В этой статье мы поговорим об усилителях. Они же УНЧ (усилители низкой частоты), они же УМЗЧ (усилители мощности звуковой частоты). Эти устройства могут быть выполнены как на транзисторах, так и на микросхемах. Хотя некоторые радиолюбители, отдавая дань моде на винтаж, делают их по старинке - на лампах. Здесь советуем посмотреть . Особое внимание начинающих хочу обратить на микросхемы автомобильных усилителей с 12-ти вольтовым питанием. Используя их можно получить довольно качественный звук на выходе, причем для сборки практически достаточно знаний школьного курса физики. Порой из обвеса, или говоря другими словами, тех деталей на схеме, без которых микросхема не будет работать, на схеме бывает буквально 5 штук. Одна из подобных, усилитель на микросхеме TDA1557Q приведена на рисунке:
Такой усилитель в свое время был собран мною, пользуюсь уже несколько лет им вместе с советской акустикой 8 Ом 8 Вт, совместно с компьютером. Качество звучания намного выше, чем у китайских пластмассовых колонок. Правда, чтобы почувствовать существенную разницу, мне пришлось купить звуковую карту creative, на встроенном звуке разница была незначительная.
Усилитель можно собрать навесным монтажом
Также усилитель можно собрать навесным монтажом, прямо на выводах деталей, но я бы не советовал собирать этим методом. Лучше потратить немного больше времени, найти разведенную печатную плату (или развести самому), перенести рисунок на текстолит, протравить его и получить в итоге усилитель, который будет работать много лет. Обо всех эти технологиях многократно рассказано в интернете, поэтому более подробно останавливаться на них не буду.
Усилитель прикрепленный к радиатору
Сразу скажу, что микросхемы усилителей при работе сильно нагреваются и их необходимо крепить, нанеся термопасту на радиатор. Тем же, кто хочет просто собрать один усилитель и нет времени или желания изучать программы по разводке печатных плат, технологии ЛУТ и травление, могу предложить использовать специальные макетные платы с отверстиями под пайку. Одна из них изображена на фото ниже:
Как видно на фото, соединения осуществляются не дорожками на печатной плате, как в случае с печатным монтажом, а гибкими проводками, подпаиваемыми к контактам на плате. Единственной проблемой при сборке таких усилителей, является источник питания, выдающий напряжение 12-16 вольт, при токе потребления усилителем до 5 ампер. Разумеется, такой трансформатор (на 5 ампер) будет иметь немаленькие размеры, поэтому некоторые пользуются импульсными источниками питания.
Трансформатор для усилителя - фото
У многих, думаю, дома есть блоки питания компьютеров, которые сейчас морально устарели, и больше не используются в составе системных блоков, так вот такие блоки питания способны выдавать по цепям +12 вольт, токи намного большие чем 4 ампера. Конечно, такое питание среди ценителей звучания считается худшим, чем стандартное трансформаторное, но я подключал импульсный блок питания для питания своего усилителя, после сменил его на трансформаторный - разница в звучании можно сказать незаметна.
После выхода с трансформатора, разумеется, нужно поставить для выпрямления тока диодный мост, который должен быть рассчитан на работу с большими токами, потребляемыми усилителем.
После диодного моста идет фильтр на электролитическом конденсаторе, который должен быть рассчитан на заметно большее напряжение, чем у нас в схеме. Например, если у нас в схеме питание 16 вольт, конденсатор должен быть на 25 вольт. Причем этот конденсатор должен быть как можно большей емкости, у меня стоят подключенные параллельно 2 конденсатора по 2200 мкф, и это не предел. Параллельно питанию (шунтируем) нужно подключить керамический конденсатор емкостью 100 нф. У усилителя на входе ставят пленочные разделительные конденсаторы емкостью от 0,22 до 1 мкф.
Пленочные конденсаторы
Подключение сигнала к усилителю, с целью снизить уровень наводимых помех, должно осуществляться экранированным кабелем, для этих целей удобно пользоваться кабелем Джек 3.5 - 2 Тюльпана, с соответствующими гнездами на усилителе.
Кабель джек 3.5 - 2 тюльпана
Регулировку уровня сигнала (громкости на усилителе) осуществляют с помощью потенциометра, если усилитель стерео, то сдвоенного. Схема подключения переменного резистора показана на рисунке ниже:
Разумеется усилители могут быть выполнены и на транзисторах, при этом питание, подключение и регулировка громкости в них применяются точно так же, как и в усилителях на микросхемах. Рассмотрим, к примеру, схему усилителя на одном транзисторе:
Здесь также стоит разделительный конденсатор, и минус сигнала соединяется с минусом питания. Ниже приведена схема двухтактного усилителя мощности на двух транзисторах:
Следующая схема также на двух транзисторах, но собранная из двух каскадов. Действительно, если присмотреться, она состоит как-бы из 2 почти одинаковых частей. В первый каскад у нас входят: С1, R1, R2, V1. Во второй каскад C2, R3, V2, и нагрузка наушники В1.
Двухкаскадный усилитель на транзисторах - схема
Если же мы хотим сделать стерео усилитель, нам нужно будет собрать два одинаковых канала. Точно также мы можем, собрав две схемы любого моно усилителя, превратить его в стерео. Ниже приведена схема трехкаскадного усилителя мощности на транзисторах:
Трехкаскадный усилитель на транзисторах - схема
Схемы усилителей также различаются по напряжению питания, некоторым достаточно для работы 3-5 вольт, другим необходимо 20 и выше. Для работы некоторых усилителей требуется двуполярное питание. Ниже приведены 2 схемы усилителя на микросхеме TDA2822 , первая стерео подключение:
На схеме в виде резисторов RL обозначены подключения динамиков. Усилитель нормально работает от напряжения в 4 вольта. На следующем рисунке изображена схема мостового включения, в ней используется один динамик, зато она выдает большую мощность, чем в стерео варианте:
На следующем рисунке изображены схемы усилителя на , обе схемы взяты из даташита. Питание 18 вольт, мощность 14 Ватт:
Акустика, подключаемая к усилителю, может иметь разное сопротивление, чаще всего это 4-8 Ом, иногда встречаются динамики с сопротивлением 16 Ом. Узнать сопротивление динамика, можно перевернув его тыльной стороной к себе, там обычно пишется номинальная мощность и сопротивление динамика. В нашем случае это 8 Ом, 15 Ватт.
Если же динамик находится внутри колонки и посмотреть, что на нем написано, нет возможности, тогда динамик можно прозвонить тестером в режиме омметра выбрав предел измерения 200 Ом.
Динамики имеют полярность. Кабеля, которыми акустика подключается, обычно имеют пометку красным цветом, для провода который соединен с плюсом динамика.
Если провода не имеют пометок, проверить правильность подключения можно, соединив батарейку плюс с плюсом, минус с минусом динамика (условно), если диффузор динамика выдвинется наружу - то мы угадали с полярностью. Больше различных схем УНЧ, в том числе ламповых, можно посмотреть в . Там собрана, думаем, самая большая подборка схем в интернете.
Сегодня уже не считается модным паять разные блестящие детальки на самодельной монтажной плате, как это было лет двадцать назад. Однако в наших городах ещё существуют кружки радиолюбителей, выпускаются специализированные журналы в оффлайн- и онлайн-режимах.
Почему интерес к радиоэлектронике резко упал? Дело в том, что в современных магазинах реализуется всё, что требуется, и надобности что-то изучать или искать пути его приобретения уже нет.
Но не все так просто, как хотелось бы. В продаже имеются прекрасные колонки с активными усилителями и сабвуферами, замечательные импортные стереосистемы и многоканальные микшеры с широким диапазоном возможностей, но напрочь отсутствуют маломощные усилители Как правило, их используют для подключения инструментов в домашних условиях, чтобы не разрушать психику соседей. Покупать прибор в составе мощного устройства довольно накладно, рациональным решением станет следующее: немного поднапрячься да и сотворить самодельный усилитель без посторонней помощи. Благо, сегодня это возможно, а дядюшка-интернет в этом с удовольствием поможет.
Усилитель, "собранный на коленке"
Отношение к самостоятельно собранным приборам сегодня несколько негативное, а выражение "собрать на коленке" несёт чрезмерно отрицательный характер. Но не будем слушать завистников, а сразу обратимся к первому этапу.
Первоначально необходимо выбрать схему. Самодельный типа УНЧ можно сделать на транзисторах или микросхеме. Первый вариант крайне не рекомендуется начинающим радиолюбителям, так как загромоздят плату, да и ремонт устройства усложнится. Лучше всего дюжину транзисторов заменить на одну монолитную микросхему. Такой самодельный усилитель порадует глаз, получится компактным, а чтобы собрать, его потребуется немного времени.
На сегодняшний день наиболее популярной и надёжной является микросхема типа TDA2005. Она уже сама по себе является достаточно лишь организовать питание и подать входной и выходной сигналы. Такой простенький самодельный усилитель обойдётся не более чем в сто рублей, вместе с прочими деталями и проводами.
Величина выходной мощности TDA2005 лежит в пределах от 2 до 6 ватт. Этого хватит сполна для прослушивания музыки в домашних условиях. Перечень используемых деталей, их параметры и, собственно, сама схема изображена ниже.
Когда устройство будет собрано, к микросхеме рекомендуется прикрутить небольшой алюминиевый экран. Таким образом, при нагреве тепло будет лучше рассеиваться.
Такой самодельный усилитель питается от 12 вольт. Для его реализации приобретается небольшой блок питания или электрический адаптер с возможностью переключения выходных величин напряжения. Ток устройства составляет не более 2 ампер.
К такому УНЧ-усилителю можно подключить колонки мощностью до 100 ватт. На вход усилителя может подаваться сигнал с мобильного телефона, DVD-плеера или компьютера. На выходе сигнал снимается через стандартное гнездо под наушники.
Таким образом, мы разобрались, как собрать усилитель в короткие сроки за малые деньги. Рациональное решение практичных людей!
В этой статье мы расскажем об одном из вариантов самодельного усилителя мощности на основе модулей Мастер Кит. Проект реализован пользователем нашей продукции.
Конструктивно аппарат состоит из четырёх основных функциональных блоков:
1) собственно усилитель мощности ( , D-класс, 2х40Вт, можно заменить на );
2) цифровой регулятор уровня громкости и баланса ();
3) цифровой индикатор уровня сигналов ;
4) источник питания 12В на ток не менее 4А (автор использовал компьютерный блок питания).
В качестве акустики использовалась хорошо всем известная акустическая система Радиотехника S-90 (стерео – две колонки).
Эскиз подключения модулей приведен на рисунке:
Следует помнить о том, что от качества источника питания зависит уровень шумов всей системы. Особенно внимательным надо быть при применении компьютерных блоков питания. Лучше использовать добротные фирменные ATX-блоки питания, так как в большинстве дешёвых no-name блоках питания вместо дросселей фильтров установлены обычные перемычки, что крайне отрицательно влияет на качество звука.
Есть некоторые тонкости подключения модулей, которые могут вызвать сложности у недостаточно подготовленных электронщиков. Например, усилитель мощности MP3106S по умолчанию подразумевает балансный способ подключения, однако часто удобнее подключать входной сигнал по классической схеме с общей «землёй».
Для этого необходимо немного видоизменить схему подключения усилителя:
Кроме вышеуказанных базовых модулей, дополнительно пришлось приобрести «мелочёвку»: входные и выходные разъёмы, выключатель питания, крепёж.
Прототипом будущего корпуса послужила обычная картонная коробка из-под обуви:
В таком импровизированном корпусе и отлаживалась вся система. После отладки все компоненты были перенесены в деревянный корпус.
Звучит система достойно: без хрипов, без различимых провалов в частотном диапазоне. Конечно, меломаны могут найти какие-то изъяны, но для таких требовательных клиентов выпускаются готовые аппараты и акустические системы HI-FI уровня (по таким же HI-FI ценам). Но, опыт показывает, что при слепых прослушиваниях 90% людей не могут отличить звук дорогого лампового аппарата от бюджетного усилителя, а раз так – зачем платить больше? Тем более, сделанная своими руками конструкция всегда кажется лучшей!
Видео работы макета усилителя можно увидеть тут:
Работу финального варианта усилителя можно увидеть тут:
Кроме того, собранный усилитель получился очень красивым и оригинальным: настоящий деревянный корпус, эффектный светящийся стрелочный индикатор уровней сигнала – всё это по-настоящему завораживает!
В дальнейшем, чтобы усилитель смог подключаться к современным гаджетам, автор планирует оснастить систему беспроводным аудиоканалом Bluetooth (на основе модуля Мастер Кит ), что увеличит удобство подключения источников сигнала.
Подключение данного модуля не вызовет особых сложностей. Линейный выход MP3862BT подключается к линейному входу усилителя. А питание модуля подключается к линии питания системы:
Когда я нашел на Ebay крошечный усилитель «PAM8610 stereo mini class D digital power amplifier board 2 x15W», размером 2.5 * 3 см и стоимостью около 350 рублей, я понял, что просто не могу пройти мимо.
Оказалось, что 2*15W — это единственный вариант для колонок на 4 Ом. У меня таких не было, поэтому я подключил 2 * 10W с показателем в 6 Ом.
Усилители класса D имеют множество негативных отзывов от «серьёзных» ценителей музыки, но для моих ушей всё звучало просто отлично (и громко!), особенно с неплохими колонками и мп3-плеером со встроенным графическим эквалайзером и с разными дополнительными настройками.
Использование мп3-плеера также означает, что отпадает нужда в управлении низами, верхами и средними частотами через самодельный усилитель звука, на нём нужна лишь крутилка уровня громкости.
Ввиду того, что проводка между компонентами очень проста, этот проект с лёгкостью смогут собрать своими руками даже начинающие любители.
Шаг 1: Соберём необходимые компоненты
Для создания усилителя нам понадобится:
- 1 шт * Пластиковая коробка. Моя была размером примерно 8 * 5 * 2.2 см
- 1 шт * PAM8610 Плата цифрового усилителя мощности 2 x 15w
- 1 шт * 50K + 50K Двойной потенциометр
- 1 шт * Кнопка для двойного потенциометра — подберите цвет по вашему вкусу.
- 1 шт * Переключатель типа «один полюс, два направления» (SPDT, Single Pole — Double Throw)
- 1 шт * Сокет 3.5 мм стереоджека для установки на корпус
- 1 шт * Сокет джека питания для установки на корпус
- 2 шт * 10uF 25V электролитические конденсаторы — чем меньше, тем лучше
- 2 шт * 2-клемовые или 1 шт * 4-клемовая блокирующие винтовые клеммы
- 1 шт * 3мм светодиод (любого цвета на ваш вкус)
- 1 шт * 4.7K 1/8W резистор (ограничение силы тока для светодиодов — более подробная информация в приложении)
- 1 шт * 12V 2A адаптер переменного тока (более подробная информация в приложении)
- 1 шт * диод 1N5401 или 1N5822 (опционально)
Кроме этого, для соединения компонентов вам понадобится разноцветный многожильный (7 жильный) провод.
Я прикрепил PDF с очень подробным объяснением каждого компонента из списка. Я написал этот документ преимущественно для новичков, так что если вам нужен лишь список компонентов, то пропустите бОльшую часть документа и прочитайте лишь об адаптере переменного тока (AC Adaptor) — это очень важно.
Файлы
Шаг 2: Необходимые приспособления
В этом проекте количество механической работы сведено к минимуму, поэтому вам понадобится всего три основных инструмента. Инструменты нужны для просверливания дырок и пайки:
- Ручная дрель с биткой на 1 мм для просверливания отверстий.
- Большая дрель для увеличения отверстий.
- Бур-расширитель.
- Паяльник 18W — 25W.
Бур-расширитель — это мой любимый инструмент для проделывания отверстий в пластике и металле, я всем рекомендую держать его постоянно в своем ящике с инструментом. После проделывания отверстия на 3 мм по центру площадки, на которой будет находиться нужный компонент, вы берёте бур и потихоньку вдавливаете его, поворачивая по часовой стрелке. После каждых нескольких поворотов вы проверяете, что компонент помещается в отверстие и прочно сидит в нём.
Паяльник. Про этот инструмент нельзя сказать ничего нового, что уже бы не было описано в сотнях других статей. Всё что вам нужно знать: практика — залог совершенства. Вы будете работать с печатной платой, на поверхности которой установлены чипы, поэтому будьте очень аккуратны. Избегайте разбрызгивания припоя — одна капля может загубить весь усилитель.
Шаг 3: Подготавливаем корпус
На этом шаге мы подготовим коробку для установки в неё всех необходимых компонентов.
Наклейте чистую белую ленту на поверхность корпуса, на которую вы собираетесь установить переключатели и элементы управления. В моём случае, я решил сделать переднюю и заднюю панель, как это бывает у настоящих усилителей, и отметил, где будет находится каждый компонент (смотрите фотографию).
Стикер позволяет разметить местоположение всех компонентов управления и в то же время защищает поверхность корпуса от царапин, пока вы сверлите отверстия и т. п.
С помощью мини дрели на 1 мм просверлите пилотные отверстия по отметкам, которые вы сделали ранее. Далее расширьте отверстия дрелью на 3 мм (исключая отверстия для разъемов динамика). Затем расширьте отверстия буром (следуя подсказкам из предыдущей части инструкции). Не расширяйте отверстие для светодиода на 3 мм, если вы не собираетесь использовать диод большего диаметра.
Результаты работы вы можете увидеть на приложенных фотографиях — не требующие дальнейшей обработки аккуратные отверстия.
Вы можете заметить, что все компоненты уже прикручены к корпусу, за исключением клемм динамиков, они продеты в отверстия на 1 мм и приклеены к корпусу суперклеем. Светодиод просто плотно сидит в отверстии, но его можно дополнительно закрепить суперклеем.
Шаг 4: Соединяем компоненты
Проводка очень проста. Для лёгкой отладки, если что-то вдруг не будет работать, я рекомендую использовать провода разных цветов. Например, красный для положительных проводов, черный для отрицательных или заземления, оранжевый для всех правых каналов, а синий для левых. Для соединения динамиков я использовал оранжевый для правого +, белый для правого -, синий для левого +, коричневый для левого -. Вы можете использовать свою комбинацию цветов, но постарайтесь использовать те же самые цвета для левых и правых каналов.
Есть всего пара простых вещей, которые вам нужно знать о полярности, прочитайте приложенный PDF, чтобы ознакомиться с этой информацией.
Также примите во внимание, что я устанавливаю всё в корпус, используя его как верхнюю часть моего усилителя, а крышка корпуса будет дном. Это означает, что я работаю с отзеркаленной схемой сборки. В реальной жизни, все компоненты, установленные слева, будут находиться справа и наоборот. Будьте аккуратны, соединяя провода динамиков, если ваша раскладка такая же, как у меня, то соединения левого динамика будут находиться справа, а соединения правого динамика — слева. Таким образом, когда вы перевернёте корпус усилителя, всё встанет на свои места.
Посмотрев приложенную фотографию, вы можете убедиться в том, насколько легко всё соединяется.
Файлы
Шаг 5: Устранение неисправностей и меры предосторожности после сборки
После того, как вы всё спаяли и перед тем, как вы подключите динамики и включите усилитель, необходимо провести предварительные тесты.
Перепроверьте правильность соединения компонентов, а лучше доверьте это вашему другу, и удостоверьтесь, что всё соединено правильно. Свежий взгляд на проект поможет увидеть то, чего вы не заметите после часов, проведенных дома за работой.
При помощи мультиметра, на малых диапазонах сопротивления, проверьте схему на замыкание в точках 1, 3, 4, 5 и 6:
- Если у вас замыкание в точке 1, то ваш адаптер питания взорвется, как только вы включите его в розетку.
- Если у вас замыкание между пинами динамика или между любыми пинами на точках 3 или 4 и землёй, то взорвётся ваш модуль усилителя. Правый и левый минусы не являются общими точками, поэтому ни при каких обстоятельствах не замыкайте их вместе и не соединяйте их с землей.
- Если замыкание между левым или правым каналом и землёй в точке 5, то один из каналов при включении может не работать.
- Если замыкание в точке 6, то ваш адаптер питания взорвётся, как только вы включите переключатель на корпусе.
Касаемо выключателя питания (точка 2), если вы ожидаете, что он будет включен в положении «Внизу» и выключен в положении «Вверху», установите переключатель в положение «Вниз» и с помощью вашего мультиметра в диапазоне Ом, измерьте сопротивление между двумя точками пайки. Если вы получаете что-либо помимо нуля Ом, то переключатель перевёрнут. Ослабьте крепежный винт и переверните переключатель на 180 градусов, пока он не будет находиться в положении «Вверх». Переключите его в нижнее положение и снова проверьте сопротивление. Если оно все еще не равно нулю, то ваш переключатель, скорее всего, неисправен.
Дополнительная защита. Как уже было замечено ранее, вы можете повредить AC адаптер при использовании полярности, обратной той, под которую создана электропроводка вашего усилителя. Вы можете обезопасить себя, добавив один диод последовательно к положительному соединению платы. Схема соединения показана на приложенной диаграмме.
В этом случае, если вы подключите адаптер с обратной полярностью и включите устройство, диод не позволит напряжению достичь модуля усилителя. При этом светодиод также не загорится — это будет для вас индикатором того, что полярность адаптера неверна или сам адаптер дефектен.
Единственный недостаток такой защиты состоит в том, что после перехода тока через диод будет наблюдаться небольшой спад напряжения, что очень важно, если ваш адаптер выдаёт ровно 12V.
Рекомендую брать оба диода на 3A. Разница заключается в прямом падении напряжения. Если вы используете стандартный выпрямитель 1N5401, падение напряжения составляет около 0,7V, поэтому доступное напряжение составит 11,3V или менее. При использовании выпрямителя Schottky Barrier Rectifier 1N5822 падение составляет всего 0,4V при 2A, поэтому у вас будет не менее 11,7V (что ближе к 12V). Выберите один из этих диодов в зависимости от ваших потребностей. Например, если напряжение выходного тока вашего AC адаптера составляет 13V (что вполне возможно), то падение 0,7V не должно иметь значения, поэтому вы можете использовать 1N5401.
МАКСИМАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ ДЕВАЙСА: Максимальное напряжение, которое может осилить модуль усилителя, составляет 16V. Чтобы избежать его повреждения, перед подключением проверьте с помощью мультиметра фактическое выходное напряжение вашего AC адаптера и убедитесь, что оно значительно ниже 16V.
Шаг 6: Включение устройства
Как только вы проверили, что всё спаяно хорошо и что в схеме нет замыканий(а также припаяв рекомендуемые диоды), вы можете подключать AC адаптер, динамики (проденьте весь оголённый участок провода до конца, чтобы изоляция достигла зажима) и мп3 плеер, немного поднимите уровень громкости и включить музыку. Наслаждайтесь звуком.
Если вы не использовали диод для защиты, то есть еще одна мера предосторожности, которую вы можете предпринять до включения питания. Провод +12V, который идёт на модуль усилителя, держите отключенным, подключите AC адаптер, включите питание и используйте мультиметр в диапазоне постоянного тока, красный его конец подключите к отключенному красному проводу, а черный — к любому черному соединению (земле), проверьте, что показание напряжения — плюсовое в диапазоне около 12V.
Как только вы убедитесь, что вольтаж и полярность правильные, выключайте девайс, отключайте адаптер, припаивайте красный провод +12V к модулю усилителя и включайте все, следуя вышеописанной инструкции. Вы уже на пути к хорошему звучанию!
Шаг 7: Выводы
В начале работы над инструкцией я хотел сделать все просто и быстро, чтобы каждый новичок понял, как это просто — создать недорогой и небольшой стереоусилитель. По мере написания статьи появлялось всё больше нюансов, которые я хотел бы описать подробнее. Вместо того чтобы вставлять всё это в основной текст, я сделал пару PDF-файлов и приложил их к нужным шагам. Надеюсь, я не пересёк черту между информативностью и скукой.
Если вы новичок в электронике и вы собираетесь создать свой усилитель, то у вас должны быть как минимум основные приспособления, такие как паяльник, припой, мультиметр, отвертка, плоскогубцы и кусачки. Также перед началом прочтите все приложенные файлы PDF.
Много информации основано на моём многолетнем опыте в бизнесе по ремонту бытовой техники, а также в обучении техников для этих задач. Мне было очень трудно не упомянуть обо всех описанных нюансах, а в особенности из-за того, что большинство авторов не вникают в эти проблемы. Для меня это разница между успехом или неудачей проекта.
Надеюсь, вам всё понравится!
Купив хороший ноутбук или крутой телефон, мы радуемся покупке, восхищаясь множеством функций и скоростью работы устройства. Но стоит подключить гаджет к динамикам, чтобы послушать музыку или посмотреть фильм, мы понимаем, что звук производимый устройством, как говорится «подкачал». Вместо полноценного и чистого звучания, мы слышим невразумительный шёпот с фоновым шумом.
Но не стоит расстраиваться и ругать производителей, проблему со звуком можно решить самостоятельно. Если вы немного разбираетесь в микросхемах и умеете хорошо паять, то вам не составит труда сделать собственный усилитель звука. В нашей статье мы расскажем как сделать усилитель звука для каждого типа устройства.
На первоначальном этапе работы по созданию усилителя, вам необходимо найти инструменты и купить комплектующие детали. Схема усилителя изготавливается на печатной плате при помощи паяльника. Для создания микросхем используйте специальные паяльные станции, которые можно купить в магазине. Использование печатной платы позволяет сделать устройство компактным и удобным в эксплуатации.
Усилитель звуковых частот Не забывайте об особенностях компактных одноканальных усилителей на основе микросхем серий TDA, основным из которых является выделение большого количества тепла. Поэтому постарайтесь при внутреннем устройстве усилителя, исключить соприкосновение микросхемы с другими деталями. Для дополнительного охлаждения усилителя, рекомендуется использовать радиаторную решётку для отвода тепла. Размер решётки зависит от модели микросхемы и мощности усилителя. Заранее спланируйте место для теплоотвода в корпусе усилителя.
Ещё одной особенностью самостоятельного изготовления усилителя звука, является низкое потребление энергии. Это в свою очередь позволяет использовать усилитель в автомобиле подключив его к аккумулятору или в дороге, используя питание от батареи. Упрощённые модели усилителя, требуют напряжения тока всего лишь в 3 вольта.
Основные элементы усилителя Если вы начинающий радиолюбитель, то для более удобной работы, рекомендуем вам воспользоваться специальной компьютерной программой - Sprint Layout. С помощью этой программы вы сможете самостоятельно создавать и просматривать схемы на компьютере. Учтите, что создание собственной схемы имеет смысл, только в том случаи если вы имеете достаточный опыт и знания. Если вы неопытный радиолюбитель, то пользуйтесь уже готовыми и проверенными схемами.
Ниже мы приведём схемы и описания разных вариантов усилителя звука:
Усилитель звука для наушников
Усилитель звука для портативных наушников обладает не большой мощностью, но потребляет очень мало энергии. Это немаловажный фактор для мобильных усилителей которые питаются от батареек. Также на устройство можно поместить разъём, для питания от сети через адаптер 3 вольта.
Самодельный усилитель для наушников Для изготовления усилителя для наушников вам понадобятся:
- Микросхема TDA2822 или аналог KA2209.
- Схема сборки усилителя.
- Конденсаторы 100 мкФ 4 штуки.
- Гнездо для штекера наушников.
- Разъём для адаптера.
- Примерно 30 сантиметров медного провода.
- Теплоотводящий элемент (для закрытого корпуса).
Схема усилителя звука для наушников Усилитель изготавливается на печатной плате или навесным монтажом. Не используйте в данном виде усилителя импульсный трансформатор, поскольку он может создавать помехи. После изготовления, данный усилитель способен обеспечить мощный и приятный звук с телефона, плеера иди планшета.
Ещё с одним вариантом самодельного усилителя для наушников, вы можете ознакомится в видеоролике:
Усилитель звука для ноутбука
Усилитель для ноутбука собирается в тех случаях, если мощности встроенных в него динамиков не хватает для нормального прослушивания, или если динамики вышли из строя. Усилитель должен быть рассчитан на внешние динамики до 2 ватт и сопротивление обмоток до 4 Ом.
Усилитель звука для ноутбука Для сборки усилителя вам потребуются:
- Печатная плата.
- Микросхема TDA 7231.
- Блок питания на 9 вольт.
- Корпус для размещения компонентов.
- Конденсатор неполярный 0,1 мкФ - 2 штуки.
- Конденсатор полярный 100 мкФ - 1 штука.
- Конденсатор полярный 220 мкФ - 1 штука.
- Конденсатор полярный 470 мкФ - 1 штука.
- Резистор постоянный 10 Ком - 1 штука.
- Резистор постоянный 4,7 Ом - 1 штука.
- Выключатель двухпозиционный - 1 штука.
- Гнездо для входа на громкоговоритель - 1 штука.
Схема усилителя звука для ноутбука Порядок сборки определяется самостоятельно в зависимости от схемы. Радиатор охлаждения должен быть такого размера, чтобы рабочая температура внутри корпуса усилителя не превышала 50 градусов по Цельсию. Если вы планируете использовать устройство вне помещения, то для него необходимо изготовить корпус с отверстиями для циркуляции воздуха. Для корпуса можно использовать пластиковый контейнер или пластмассовые коробки из под старой радиоаппаратуры.
Визуальную инструкцию вы можете посмотреть в видеоролике:
Усилитель звука для автомагнитолы
Данный усилитель для автомагнитолы собран на микросхеме TDA8569Q, схема не сложная и очень распространённая.
Усилитель звука для автомагнитолы Микросхема имеет следующие заявленные характеристики:
- Входная мощность 25 ватт на канал в 4 Ом и 40 ватт на канал в 2 Ом.
- Напряжение питания 6-18 вольт.
- Диапазон воспроизводимых частот 20-20000 Гц.
Для использования в автомобиле, к схеме необходимо добавить фильтр от помех, которые создаются генератором и системой зажигания. Микросхема также имеет защиту от короткого замыкания на выходе и перегрева.
Схема усилителя звука для автомагнитолы Сверяясь с представленной схемой произведите закупку необходимых компонентов. Далее нарисуйте печатную плату и просверлите в ней отверстия. После этого протравите плату хлорным железом. В заключении лудим и начинаем припаивать компоненты микросхемы. Учтите что дорожки питания лучше покрыть более толстым слоем припоя, чтобы не было просадок по питанию.
На микросхему нужно установить радиатор или организовать активное охлаждение с помощью куллера, иначе при повышенной громкости усилитель будет перегреваться.
После сборки микросхемы, необходимо изготовить фильтр для питания по приведённой ниже схеме:
Схема фильтра от помех Дроссель в фильтре мотается в 5 витков, проводом сечением 1-1,5 мм., на феритовом кольце диаметром 20 мм.
Также данный фильтр можно использовать если ваша магнитола ловит «наводки».
Внимание! Будьте внимательны и не перепутайте полярность питания, иначе микросхема сгорает моментально.
Как сделать усилитель для стерео сигнала, вы также можете узнать из видео:
Усилитель звука на транзисторах
В качестве схемы для транзисторного усилителя используйте схему приведённую ниже:
Схема транзисторного усилителя звука Схема хоть и старая но имеет массу поклонников, по следующим причинам:
- Упрощённый монтаж из-за малого количества элементов.
- Нет необходимости перебирать транзисторы в комплементарные пары.
- 10 ватт мощности, с запасом хватает для жилых комнат.
- Хорошая совместимость с новыми звуковыми картами и проигрывателями.
- Отличное качество звука.
Начните сборку усилителя с питания. Разделите два канала для стерео двумя вторичными обмотками идущими от одного трансформатора. На макете сделайте мосты на диодах Шоттки для выпрямителя. После мостов идут CRC-фильтры из двух конденсаторов по 33000 мкф и между ними резистор 0.75 Ом. Резистор в фильтр нужен мощный цементный, при токе покоя до 2А он будет рассеивать 3 Вт тепла, поэтому лучше взять с запасом на 5-10 Вт. Остальным резисторам в схеме, мощности 2 Вт будет достаточно.
Усилитель на транзисторах Переходим к плате усилителя. Всё, кроме выходных транзисторов Tr1/Tr2, находится на самой плате. Выходные транзисторы монтируются на радиаторах. Резисторы R1, R2 и R6 лучше сначала поставить подстроечными, после всех регулировок выпаять, измерить их сопротивление и припаять окончательные постоянные резисторы с аналогичным сопротивлением. Настройка сводится к следующим операциям - с помощью R6 выставляется, чтобы напряжение между X и нулём было ровно половиной от напряжения +V и нулём. Затем с помощью R1 и R2 выставляется ток покоя - ставим тестер на измерение постоянного тока и измеряем ток в точке входа плюса питания. Ток покоя усилителя в классе А максимальный и по сути, в отсутствие входного сигнала, весь уходит в тепловую энергию. Для 8-омных колонок этот ток должен быть 1.2 А при напряжении 27 вольт, что означает 32.4 ватта тепла на каждый канал. Поскольку выставление тока может занять несколько минут, то выходные транзисторы должны быть уже на охлаждающих радиаторах, иначе они быстро перегреются.
При регулировке и занижении сопротивления усилителя может вырасти частота среза НЧ, поэтому для конденсатора на входе лучше использовать не 0.5 мкф, а 1 или даже 2 мкф в полимерной плёнке. Считается что данная схема не склонна к самовозбуждению, но на всякий случай между точкой Х и землёй ставится цепь Цобеля: R 10 Ом + С 0.1 мкф. Предохранители нужно ставить как на трансформатор, так и на силовой вход схемы.
Хорошей идеей будет использование термопасты для максимального контакта между транзистором и радиатором.
Теперь несколько слов о корпусе. Размер корпуса задаётся радиаторами - NS135-250 по 2500 квадратных сантиметров на каждый транзистор. Сам корпус делается из оргстекла или пластмассы. Собрав усилитель, прежде чем начать наслаждаться музыкой, необходимо для минимизации фона правильно развести землю. Для этого присоедините СЗ к минусу входа-выхода, а остальные минуса выведите на «звезду» возле конденсаторов фильтра.
Корпус усилителя звука на транзисторах Примерная стоимость расходных материалов для транзисторного усилителя звука:
- Конденсаторы фильтра 4 штуки - 2700 рублей.
- Трансформатор - 2200 рублей.
- Радиаторы - 1800 рублей.
- Выходные транзисторы - 6-8 штук 900 рублей.
- Мелкие элементы (резисторы, конденсаторы, транзисторы, диоды) около - 2000 рублей.
- Разъёмы - 600 рублей.
- Оргстекло - 650 рублей.
- Краска - 250 рублей.
- Плата, провода, припой около - 1000 рублей
В итоге получается сумма - 12100 рублей.
Также вы можете посмотреть видеоролик по сборке усилителя на германиевых транзисторах:
Ламповый усилитель звука
Схема простого лампового усилителя состоит из двух каскадов - предварительный усилитель на 6Н23П и усилитель мощности на 6П14П.
Схема лампового усилителя Как видно из схемы, оба каскада работают в триодном включении, а анодный ток ламп близок предельному. Токи выстраиваются катодными резисторами - 3мА для входной и 50мА для выходной лампы.
Детали используемые для лампового усилителя должны быть новыми и высокого качества. Допустимое отклонение номиналов резисторов может составлять плюс-минус 20%, а ёмкости всех конденсаторов можно увеличить в 2-3 раза.
Фильтрующие конденсаторы должны быть рассчитаны на напряжение не меньше 350 вольт. На такое же напряжение должен быть рассчитан и межкаскадный конденсатор. Трансформаторы для усилителя могут быть обычными - ТВ31-9 или более современный аналог - TWSE-6.
Ламповый усилитель звука Регулятор громкости и баланса стерео на усилитель лучше не устанавливать, поскольку данные регулировки можно сделать в самом компьютере или плеере. Входная лампа выбирается из - 6Н1П, 6Н2П, 6Н23П, 6Н3П. В качестве выходного пентода применяют 6П14П, 6П15П, 6П18П или 6П43П (с увеличенным сопротивлением катодного резистора).
Даже если у вас имеется работающий трансформатор, для первого включения лапового усилителя лучше использовать обычный трансформатор с выпрямителем на 40-60 ватт. Только после успешного испытания и настройки усилителя можно установить импульсный трансформатор.
Гнёзда для штекеров и кабелей используйте стандартные, для подключения динамиков лучше установить «педальки» на 4 контакта.
Корпус для лапового усилителя обычно делают из оболочки старой техники или кейсов системных блоков.
Ещё один вариант лампового усилителя вы можете посмотреть в видеоролике:
Классификация усилителей звука
Чтобы вы могли определить к какому классу усилителей звука принадлежит собранное вами устройство, ознакомьтесь с приведённой ниже классификацией УМЗЧ:
Усилитель класса А - Класс А - усилители этого класса работают без отсечки сигнала на линейном участке вольтамперной характеристики усилительных элементов, что обеспечивает минимум нелинейных искажений. Но за это приходится расплачиваться большим размером усилителя и огромной потребляемой мощность. КПД усилителя класса А составляет всего лишь 15-30%. К данному классу относят ламповые и транзисторные усилители.
Усилитель класса В - Класс В - усилители класса В работают с отсечкой сигнала 90 градусов. Для режима такой работы используется двухтактная схема, в ней каждая часть усиливает свою половину сигнала. Основной минус усилителей класса В, это искажения сигнала по причине ступенчатого перехода одной полуволны к другой. Плюсом данного класса усилителей считают высокий КПД, иногда достигающий 70%. Но не смотря на высокую производительность, современных моделей усилителя класса В, вы не встретите на прилавках.
Усилитель класса АВ - Класс АВ - это попытка объединения усилителей описанных выше классов, с целью добиться отсутствия искажений сигнала и высокого коэффициента полезного действия.
Усилитель класса Н - Класс Н - разработан специально для автомобилей, у которых имеется ограничение напряжения, питающего выходные каскады. Причиной создания усилителей класса Н служит то, что реальный звуковой сигнал имеет импульсный характер и его средняя мощность намного ниже пиковой. В основе схемы данного класса усилителей, лежит простая схема для усилителя класса AB, работающая по мостовой схеме. Добавлена лишь специальная схема удвоения напряжения питания. Основной элемент схемы удвоения, это накопительный конденсатор большой емкости, который постоянно заряжается от основного источника питания. На пиках мощности этот конденсатор подключается схемой управления с основным источником питания. Напряжение питания выходного каскада усилителя удваивается, позволяя ему справиться с передачей пиков сигнала. КПД усилителей класса Н достигает 80%, при искажении сигнала всего в 0,1%.
Усилитель класса D - Класс D - это отдельный класс усилителей получивший название -«цифровые усилители». Цифровое преобразование обеспечивает дополнительные возможности по обработке звука: от регулировки уровня громкости и тембра до реализации цифровых эффектов, таких как реверберация, подавление шума, подавление акустической обратной связи. В отличие от аналоговых усилителей, выходной сигнал усилителей класса D представляет собой импульсы прямоугольной формы. Их амплитуда постоянна, а длительность изменяется в зависимости от амплитуды аналогового сигнала, поступающего на вход усилителя. КПД усилителей этого типа может достигать 90%-95%.
В заключении хотелось бы сказать, что занятие радиоэлектроникой требуют большого объёма знаний и опыта, которые приобретаются в течении длительного времени. Поэтому, если у вас что-то не получилось, не расстраивайтесь, подкрепляйте свои знания из других источников и пробуйте снова!
