнал очень слаб, всего лишь +/- 20 мВ или около того. Тут-то в дело и вступают операционные усилители. Для наглядности я забегу немного вперед и приведу следующую картинку, полученную при помощи осциллографа Rigol DS1054Z:
Здесь желтый сигнал, которого почти не видно — это исходный сигнал, полученный от электретного микрофона. Синий сигнал — это он же, но усиленный с помощью операционного усилителя. На глаз коэффициент усиления можно оценить, как 1:100.
Итак, существует две типичные схемы использования операционного усилителя:
Важно! Несмотря на то, что операционный усилитель обозначается на схемах так же, как компаратор, это два разных компонента, которые не следует путать. Операционный усилитель может быть использован в качестве не очень хорошего компаратора, но обычно вы не должны этого хотеть. Чтобы окончательно всех запутать, этот же символ используется для обозначения и других интегральных схем. Например, LM386 является аудио-усилителем класса AB. Но на схемах он может быть изображен тем же символом, что и операционный усилитель. Понять, какой компонент используется на самом деле, можно по подписанному рядом названию чипа.
Коэффициент усиления сигнала в первой схеме можно примерно посчитать, как - RB / RA . Обратите внимание на знак минус в формуле. Он означает, что сигнал на выходе будет инвертирован. Соответственно, такое включение операционного усилителя называется инвертирующим. Недостатком схемы является довольно низкий входной импеданс.
По этой причине в большинстве случаев предпочтительнее использовать неинвертирующее включение операционного усилителя, изображенное на второй схеме. Коэффициент усиления этой схемы можно приблизительно вычислить по формуле 1 + RB / RA . В этом проекте мы воспользуемся неинвертирующим включением.
Взглянем на распиновку NE5532:
Как видите, чип содержит в себе два операционных усилителя, из которых в этом проекте нам понадобится только один. Для снижения энергопотребления и повышения стабильности работы чипа неиспользуемый операционный усилитель следует подключать образом, изображенным на следующей картинке справа:
Оставшийся же усилитель был подключен по обычной неинвертирующей схеме. Единственное отличие здесь заключается в том, что RB был заменен на подстроечный резистор для возможности регулирования коэффициента усиления.
Хорошо, как пользоваться операционным усилителем мы разобрались. Но что это еще за отрицательные 5 В, необходимые для его работы? Отрицательное напряжение — это вообще как, и откуда мы его возьмем? В действительности, все не так страшно, как может показаться на первый взгляд. Напряжение зависит от выбранной точки отсчета. Например, мы можем сказать, что 3 В от источника питания в нашей цепи будут считаться за 0 В. Тогда 6 В превратятся в 3 В относительно нового нуля, а 0 В, соответственно, в -3 В.
Путь заключается в использовании специальной микросхемы для инвертирования напряжения под названием ICL7660:
Принцип действия этого чипа не сложен для понимания и основывается на переключающихся конденсаторах. Подробности можно найти в даташите [PDF] на рисунке 13. Интересно, что ICL7660 можно использовать не только как инвертор напряжения, но и как удвоитель. А при использовании нескольких чипов напряжение можно умножить на 4 или 8. Следует однако учесть, что при использовании ICL7660 в качестве удвоителя рекомендуемая производителем схема подключения отличается от приведенной выше.
Поскольку мы работает со звуком, лишние шумы нам ни к чему. А ICL7660 показал себя как достаточно шумный источник напряжения, по крайней мере, на макетной плате. Поэтому я решил также добавить в схему два линейных регулятора напряжения — LM7805 для положительного напряжения и аналогичный ему LM7905 для отрицательного:
Регуляторы напряжения хороши еще тем, что позволяет питать схему напряжением из некого диапазона, а не фиксированным.
Остался последний штрих, а именно — добавить в схему разъем 3.5 mm jack:
Заметьте, что выход операционного усилителя идет через конденсатор. Так сделано по той причине, что вход для микрофона компьютера на левом и правом канале имеет какое-то постоянное напряжение, и нам нужно от него отгородиться.
Окончательный вид устройства, спаянного на макетке:
Должен сказать, что качество звука меня приятно удивило. Нет, до профессионального конденсаторного микрофона, конечно же, еще очень далеко. Но какой-либо фоновый писк, треск или иные артефакты, которых я ожидал, совершенно отсутствуют. Если говорить исключительно о передаче голоса, то устройство даст огромную фору многим USB-гарнитурам. Учитывая, что себестоимость проекта составляет что-то близкое к 2-3$, это действительно поразительно.
Полную версию проекта для KiCad вы найдете в этом Git-репозитории.
А доводилось ли вам паять что-то связанное со звуком, и если да, то что именно?
Дополнение: Пример использования операционного усилителя в роли повторителя напряжения и создания с его помощью ЦАП вы найдете в посте Генерация синусоидального сигнала, а следовательно и звука, на FPGA. Схема peak detector приводится в статье Самодельный интерфейс для работы в цифровых видах связи. Также вас могут заинтересовать статьи Активные фильтры: теория и практика и Генератор с мостом Вина на NE5532.
Характеристики микросхемы NE5532 которые указаны в datasheet (они в конце статьи) говорят что это сдвоенный, высокопроизводительный, операционный усилитель. По сравнению с большинством аналогичных микросхем, таких как 1458, он демонстрирует лучшие шумовые показатели и значительно более широкую полосу пропускания слабого сигнала. Это позволяет использовать устройство в высококачественном и профессиональном звуковом оборудовании, контрольно-измерительных схемах и усилителях телефонных сигналов.
