Несколько месяцев назад постоянный автор раздела Конструкторские идеи Ник Корнфорд продемонстрировал нам несколько интересных схем, использующих аудиоусилитель TDA7052A в качестве мощного генератора. Его конструкции также демонстрируют полезность удобного входа управления усилением микросхемы 7052 (регулировка по антилогарифмическому закону):

«Усилители мощности, которые генерируют колебания – преднамеренно. Часть 1 – Простое начало» [1].

«Усилители мощности, которые генерируют колебания – преднамеренно. Часть 2 – Хитроумное заключение» [2].

В конце концов, соблазн попробовать использовать этот хитрый чип в похожей (в некотором роде) области стал непреодолимым. И вот она. См. Рисунок 1.

Рисунок 1.	Обратная связь усилителя A2 и антилогарифмическая регулировка усиления Vcon микросхемы TDA7052A создают ГУН с выходной мощностью около 300 мВт с линейной зависимостью высоты тона и диапазоном 5 октав. Более или менее…

5-вольтовые прямоугольные импульсы с выхода компаратора A2, связанного по переменному току конденсатором C1 с цепочкой R1C2, интегрируются ею для получения (приблизительно) треугольных импульсов на выводе 2 микросхемы A1. Эти импульсы усиливаются микросхемой A1 с коэффициентом усиления от 0 до 30 дБ (от 1 до 32) в соответствии с сигналом на входе управления усилением Vcon, чтобы на выводах 5 и 8 стать комплементарными сигналами управления динамиком.

Компаратор А2 сравнивает сигналы, идущие на динамик, со своими собственными 5-вольтовым прямоугольными импульсами, чтобы замкнуть петлю обратной связи, управляемую колебаниями. Эти 5-вольтовые прямоугольные импульсы суммируются с инвертированным выходным сигналом усилителя A1 (вывод 8) размахом 1.7 В, уменьшаются вдвое делителем R2R3, а затем сравниваются с неинвертированным выходным сигналом A1 (вывод 5) с пиковом значением 1.7 В. В результате А2 переключается на пиках треугольных импульсов, когда их уровень достигает 1.7 В. Это приводит к тому, что наклон треугольного сигнала быстро изменяется на противоположный. Этот процесс схематически иллюстрируется Рисунком 2.

Рисунок 2.	Сигналы на неинвертирующем (красный) и инвертирующем (зеленый) входах компаратора A2.

Это приводит к (довольно) точной стабилизации амплитуды треугольных импульсов на постоянном уровне 1.7 В п-п. Но как это позволяет V_C управлять частотой колебаний?

Вот как.

Наклон пилы на входе 2 микросхемы A1 фиксирован и составляет 2.5 В/(R1C2), или 340 В/с. Следовательно, наклоны треугольных импульсов на выходах 5 и 8 микросхемы A1 равны ±G_A1 × 340 В/с, где G_A1 – коэффициент усиления A1. Это означает, что время, необходимое в каждом полупериоде для нарастания этих сигналов до уровня 1.7 В, равно

Таким образом, полное время цикла равно

что дает частоту колебаний F = 100 Гц × G_A1.

Усиление микросхемы A1 регулируется входным напряжением V_C, которое может изменяться от 0 до 2 В. Вход Vcon микросхемы (вывод 4) внутренне смещен к 1 В резистором с эквивалентным сопротивлением 14 кОм, как показано на Рисунке 3.

Рисунок 3.	Резистор R4 вместе с внутренним 14-килоомным резистором на входе Vcon образуют делитель напряжения 5:1, преобразуя диапазон напряжений от 0 до 2 В в диапазон от 0.8 до 1.2 В.

Резистор R4 участвует в этом процессе, обеспечивая деление напряжения в соотношении 5:1, которое преобразует рекомендуемый диапазон напряжений V_C от 0 до 2 В в диапазон от 0.8 до 1.2 В на выводе 4. На Рисунке 4 показано, как это преобразуется в диапазон усилений от 0 дБ до 30 дБ.

Рисунок 4.	Сигнал от 0 до 2 В на входе VC по антилогарифмическому закону программирует усиление микросхемы A1 от 1 до 32, и F = 100 Гц·GA1 = 100 Гц·(5.66Vc) = 100…3200 Гц.

Полученные сбалансированные треугольные выходные импульсы позволяют получить достаточно громкий звук порядка 300 мВт на нагрузке 8 Ом, не имеющий неприятных хрипов. Конечно, простой реостат сопротивлением порядка 50 Ом, включенный последовательно с выводом динамика, сделает его более подходящим для помещений, чувствительных к шуму.

Между тем, обратите внимание, что в техническом описании микросхемы 7052 нет никаких обещаний относительно компенсации температурного коэффициента или каких-либо других мер, обеспечивающих точное программирование усиления. И мне тоже нечего сказать по этому поводу. Таким образом, полезность Рисунка 1 в высокоточных приложениях (например, для синтеза музыки) определенно сомнительна.

На всякий случай, если кому-то интересно: резистор R5 был добавлен позже, чтобы создать между выходом и входом петлю инвертирующей обратной связи по постоянному напряжению для стимулирования первоначального запуска колебаний. Это гораздо предпочтительнее, чем оглушительная (и сбивающая с толку) тишина.

---

1. Datasheet Microchip MCP602x
2. Datasheet NXP TDA7052A