эффективные решения для вашего бизнеса  
Дон Изолятор моб: +7 988 540 32 29
тел: (863) 219-12-79
факс: (863) 219-12-79
e-mail: [email protected]
гарантированная защита и надежность
Продукция Контакты Информация

elwo.ru

Самый простой усилитель звука

В наше время  биполярные транзисторы   уходят в прошлое, и теперь, чтобы собрать какой-либо простой усилитель, уже не надо мучаться с расчетами и клепать печатную плату больших размеров.

Микросхемы TDA

Сейчас почти вся дешевая усилительная техника делается на микросхемах. Самое большое распространение получили микросхемы TDA для усиления аудиосигнала. В настоящее время они используются в автомагнитолах, в активных сабвуферах, в домашней акустике и во многих других аудиоусилителях и выглядят примерно вот так:

Плюсы микросхем TDA

  1. Для того, чтобы собрать на них усилитель, достаточно подвести питание, подключить динамики и несколько радиоэлементов.
  2. Габариты этих микросхем совсем небольшие, но надо будет их ставить на радиатор, иначе будут сильно греться.
  3. Они продаются в любом радиомагазине. На Али что-то дороговатые, если брать в розницу.
  4. В них встроены различные защиты и другие опции, типа отключения звука и тд. Но по моим наблюдениям, защиты срабатывают не очень хорошо,  поэтому микросхемы часто дохнут или от перегрева, либо от короткого замыкания. Так что желательно не замыкать выводы микросхемы между собой и не перегревать микросхему, выжимая из нее все соки.
  5. Цена. Я бы не сказал, что они очень дорогие. По цене и выполняемым функциям им нет равных.

Одноканальный усилитель на TDA7396

Давайте соберем простой одноканальный усилитель на микросхеме TDA7396. На момент написания статьи я ее взял по цене в 240 рублей. В даташите на микросхему говорилось, что эта микросхема может выдать до 45 Ватт в нагрузку 2 Ома. То есть если замерить сопротивление катушки динамика и оно будет равняться около 2 Ом, то на динамике вполне можно получить пиковую мощность в 45 Ватт. Этой мощности вполне хватит, чтобы устроить дискотеку в комнате не только для себя, но и для соседей и при этом получить посредственное звучание, что, конечно же, не сравнить с hi-fi усилителями.

Вот распиновка микросхемы:

Собирать наш усилитель будем по типичной схеме, которая была приложена в самом даташите:

На ножку 8 подаем +Vs, а на 4 ножку ничего не подаем. Следовательно, схема примет вот такой вид:

+Vs  – это напряжение питания. Оно может быть от 8 и до 18 Вольт. “IN+” и “IN-” – сюда подаем слабый звуковой сигнал. К 5 и 7 ноге цепляем динамик. Шестую ногу садим на минус.

Вот моя сборка навесным монтажом

Конденсаторы на входе питания 100нФ и 1000мкФ я не использовал, так как у меня с блока питания итак идет чистое напряжение.

Раскачивал динамик с такими параметрами:

Как видите, сопротивление катушки 4 Ома. Полоса частот говорит о том, что он сабвуферного типа.

А вот так у меня выглядит саб в самопальном корпусе:

Пробовал снять видео, но звук на видео у меня снимает очень плохо. Но все-таки могу сказать, что с телефона на средней мощности уже долбило так, что уши заворачивались, хотя потребление всей схемы в рабочем виде составило всего около 10 Ватт (умножаем 14,3 на 0,73). В этом примере я взял напряжение, как в автомобиле, то есть 14,4 Вольта, что вполне укладывается в наш рабочий диапазон от 8 и до 18 Вольт.

Если у вас нет мощного источника питания, то его можно собрать вот по этой схеме.

Не зацикливайтесь именно на этой микросхеме. Этих микросхем TDA, как я уже говорил, существует множество видов. Некоторые из них усиливают стереосигнал и могут выдавать звук сразу на 4 динамика, как это сделано в автомагнитолах. Так что не поленитесь порыться в интернете и найти подходящую ТДАшку. После окончания сборки дайте заценить соседям ваш усилитель, выкрутив ручку громкости на всю балалайку и прислонив мощный динамик к стене).

А вот в этой статье я собирал усилитель на микросхеме TDA2030A

Получилось очень даже неплохо, так как TDA2030A обладает лучшими характеристиками, чем TDA7396

Также приложу для разнообразия еще схему от подписчика, у которого  усилитель на TDA 1557Q работает исправно уже более 10 лет подряд:

Усилители на Алиэкспресс

На Али я также находил кит наборы на TDA. Например, вот этот стерео усилитель по 15 Ватт на канал по цене 1$. Этой мощности вполне хватит, чтобы потусить под любимые треки в комнатушке

Купить можно здесь.

