Усилитель для головных телефонов с сопротивлением около 100 Ом можно выполнить всего на двух логических КМОП микро­схемах с минимумом дополнительных деталей. Качество звуча­ния, достигаемое с такими усилителями, автор оценивает как достаточно высокое.

Усилителям для головных телефонов (далее УГТ) уделяется немного вни­мания на страницах радиолюбитель­ской литературы. Их подключение счи­тается тривиальной задачей. В усили­телях мощности звуковой частоты они, как правило, подключаются к выходам вместо акустической системы (АС) че­рез специальный делитель или гасящий резистор. При этом сигнал проходит весь тракт усиления, отнюдь не опти­мальный для усиления мощности до сотни милливатт. В проигрывателях компакт-дисков или кассетных деках, как правило, используют недорогие ми­кросхемы, охваченные общей ООС. Это обычно и заметно на слух в сравнении с высококачественными усилителями на дискретных элементах.

УГТ может иметь значительно более "короткий" тракт, состоящий только лишь из одного каскада усиления; при этом головной телефон подключа­ется к его выходу непосредственно без гасящего резистора, что улучшает его демпфирование.

На рис. 1 изображена схема УГТ, а котором использованы соединенные параллельно логические элементы 2И-НЕ и 2ИЛИ-НЕ микросхем КМОП (DD1 и DD2). В элементе 2И-НЕ есть четыре КМОП транзистора, два из которых со­единены параллельно (в верхнем плече), а два других — последовательно (в ниж­нем плече). В элементе 2ИЛИ-НЕсоединения транзисторов в плечах выполнены наоборот (рис. 2). Если соединить па­раллельно элементы 2ИЛИ НЕ и 2И-НЕ, охватив их цепью обратной связи, то по­лучится симметричный двухтактный уси­лительный каскад. В его нижнем плече будут включены параллельно два тран­зистора с каналом n-типа, а в верхнем — два с каналом р-типа (в этом случае ток через плечо, где транзисторы соедине­ны последовательно, очень незначи­тельный). В описываемом УГТ в каждом канале усиления использовано по два элемента 2И-НЕ и два 2ИЛИ-НЕ, в ре­зультате в каждом плече мы имеем по четыре соединенных параллельно тран­зистора, что обеспечивает приемлемую нагрузочную способность устройства.

Схема усилителя получается про­стой. Он работает устойчиво, без воз­буждения и при правильном монтаже в налаживании практически не нуждает­ся Коэффициент усиления устройства задается соотношением сопротивле­ний резисторов R2 и R3 (в данном слу­чае он равен 3). Входное сопротивле­ние этого усилителя практически равно сопротивлению резистора R2, и это следует учитывать в отношении выход­ного сопротивления источника сигнала.

Разделительные конденсаторы С1 и С2 отделяют входы усилительных каскадов левого и правого каналов по постоянной составляющей, а кон­денсаторы СЗ и С4 — выходы от го­ловных телефонов. Разделительные конденсаторы ограничивают снизу полосу пропуска­ния, а также вводят свои нелинейные искажения из-за процессов абсорб­ции в диэлектрике. Используя двухполярное питание микросхем, возмож­но исключить все разделительные конденсаторы (С1—С4 на рис. 1). Вы­прямитель сетевого БП для такого ва­рианта питания можно собрать по схеме, изображенной на рис. 3.

В этих усилителях необходимо при­менять стабилизированный источник питания, так как их чувствительность к пульсациям относительно высока. Для микросхем КМОП серии 4000В до­пустимо напряжение питания не более 18 В; для серии К561 оно ограничено 15 В. Нужно иметь в виду, что большему напряжению питания микросхем соот­ветствует и большее значение сквозного тока (тока покоя в линейном режиме). С учетом этой особенности и выбирают интегральные стабилизаторы. Транс­форматор питания должен обеспечивать выпрямленное напряжение на несколько вольт больше снимаемого с выхода ста­билизатора DA1 при токе не менее 0,3 А.

Для обоих вариантов УГТ печатная плата не разрабатывалась; они были собраны на макетной плате. Микросхе­мы 4011 и 4001 можно заменить рос­сийскими: соответственно К561ЛА7 и К561ЛЕ5 либо К176ЛА7 и К176ЛЕ5, учитывая особенности их питания. Обе "комплементарные" микросхемы мон­тируют в два слоя (корпус к корпусу), спаивая вместе соответствующие вы­воды. Другие детали смонтированы на обратной стороне платы, а сама плата установлена в корпусе так, чтобы мик­росхемы были плотно прижаты к одной из стенок (при монтаже полезно ис­пользовать теплопроводящую пасту), что обеспечивает дополнительный от­вод тепла. Микросхему стабилизатора напряжения лучше закрепить на тепло- отводе площадью не менее 20 см2.

При первом включении усилителя нужно проверить потребляемый ток; при напряжении 15 В он не должен пре­вышать 100 мА. Затем нужно убедиться в том, что постоянное напряжение на вы­ходе равно половине напряжения пита­ния (в УГТ по схеме на рис. 3 оно близко к нулю относительно общего провода).

Оба УГТ обеспечивают выходную мощность около 150 мВт на нагрузке 120 Ом. При этом значении мощности на выходе УГТ уровень гармонических искажений синусоидального сигнала с частотой 1 кГц относительно высок — около 0,45 % (гармоники низкого по­рядка). Тем не менее насколько замет­но выигрывают эти простые усилители при сравнении их с УГТ в проигрывате­лях компакт-дисков и магнитофонных деках, сможет оценить каждый повто­ривший такой усилитель. По мнению автора, разница существенная.

Прежде чем пользоваться УГТ, со­бранным по схеме на рис. 3, нужно убе­диться в отсутствии постоянной состав­ляющей напряжения на выходах источ­ника сигнала, иначе придется ввести разделительные конденсаторы на вхо­де усилителя.

Подключение низкоомных (менее 80 Ом) головных телефонов к описан­ному усилителю возможно через токоограничивающие резисторы сопротив­лением 100 Ом.