Цоколевка
Микросхема NE5532 может выпускаться как в корпусе DIP8, так и в SOP8, в них и разберём цоколевку выводов. В обеих исполнениях она будет аналогична::
- Выход усилителя номер 1;
- Инверсный вход усилителя 1;
- Обычный вход усилителя 1;
- Земля;
- Обычный вход усилителя 2;
- Инверсный вход усилителя 2;
- Выход усилителя номер 2;
- Питание.
Технические характеристики
Начнём знакомство с техническими характеристиками микросхемы NE5532 с рассмотрения предельно допустимых параметров устройства:
- максимально допустимое напряжение питания V = ±22 В;
- дифференциальное входное напряжение V (DIF) = ±13 В;
- наибольшее возможное входное напряжение V in = ±22 В;
- предельная мощность рассеивания (температура воздуха 25 О С):
- в корпусе DOP8: PD = 1 100 мВт;
- в корпусе SOP8: PD = 500 мВт;
Знание этих параметров важно при проектировании новых электронных устройств. Если их значения выйдут за пределы нормы, устройство может выйти из строя.
Максимальное тепловое сопротивление кристалл-окружающая среда, для микросхемы в корпусе DIP8 – 110 О С/Вт, а в SOP8 – 250 О С/Вт.
Схема микрофонного предусилителя на NE5532
Представляем схему микрофонного предусилителя, которая используется для подключения электретного микрофона. Коэффициент усиления данной конструкции 30 дБ. Чтобы иметь возможность регулировать усиление, нужно вместо R4 поставить переменный резистор на 470К. В таком случае можно будет регулировать усиление в диапазоне от 10 до 45 дБ.
![Схема микрофонного предусилителя]()
Аналоги
Существуют микросхемы, которые идентичны как по расположению выводов, так и по техническим характеристикам. Перечислим эти аналоги для NE5532:
Можно также найти устройства, которые похожи, но могут незначительно отличаться:
Отечественной замены для него не существует.
Производители
Перечислим крупнейших производителей микросхемы NE5532 и их datasheet:
В отечественных магазинах чаще всего продаётся продукция Texas Instruments. Кроме самой микросхемы можно приобрести готовый усилитель, собранный на базе NE5532.
Согласно данным из datasheet, NE5532 (SA5532) представляют собой сдвоенный маломощный биполярный операционник (ОУ) с двуполярным питанием. В сравнении с аналогичными изделиями, вроде NE1458, характеризуется небольшим уровнем шумов, высокой полосой пропускания и большим коэффициентом усиления. Оснащена защитными диодами на входе и схемой от короткого замыкания на выходе. Широко применяется в качестве предусилителя в высококачественном аудиоборудовании и телефонии.
Цоколевка
Как и большинство микросхем, ne5532 выпускается в стандартных пластиковых корпусах для дырочного или поверхностного монтажа на плату. Соответственно DIP или SO (SOIC). В большинстве случаев имеет восемь металлических выводов, но иногда встречаются и шестнадцатипиновые экземпляры. В последнем случае часть контактов не используется. Цоколевка представлена на рисунке.
![Цоколевка NE5532 (SA5532)]()
Таким образом идентичные по характеристикам NE5532P от Texas Instruments и NE5532N (On Semiconductor) имеют одинаковые DIP-корпуса, но обозначаются по разному. Другие символы в маркировке, в большинстве случаев, уже никак не влияют на внешний вид, но все же подчёркивают отдельные технические характеристики микросхемы.
Технические характеристики
Согласно технических характеристик NE5532 является почти полностью биполярной, за исключением одного полевого транзистора в генераторе смещения. Сигнальный тракт включает два последовательных диффкаскада, каскада усиления по напряжению и двухтактного повторителя с защитой от перегрузки по току. Внутри так же есть четыре компенсационных конденсатора. Приведём значения предельно допустимых (максимальных) параметров .
Максимальные параметры
Максимальные значения параметров микросхемы NE5532:
- напряжение питания (VS) до ± 22 В;
- дифференциальное напряжение на входе (VDIFF) до ± 0,5 В;
- входной ток (IIN) до 10 мА;
- рабочая температура кристалла (TJ) до + 150 o C.
Максимальная рассеиваемая мощность (PD) и тепловое сопротивление ограничены характеристиками корпуса, в котором размещена микросхема. Их значения можно рассчитать по методике приведённой в стандарте JESD 51-7.
Все приведённые величины напряжений относятся к средней точке (между Vcc+ и Vcc-), т.е. для двуполярного питания. Защитные диоды на входе микросхемы ограничивают входное диффнапряжение до 0,6 В. Максимальный ток не должен превышать 10 мА.
Рекомендуемые условия эксплуатации
Стабильная работа ne5532 на максимальных значениях параметров невозможна. Они приводится производителями в техническом описании лишь для отражения предельных возможностей микросхемы. Например, даже кратковременная работа кристалла при температуре +150 o C может привести к перегреву и выходу устройства из строя. Поэтому в даташит также приводятся рекомендуемые условия эксплуатации.
![Электрические параметры NE5532 на русском]()
Рекомендуемое производителем напряжение питания составляет от ±5 до ±15 В. Рабочая температура не должна превышать (TJ) до + 70 o C. Ниже приведем основные электрические характеристики.
Аналоги
Полный аналог NE5532 найти не сложно, в настоящее время их достаточно много. Например, таковыми являются следующие микросхемы и их модификации: AD823, AD712, LM833, OP275, RC4558. Иногда в поисках замены радиолюбители стремятся улучшить качество звучания. В этих целях в качестве альтернативы можно рассмотреть более современные ОУ: AD826, LM6172, LT1364, LM4562, THS4061.
Отечественных аналогов у NE5532 не существует.
Производители
Читайте также:
