Danas ćemo razgledati jedno audio pojačalo iz dječjeg kompleta koji je uključivao električnu gitaru i mikrofon. Radi se o generičkom kineskom proizvodu iz 2005. godine.
Pojačalo ima ulazne priključnice za spajanje električne gitare i mikrofona te potenciometar za glasnoću u kombinaciji sa sklopkom napajanja. Osim toga, pojačalo je opremljeno i jednostavnim svjetlosnim efektom sa dvije treptajuće LED diode.
Pojačalo se bazira na dobro poznatom integriranom krugu LM386. Ovo integrirano pojačalo u AB-klasi može raditi na širokom rasponu napajanja 4-12 V (neke inačice se mogu napajati i do 18 V), a izlazna snaga ovisno o napajanju i impedanciji zvučnika teoretski ide i do 1,2 W. U našem slučaju napajanje je 6 V, zvučnik je impedancije 8 Ω, pa možemo očekivati maksimalnu snagu od oko 0,3 W. Čip LM386 se inače počeo proizvoditi 1977. godine te je još danas u širokoj upotrebi za realizaciju audio pojačala male snage (tipično do 0,5 W) kod različitih elektroničkih uređaja. To svakako nije čip za postizanje visoke Hi-Fi kvalitete zvuka, no ako se pretjerano ne opterećuje distorzija ne prelazi 0,2% (6 V, 8 Ω, 125 mW) tako da može poslužiti kao dobro pojačalo za slušalice ili manji zvučnik.
Osim integriranog pojačala LM386 na našoj pločici smo izbrojali još 6 tranzistora pa smo iz čiste znatiželje nacrtali kompletnu elektroničku shemu.
Dva audio ulaza (za gitaru i mikrofon) dobivaju istosmjerno napajanje cca 2,5 V preko otpornika R16,
R26, R21 i R23. To znači da se na ulaze spaja „electret“ mikrofon kojem je potrebno vanjsko napajanje jer je isti kombinacija kondenzatorskog mikrofona i tranzistorskog FET pojačala u jednoj kapsuli. Možemo pretpostaviti da je u ručni mikrofon jednako kao i gitarski „pickup“ zapravo bio ugrađen jeftini electret mikrofon. Gitara i mikrofon mogu raditi zajedno jer se oba audio signala spajaju (miksaju) i odvajaju od istosmjernog napajanja preko kondenzatora C11 i C11a. Tranzistor T6 radi kako mikrofonsko pretpojačalo.
Između pinova 1 i 8 integriranog pojačala LM386 je kondenzator 10 µF što znači da je pojačanje maksimalno i iznosi 200 puta. Kondenzator C6 sprječava DC pomak (ofset) ulaznih audio signala, kondenzator C5 filtrira šumove i druge izmjenične smetnje iz napona napajanja, a Zobel filtar C8/R8 sprječava da pojačalo uđe u samoosciliranje. Izlazni vezni kondenzator od 220 µF može propuštati frekvencije iznad cca 100 Hz, a ako se želi propustiti više basova trebalo bi staviti kondenzator većeg kapaciteta (1000 µF). Testom smo našli da ovo pojačalo propušta frekvencijski opseg 100 Hz – 10 kHz.
Osim na zvučnik, izlazni signal iz pojačala vodi se na posebni sklop za svjetlosni efekt. Signal se frekvencijski filtrira i pojačava preko tranzistora T2. Nakon toga se signal ispravlja, te ispravljeni napon služi za okidanje tranzistorske sklopke sa T3 i T1 (Sziklai tranzistorki par). Ova sklopka pak pušta napon na astabilni multivibrator sa T4 i T5 na čijem izlazu su LED diode. Tako će se LED početi naizmjenično paliti i gasiti (treptati) frekvencijom koja je određena RC konstantom astabila i to samo onda kada tranzistorska sklopka pusti napajanje na astabil.
Ovo bi trebalo funkcionirati tako da LED naizmjenično trepću samo onda kada na izlazu iz pojačala ima audio signala (određene amplitude i frekvencijskog opsega). U našem pak slučaju LED trepću stalno bez obzira na prisutnost audio signala. Odvojili smo i ulazni kondenzator 1 µF no LED i dalje nesmetano trepću. Moguće da je neki od tranzistora (T1, T2, T3) u kratkom spoju ili odnekud dobiva stalni prednapon, no ovdje sada nećemo petljati po toj sićušnoj SMD elektronici kako bi otkrili uzrok kvara.
Naše pojačalo za gitaru je napravljeno jeftino kako je i za očekivati od jeftinih igračaka iz Kine. Pa ipak, kada pogledamo elektroničku shemu, sklop za jednostavni svjetlosni efekt sa LED diodama sadrži više elektronike od samog pojačala. Bilo bi bolje da se umjesto tog dijela elektronike uložilo u bolje pojačalo ili da se umjesto svjetlosnog ugradi neki zvučni efekt karakterističan za gitarska pojačala (Reverb, Delay, Over Drive, EQ i slično).
Naravno, ovo je igračka dizajnirana za djecu i nitko ne očekuje da se neko dijete na toj igračci naučiti svirati gitaru niti se očekuje da takva gitara proizvodi ispravne tonove. Igračka mora biti što zabavnija i privlačnija za djecu, a to onda svakako uključuje i bliješteće svjetlosne efekte. Neki dizajner je dobio zadatak osmisliti što jeftiniju garnituru sa električnom gitarom i mikrofonom, da bude jednako privlačna roditeljima za kupnju i djeci kao predmet želja. Neki profesionalni elektroničar je dobio zadatak da konstruira što jeftiniji elektronički sklop pojačala sa veselim svjetlosnim efektom. Čini se da je u tome i uspio 🙂