А вот здесь он уже сразу готовый

Да и вообще, этих модулей усилителей на Алиэкпресс ну очень много. Нажимаете на эту ссылку и выбираете любой понравившийся усилитель.

www.ruselectronic.com

Схема усилителя мощности звука на 500 Ватт

Представленная здесь конструкция является готовым модулем монофонического усилителя НЧ высокой мощности с очень хорошими параметрами. Данный усилитель смоделирован на основе популярной разработке инженера Энтони Холтон. Схема имеет низкие гармонические искажения, которые не превышает 0.05%, при мощности на нагрузке порядка 500 Вт. Данный усилитель является полезным и необходимым при организации различных уличных концертных мероприятий и уже много раз оказывался незаменим во время этих событий. Большим преимуществом системы является простая конструкция и недорогой выходной каскад, состоящий из 10 объединённых МОП-транзисторов. УМЗЧ может работать с динамиками с сопротивлением как 4 или 8 Ом. Единственной настройкой, которую необходимо выполнить во время запуска — это установка тока покоя выходных транзисторов.

В статье приводится только схема и описание работы непосредственно усилителя мощности, но не забывайте, что полный аудиокомплекс содержит и другие модули:

  • Оконечник УМЗЧ
  • Предусилитель
  • Блок питания
  • Индикатор уровня
  • Система мягкого старта
  • Система управления охлаждением
  • Блок защиты динамиков АС

Принципиальная схема УНЧ на транзисторах 500 ватт

Схема усилителя мощности приведена на рисунке выше. Это классическая схемотехника, состоящая из дифференциального входного усилителя и симметричного усилителя мощности, в котором работает 5 пар транзисторов. Транзисторы T2 (MPSA42) и T3 (MPSA42) работают в схеме дифференциального усилителя с питанием через резисторы R8 (10k) и R9 (10k). Напряжение в середине этого делителя стабилизировано с помощью стабилитрона D2 (15V/1W) и фильтруется конденсатором C4 (100uF/100V). Входной сигнал подается на разъем GP1 (IN) и фильтруется через элементы R1 (470R), R3 (22k), C1 (1uF) и C2 (1nF), которые ограничивают частотный диапазон усилителя как сверху, так и снизу.

Нагрузкой дифференциального усилителя являются транзисторы T1 (MPSA42) и T4 (MPSA42), работающие в системе с общей базой, а также резисторы R5 (1,2 k) и R6 (1,2 k). Полярность нагрузки задаёт стабилитрон D1 (15V/1W) и резистор R7 (10k). Основной задачей системы состоящей из транзисторов T1 и T4 является согласование импеданса выходного сигнала для каскада УНЧ. Еще один каскад, построенный на транзисторах T5 (MJE350) и T6 (MJE350), выполняет роль дифференциального усилителя напряжения. Питается он через резистор R11 (100Р/2W). Нагрузкой его будут транзисторы T14 (MJE340) и T15 (MJE340), резисторы R13 (100Р/2W) и R14 (100Р/2W), и транзистор T7 (BD139).

Конденсатор C15 (47nF), подключенный параллельно резистору R44 (10k/2W) улучшает прохождение импульсных сигналов, в то время как небольшие конденсаторы C7 (56pF) и C8 (56pF) противодействуют самовозбуждению УМЗЧ. Транзистор T7 вместе с резисторами R10 (4,7 k), R45 (82R) и потенциометром P1 (4,7k) позволяет установить правильную полярность выходных транзисторов T9-T13 (IRFP240), T17-T21 (IRFP9240) в состоянии покоя. Потенциометром P1 можно установить ток покоя, который должен составлять около 100 мА на каждую пару выходных транзисторов. Транзисторы T9-T13, как и T17-T21 соединены параллельно и работают как повторители напряжения на большой максимальный выходной ток. Следовательно, предыдущие каскады усилителя должны обеспечить все усиление по напряжению, которое определяется с помощью соотношения R4 (22k) к R2 (470R) и составляет около 47.

Резисторы R30-R39 (0,33 R/5W), включенные в истоки выходных транзисторов обеспечивают защиту от их повреждения, которое могло бы возникнуть в случае различных сопротивлений каналов транзисторов. Резисторы R20-Р29 (470R), соединены последовательно с выходами транзисторов T9-T13, T17-T21, служат для уменьшения скорости зарядки емкости и, следовательно, ограничивают частотный диапазон усилителя.

Усилитель имеет две простые защиты:

  1. Первая направлена против перегрузки и реализована с помощью стабилитронов D3 (7,5 V/1W) и D4 (7,5 V/1W), которые не допускают роста напряжения между источниками и выходами мощных транзисторов выше 7.5 вольта.
  2. Вторая защита построена с использованием транзисторов T7, T16 и (BD136), резисторов R16-R17 (33k) и R18-R19 (1к) и диодов D7-D10 (1N4148). Она предотвращает чрезмерное увеличение тока силовых транзисторов, что могло бы привести к превышению допустимой мощности. Участок схемы, состоящий из транзисторов T7, T16 отслеживает падение напряжения на R30 (0,33 R/5W) и R35 (0,33 R/5W) и ограничивает рост напряжения мощных транзисторов в случае превышения допустимого проходящего через не тока.

Блок питания не стабилизированный двух полярный, состоящий из диодного моста Br1 (25А) и конденсаторов C9-C14 (10000uF/100V). Питание усилителя защищено плавкими предохранителями F1-F2 (10A). За предохранителями напряжение дополнительно фильтруется конденсаторами C18-C19 (1000uF/100V). Питание входных цепей отделено от питания усилителя мощности с помощью диодов D5-D6 (1N4009), резисторов R12 (100Р/2W), R15 (100Р/2W) и фильтруется конденсаторами C3 (100uF/100V) и C6 (100uF/100V). Это предотвращает перепад напряжений, которое может возникать на пиках мощности при больших нагрузках. Светодиоды D11-D12 вместе с оконечными ограничивающими их ток резисторами R40-R41 (16K/1W) представляют собой индикаторы наличия питания на схеме.

Блок питания

На рисунке далее представлена схема блока питания — источника нескольких вспомогательных напряжений. Он не требуется для работы самого усилители мощности, но очень полезен для питания остальных блоков полного аудио-комплекса, таких как: предусилитель, вентиляторы, индикатор уровня, система мягкого старта или защита динамиков. Все эти модули интегрированы в один общий усилитель в большом корпусе.

Блок питания на вспомогательные напряжения УНЧ — схема

Блок питания разделен на несколько отдельных секций, каждая из которых имеет свой отдельный контур массы. Первая секция представляет собой симметричный блок питания 2×15 В, он используется для питания предварительного усилителя. Разъем A4 служит для подключения двухполярной обмотки трансформатора. Напряжение выпрямляется с помощью выпрямительного моста Br2 (1 A) и фильтруется стабилизаторами U2 (LM317), U6 (LM337) с помощью C1 (100nF), C7 (100nF) и C24-C25 (4700uF). Выходной фильтр представляют собой конденсаторы C8-C9 (100nF) и C19-C20 (100uF). Выходное напряжение этого блока устанавливается с помощью резисторов R2-R3 (220R) и R9-R10 (2,4 к). Транзисторы T1 (BC546), T2 (BC556); резисторы R4-R5 (10k) и R7-R8 (3,3 k) представляют собой цепь отключения питания, а точнее, они снижают напряжения питания до 2×1.25 V, что позволит выполнить отключение предусилителя. Во время нормальной работы, короткое замыкание разъема GP8 обеспечивает правильную работу предусилителя.

Полезное:  Блок питания на 0-50 Вольт 0-20 АмперПечатная плата БП — рисунок

Два следующих модуля — блоки питания 12 В, собранные с помощью стабилизаторов U4 (7812) и U5 (7812) и предназначенные для питания других элементов схемы. Два отдельных источника необходимы из-за того, что усилитель оснащен двумя парами индикаторов уровня, каждый на отдельной массе. Одна пара работает на входе, контролируя входной уровень сигнала, а вторая пара подключена к выходу и позволяет определить текущий уровень мощности УМЗЧ.

Печатная плата источников питания — после травления и сверления

Оба блока питания очень просты, первый состоит из диодного моста Br3 (1A), фильтрующих конденсаторов C5-C6 (100nF), C18 (100uF) и C22 (1000uF) и стабилизатора U4. Обмотки трансформатора должны быть подключены к разъему А2, а выходом блока питания будут разъемы GP6 и GP7.

Второй канал 12 В работает точно так же, и состоит из элементов: Br4 (1A), C10-C11 (100nF), C23 (1000uF), C21 (100uF) и U5.

Последний модуль системы БП — цепи питания других устройств усилителя и вентиляторов охлаждения. К разъему А1 следует подключить трансформатор. Напряжение выпрямляется с помощью выпрямительного моста Br1 (5А) и фильтруется конденсаторами C27 (4700uF), C12 (4700uF) и C2 (100nF). В роли стабилизатора работает здесь микросхема U1 (LM317), которой устанавливают необходимое напряжение с помощью резисторов R1 (220R) и R6 (2,7 k).

Конденсаторы C3 (100nF) и C16 (100uF) фильтруют напряжение на выходе стабилизатора, которое через разъемы GP1 и GP2 попадает в систему управления работой вентиляторов. Это же напряжение поступает через диод D1 (1N5819), на стабилизатор U3 (7812), задачей которого является обеспечение питания для других устройств усилителя, подключенных к разъемам GP3-GP5. Конденсаторы C28 (4700uF), C13 (4700uF), C4 (100nF) и C17 (100uF) фильтруют напряжение перед стабилизатором.

Печатная плата УНЧ — рисунок

Печатная плата доступна для свободной загрузки всем посетителям портала 2shemi.ru. На плате есть две перемычки, с чего это на выходе усилителя должна быть сделана прочной проволокой. Порядок сборки произвольный, но, как обычно, стоит начать с маленьких резисторов и конденсаторов. В самом конце следует подпаять силовые транзисторы и большие конденсаторы фильтра.

Готовая печатная плата УНЧ — осталось впаять детали

Силовые транзисторы должны быть оборудованы фланцами под болты для крепления через изоляционные прокладки вместе с T7 на общем радиаторе. При этом необходимо соблюдать особую осторожность и проверить омметром, что ни один из транзисторов не имеет замыкания на радиатор. Радиатор должен быть подключен к массе усилителя. Дорожки на прохождение больших токов стоит усилить снизу толстым медным проводом. Усилитель лучше питать от трансформатора 600VA 2×55В, что после выпрямления и фильтрации даст на конденсаторах напряжение порядка +/-80В.

Запуск и настройка усилителя

  1. На первом этапе не устанавливайте на плату силовые транзисторы T9-T13, T17-T21 и конденсаторы C9-C14.
  2. Потенциометр P1 должен быть выкручен до упора в право. Вместо предохранителей необходимо припаять снизу резисторы на 10R/5W и подключить трансформатор.
  3. При включении трансформатора прибором проверяем падение напряжения на резисторах 10R. Должно быть падение напряжения порядка 0.5 В или менее, так как плата не должна потреблять более 50 мА.
  4. С помощью измерительного прибора, замеряем оба напряжения питания относительно массы. Они должны быть порядка +/-80В.
  5. Выключаем напряжение питания, разряжаем конденсаторы фильтра с помощью резистора небольшого сопротивления и приступаем к пайке силовых транзисторов T9-T13, T17-T21. Все силовые транзисторы вместе с T7 должны быть на общем радиаторе, чтобы сохранить хорошую термостабильность этих элементов. После монтажа транзисторов стоит проверить не касается ли радиатор к любой из ножек транзисторов, так как он присоединен к массе усилителя.
  6. Включите питание схемы, измеряя падение напряжения на резисторе 10R/5W так же, как и раньше. Падение напряжения должно быть одинаково на обеих плечах УНЧ.
  7. Устанавливаем ток покоя. С этой целью очень медленно вращаем потенциометр P1 влево (измеряя постоянно напряжение на одном из резисторов 10R) до заметного роста падения напряжения. Прицепляем один конец вольтметра к выходу усилителя, а вторым щупом прикасаемся по очереди к источникам всех транзисторов, измеряя падение напряжения на резисторах. Падение напряжения должно составлять около. 30 мВ, что дает ток покоя на пару транзисторов порядка 100 мА.
  8. Измеряем постоянное напряжение на выходе усилителя относительно массы, оно должно быть близко к нулю и может колебаться в пределах +/-100 мВ.
  9. Если все правильно, ток покоя не отличается более чем на 20-30% между транзисторами, а на выходе — постоянное напряжение близко к 0, то выключаем питание системы, отпаиваем резисторы и вставляем предохранители 10 А в предназначенные им гнезда.
  10. Включаем питание и еще раз проверяем падение напряжения на всех десяти резисторах. Если они находятся в допустимых пределах, то можно подключить динамик и подать входной сигнал с предварительного усилителя.
  11. Большую помощь окажет настройка УМЗЧ с помощью вот такого вспомогательного защитного БП.
9- 4,44

НАЖМИТЕ ТУТ И ОТКРОЙТЕ КОММЕНТАРИИ

2shemi.ru

Информация

Усилитель мощности звука


Мощный и качественный самодельный усилитель звука

Недавно обратился некий человек с просьбой собрать ему усилитель достаточной мощности и раздельными каналами усиления по низким, средним и высоким частотам. Подобные усилители до этого не раз уже собирал для себя в качестве эксперимента и, надо сказать, эксперименты были весьма удачными. Качество звучания даже недорогих колонок не очень высокого уровня заметно при этом улучшается по сравнению, например, с вариантом применения пассивных фильтров в самих колонках. К тому же появляется возможность довольно легко менять частоты раздела полос и коэффициент усиления каждой отдельно взятой полосы и, таким образом, проще добиться равномерной АЧХ всего звукоусилительного тракта. В усилителе были применены готовые схемы, которые до этого не раз были опробованы в более простых конструкциях.

Структурная схема

На рисунке ниже показана схема 1 канала:

Как видно из схемы, усилитель имеет три входа, один из которых предусматривает простую возможность добавления предусилителя-корректора для проигрывателя винила (при такой необходимости), переключатель входов, предварительный усилитель-тембролок (также трёхполосный, с регулировкой уровней ВЧ/СЧ/НЧ), регулятор громкости, блок фильтров на три полосы с регулировкой уровня усиления каждой полосы с возможностью отключения фильтрации и блок питания для оконечных усилителей большой мощности (нестабилизированный) и стабилизатор для «слаботочной» части (предварительные каскады усиления).

Предварительный усилитель-темброблок

В качестве него была применена схема, не раз проверенная до этого, которая при своей простоте и доступности деталей показывает довольно хорошие характеристики. Схема (как и все последующие) в своё время была опубликована в журнале «Радио» и затем не раз публиковалась на различных сайтах в интернете:

Входной каскад на DA1 содержит переключатель уровня усиления (-10; 0; +10 дБ), что упрощает согласование всего усилителя с различными по уровню источниками сигнала, а на DA2 собран непосредственно регулятор тембров. Схема не капризна к некоторому разбросу номиналов элементов и не требует никакого налаживания. В качестве ОУ можно применить любые микросхемы, применяемые в звуковых трактах усилителей, например здесь (и в последующих схемах) пробовал импортные ВА4558, TL072 и LM2904. Подойдёт любая, но лучше, конечно, выбирать варианты ОУ с возможно меньшим уровнем собственного шума и высоким быстродействием (коэффициентом нарастания входного напряжения). Эти параметры можно посмотреть в справочниках (даташитах). Конечно, здесь вовсе не обязательно применять именно эту схему, вполне можно, например, сделать не трёхполосный, а обычный (стандартный) двухполосный темброблок. Но не «пассивную» схему, а с каскадами усиления-согласования по входу и выходу на транзисторах или ОУ.

Блок фильтров

Схем фильтров, также, при желании можно найти множество, так как публикаций на тему многополосных усилителей сейчас достаточно. Для облегчения этой задачи и просто для примера, я приведу здесь несколько возможных схем, найденных в различных источниках:

— схема, которая была применена мной в этом усилителе, так как частоты раздела полос оказались как раз такие, которые и нужны были «заказчику» — 500 Гц и 5 кГц и ничего пересчитывать не пришлось.

— вторая схема, попроще на ОУ.

И ещё одна возможная схема, на транзисторах:

Как уже писал ваше, выбрал первую схему из-за довольно качественной фильтрации полос и соответствии частот разделения полос заданным. Только на выходах каждого канала (полосы) были добавлены простые регуляторы уровня усиления (как это сделано, например, в третьей схеме, на транзисторах). Регуляторы можно поставить от 30 до 100 кОм. Операционные усилители и транзисторы во всех схемах можно заменить на современные импортные (с учётом цоколёвки!) для получения лучших параметров схем. Никакой настройки все эти схемы не требуют, если не требуется изменить частоты раздела полос. К сожалению, дать информацию по пересчёту этих частот раздела я не имею возможности, так как схемы искались для примера «готовые» и подробных описаний к ним не прилагалось.

В схему блока фильтров (первая схема из трёх) была добавлена возможность отключения фильтрации по каналам СЧ и ВЧ. Для этого были установлены два кнопочных переключателя типа П2К, с помощью которых просто можно замкнуть точки соединения входов фильтров — R10C9 с их соответствующими выходами — «выход ВЧ» и «выход СЧ». В этом случае по этим каналам идёт полный звуковой сигнал.

Усилители мощности

С выхода каждого канала фильтра сигналы ВЧ-СЧ-НЧ подаются на входы усилителй мощности, которые, также, можно собрать по любой из известных схем в зависимости от необходимой мощности всего усилителя. Я делал УМЗЧ по известной давно схеме из журнала «Радио», №3, 1991 г., стр.51. Здесь даю ссылку на «первоисточник», так как по поводу этой схемы существует много мнений и споров по повод её «качественности». Дело в том, что на первый взгляд это схема усилителя класса «B» с неизбежным присутствием искажений типа «ступенька», но это не так. В схеме применено токовое управление транзисторами выходного каскада, что позволяет избавиться от этих недостатков при обычном, стандартном включении. При этом схема очень простая, не критична к применяемым деталям и даже транзисторы не требует особого предварительного подбора по параметрам К тому же схема удобна тем, что мощные выходные транзисторы можно ставить на один теплоотвод попарно без изолирующих прокладок, так как выводы коллекторов соединены в точке «выхода», что очень упрощает монтаж усилителя:

Полезное:  Самодельный аудио усилитель класса D

При настройке лишь ВАЖНО подобрать правильные режимы работы транзисторов предоконечного каскада (подбором резисторов R7R8) — на базах этих транзисторов в режиме «покоя» и без нагрузки на выходе (динамика) должно быть напряжение в пределах 0,4-0,6 вольт. Напряжение питания для таких усилителей (их, соответственно, должно быть 6 штук) поднял до 32 вольт с заменой выходных транзисторов на 2SA1943 и 2SC5200, сопротивление резисторов R10R12 при этом следует также увеличить до 1,5 кОм (для «облегчения жизни» стабилитронам в цепи питания входных ОУ). ОУ также были заменены на ВА4558, при этом становится не нужна цепь «установки нуля» (выходы 2 и 6 на схеме) и, соответственно меняется цоколёвка при пайке микросхемы. В результате при проверке каждый усилитель по этой схеме выдавал мощность до 150 ватт (кратковременно) при вполне адекватной степени нагрева радиатора.

Подробнее об этом усилителе всё же рекомендовал бы посмотреть информацию в «первоисточнике», там очень подробно расписаны варианты, принципы построения, настройки и работы.

Блок питания УНЧ

В качестве блока питания были использованы два трансформатора с блоками выпрямителей и фильтров по обычной, стандартной схеме. Для питания НЧ полосных каналов (левый и правый каналы) — трансформатор мощностью 250 ватт, выпрямитель на диодных сборках типа MBR2560 или аналогичных и конденсаторы 40000 мкф х 50 вольт в каждом плече питания. Для СЧ и ВЧ каналов — трансформатор мощностью 350 ватт (взят из сгоревшего ресивера «Ямаха»), выпрямитель — диодная сборка TS6P06G и фильтр — два конденсатора по 25000 мкф х 63 вольт на каждое плечо питания. Все электролитические конденсаторы фильтров зашунтированы плёночными конденсаторами ёмкостью 1 мкф х 63 вольта.

В общем, блок питания может быть и с одним трансформаторм, конечно, но при его соответствующей мощности. Мощность усилителя в целом в данном случае определяется исключительно возможностями источника питания. Все предварительные усилители (темброблок, фильтры) — запитаны также от одного из этих трансформаторов (можно от любого из них), но через дополнительный блок двуполярного стабилизатора, собранный на МС типа КРЕН (или импортных) или по любой из типовых схем на транзисторах.

Конструкция самодельного усилителя

Это, пожалуй, был самый сложный момент в изготовлении, так как подходящего готового корпуса не нашлось и пришлось выдумывать возможные варианты :-)) Чтобы не лепить кучу отдельных радиаторов, решил использовать корпус-радиатор от автомобильного 4-канального усилителя, довольно больших размеров, примерно такой:

Все «внутренности» были, естественно, извлечены и компоновка получилась примерно такой (к сожалению фотографию соответствующую не сделал):

— как видно, в эту крышку-радиатор установились шесть плат оконечных УМЗЧ и плата предварительного усилителя-темброблока. Плата блока фильтров уже не влезла, поэтому была закреплена на добавленной затем конструкции из алюминиевого уголка (её видно на рисунках). Также, в этом «каркасе» были установлены трансформаторы, выпрямители и фильтры блоков питания.

Вид (спереди) со всеми переключателями и регуляторами получился такой:

Вид сзади, с колодками выходов на динамики и блоком предохранителей (поскольку никакие схемы электронной защиты не делались из-за недостатка места в конструкции и чтобы не усложнять схему):

В последующем каркас из уголка предполагается, конечно, закрыть декоративными панелями для придания изделию более «товарного» вида, но делать это будет уже сам «заказчик», по своему личному вкусу. А в целом, по качеству и мощности звучания, конструкция получилась вполне себе приличная. Автор материала: Андрей Барышев (специально для сайта 2shemi.ru).

2shemi.ru

Усилитель звука на транзисторах #1 ⋆ diodov.net

Усилитель звука относится к одному из наиболее интересных электронных устройств для начинающих электронщиков или радиолюбителей. И это не удивительно, ведь если устройство собрано правильно, то достаточно подключить динамик и сразу же раздастся звук, оповещающий о том, что усилитель мощности работает. Наличие звука приносить радость успешного завершения сборки усилителя звука своими руками, а его отсутствие – разочарование. Поэтому цель данной статьи – принести радость начинающему электронщику. Но сначала все по порядку…

Усилитель мощности на транзисторах. Базовые положения

Усилитель мощности на транзисторах присутствует в том или ином виде во многих электронных устройствах. Особенно ярко выделено его применение в звуковой технике.

Современный мир электроники полностью опутан различными запоминающими устройствами: флешки, жесткие диски и т.п. Для воспроизведения информации, хранящейся в памяти накопителей, нужно, прежде всего, преобразовать и усилить ее сигналы.

Главное назначение любого усилителя состоит в преобразовании маломощного сигнала в более мощный. При этом форма его должна сохраняться и не искажаться в процессе преобразования. Иначе произойдет частичная или полная утеря информации.

Начинающим электронщикам следует помнить очень важный момент. Усиление происходит не за счет каких-либо магических свойств транзистора, а за счет энергии блока питания. Транзистор лишь управляет потоком мощности от источника питания к нагрузке. Причем он выполняет свою работу в нужные моменты времени. Отсюда становится понятно, что мощность на нагрузке ограничена лишь мощностью блока питания. Если нагрузка, например динамик, имеет мощность 10 Вт, а источник тока способен выдать только 5 Вт, то нагрузка будет способна развить только 5 Вт.

Структура усилителя состоит из источника и узла, согласующего входной сигнал с источником тока. Такое согласование позволяет получить выходной сигнал.

Устройство транзистора

Поскольку главным элементом усилителя является транзистор, то рассмотрим вкратце устройство и принцип работы это полупроводникового прибора.

Среди довольно обширного выбора полупроводниковых приборов, как по характеристикам, так и по принципу действия, в данной статье мы рассмотрим, и будем применять исключительно биполярные транзисторы (БТ).

Такой электронный прибор состоит из полупроводникового кристалла и трех, подсоединенных к нему электродов. Вся конструкция помещается в корпус, который защищает прибор от разных внешних воздействий (пыль, влага и т.п.). От корпуса отходят три вывода: база (Б), коллектор (К) и эмиттер (Э).

Существуют принципиально два типа БТ n-p-n и p-n-p структуры. Принцип работы их аналогичен, а отличие состоит лишь в полярности подключения к их выводам источника питания и радиоэлектронных элементов, имеющих полярность, например электролитических конденсаторов.

Биполярный транзистор имеет два pn-перехода, поэтому конструктивно его можно рассматривать, как два последовательно встречно соединенных диода. Точка соединения диодов аналогична базе. Но если взять два любых диода и соединить их соответствующим образом, то в такой конструкции не будут проявляться усилительные свойства. Причина в том, что у «настоящего» транзистора слишком малое расстояние между различными полупроводниковыми структурами (база-эмиттер, база-коллектор). Расстояние равно единицам микрометра, то есть несколько тысячных миллиметра (1мкм = 0,001 мм = 0,000001 м). Именно за счет малого расстояния получается транзисторный эффект.

Как работает биполярный транзистор (БТ)

Принцип работы БТ упрощенно рассмотрим на примере ниже приведенной схемы.

Базу оставим не подключенной либо соединим ее с минусом источника питания. Последний вариант более предпочтительный, поскольку исключает появление наводок на выводе.

Чтобы исключить короткое замыкание в цепь коллектора следует установить резистор Rн, он же будет служить нагрузкой. Однако при подключении источника питания Uип, ток в цепи VT и Rн протекать не будет (обратный ток мы не берем в счет, поскольку его значение слишком мало и не превышает единиц микроампер). Отсутствие тока в цепи поясняется тем, что транзистор закрыт. И если вернуться к аналогии с диодом, то мы заметим, что один из них находится под обратным напряжением, поэтому он заперт.

Открыть БТ не составит большого труда. Следует на базу относительно эмиттера (для n-p-n структуры) приложить положительный потенциал, то есть подать напряжение, например от другого источника питания – батарейки. Величина напряжения должна быть порядка 0,6 В, чтобы скомпенсировать падение напряжения на эмиттерном переходе. Резистор Rб служит для ограничения тока, протекающего в цепи базы.

Таким образом, если подать небольшое напряжение на базу, то в цепи нагрузки Rн будет протекать ток коллектора Iк. При смене полярности блока питания VT закроется. Чтобы не запутаться и правильно подключать источник питания следует обратить внимание на направление стрелки эмиттера. Она указывает на направление протекания токов Iк и Iб. Для БТ n-p-n типа Iк и Iб входят в эмиттер, а для p-n-p – выходят.

Коэффициент усиления транзистора

Токи базы Iб и коллектора Iк находятся в тесной взаимосвязи. Более того, величина тока, протекающего в цепи коллектора помимо параметров Uип и Rн определяются величиной Iб в прямопропорциональной зависимости. Отношение Iк к Iб называется коэффициентом усиления транзистора по току и обозначается буквой β («бета»):

Коэффициент усиления является одним из важнейших параметров БТ и всегда приводится в справочниках. Для большинства маломощных БТ он находится в диапазоне 50…550 единиц. В общем, β показывает во сколько раз ток коллектора больше тока базы.

Усилитель звука на транзисторах

Усилитель звука на транзисторах предназначен для повышения мощности сигнала звуковой частоты, поэтому его еще называют усилитель мощности звуковой частоты или сокращенно УМЗЧ. Источником звука, подлежащего усилению, чаще всего служит микрофон или выход звуковой карты компьютера, ноутбука, смартфона и т.п. Мощность таких источников довольно низкая и составляет микроватты, а для нормальной работы динамика (громкоговорителя) необходимо обеспечить мощность единицы и десятки ватт, а то и сотни ватт. Поэтому главной задачей УМЗЧ является повышение мощности слабого входного сигнала в тысячи и десятки тысяч раз.

Звуки раздающейся мелодии или речи имеют сложный характер. Однако любой из них, даже самой сложной формы можно разложить в ряд сигналов синусоидальной формы, отличающихся как по частоте, так и по амплитуде.

Поэтому с целью упростить пояснение принципа работы схемы УМЗЧ будем применять входной сигнал синусоидальной формы uc. Нагрузкой на первых порах вместо динамика буде служить резистор Rн.

Однако приведенная выше схема применяется лишь для работы БТ в ключевом режиме, то есть когда полупроводниковый прибор VT находится в двух фиксированных состояниях – открытом и закрытом. Для усиления переменного сигнала данная схема непригодна, поскольку будет усиливаться только положительная полуволна входного сигнала. Для отрицательной полуволны транзистор будет закрыт. Кроме того, амплитуда входного сигнала должна быть не меньше 0,6 В, иначе просто останется незамеченным, поскольку не откроется эмиттерный переход.

Базовая схема входного каскада УМЗЧ

Чтобы схема УМЗЧ работала правильно, а это означает, усиливала без искажений положительные и отрицательные полуволны, изначально следует приоткрыть VT наполовину. Тогда положительная полуволна будет еще больше открывать БТ, а отрицательная – призакрывать его.

Приоткрыть БТ можно небольшим напряжением, поданным на базу, оно же называется напряжением смещения. Сам процесс называют установкой рабочей точки транзистора по постоянному току. Напряжение смещения зачастую подается от общего источника питания через токоограничивающий резистор Rб, согласно схемы, приведенной ниже.

Чтобы постоянное напряжение не воздействовало на источник переменного сигнала, а также не нарушался режим работы схемы по постоянному току, переменная составляющая отделяется конденсатором С1, а нагрузка подключается к коллектору через разделительный конденсатор C2 к клеммам uвых.

diodov.net

Усилитель звука - как подобрать к колонкам, рейтинг лучших моделей 2019 года

Современный меломан отдаст полцарства за хороший усилитель, если, конечно, оно у него имеется. Казалось бы, вот тебе активные компьютерные колонки — подключай источник и наслаждайся. Однако катарсиса не выходит… — звук-то выходит посредственный… И тем кто никогда не слышал, как играет hi-fi аппаратура, даже сложно объяснить насколько. Благо любители хорошей музыки сейчас все более продвинутые, да и за толковую электронику просят не королевское наследство.

Так зачем нужен усилитель?

Что же такого волшебного делает усилитель звука для колонок, раз считается сердцем аудиосистемы? Среди миллиона различных ответов напрашивается самый очевидный. Он увеличивает мощность сигнала. Не секрет, что любая информация в современной технике передается, преимущественно, с помощью электрических колебаний. И цифровое, и аналоговое устройства производят работу только получив информацию на свой блок с соседнего, или с другого аппарата. Так и дружат.

На выходе проигрывателя электрические колебания всегда очень слабые, и хоть содержат всю необходимую информацию  для воспроизведения, не способны совершить серьезную работу. Ни для одного уважающего себя динамика такой шёпот неприемлем. Каждая колонка, каждый ее динамик ждут адекватного питания и, подключенные к передающему музыку МОЗГУ, «голодают». В таких условиях они звучат невнятно и невыразительно.

Вот тут на выручку и приходит наш герой — усилитель мощности звука. Хороший усилитель обогащает, подготавливает звук для акустики и, подключенный к электросети, заражает своей энергией колонки через линейные выходы. Как говорится, начинается уже совсем другая песня.

Без сомнения, двадцать первый век вносит свою лепту в увеличение машинного разнообразия: усилители сейчас стали сильно непохожими друг на друга. Тем не менее, можно составить довольно удобоваримую классификацию, которая поможет лучше в них ориентироваться.

Виды усилителей

Итак, есть три типа такой аппаратуры, которая делает аудио мощнее и громче:

Предварительный. Если устройство, например, такое как микрофон имеет дело с плохим источником звука – усилитель обрабатывает и улучшает информацию о нем, добавляя мощность.

Оконечный. Собственно, занимается только своими прямыми обязанностями — усиливает звук. Можно увидеть в студиях звукозаписи среди прочего профессионального оборудования.

Интегральный. Микс двух предшествующих. Самая распространяя система из доступных в магазинах. Как любое комбинированное решение дает несколько сниженное качество звучания по сравнению со специализированными усилителями. Но выигрывает в цене и универсальности.

Различают аппаратуру и по способу передачи сигнала:

Аналоговый усилитель. Работает с электрическими колебаниями, которые получает от проигрывателя, увеличивая их энергетические характеристики. Для подключения к цифровой технике требуется соответствующий преобразователь.

Цифровой усилитель. Преобразует на выходе цифровой сигнал в аналоговый, «понятный» колонкам и добавляет ему мощности.

Классы усилителей

По разному работают и транзисторы — повышающие силу сигнала элементы внутри усилителя. Их видовое разделение по этому признаку настолько многообразно, что проще ориентироваться лишь на самые основные и принципиальные отличия. Лучше — не углубляясь в тонкости функционирования радиодетали и не объясняя ее устройство обратить внимание на эксплуатационные характеристики свойственные соответствующим классам.

Усилители класса А, В, АВ, Н и прочие их производные. Хоть и отличаются временем и степенью открытия транзисторов для пропускания тока в цепь, действуют принципиально одинаково. Главная проблема для всех аппаратов этого типа, возникающие в начальный момент пропускания тока, нелинейные искажения входного сигнала. Все в конструкции этого типа техники направлено на борьбу с ними. Что приводит к уменьшению КПД и серьезному нагреву. Отсюда вытекает серьезный рост размеров с повышением мощности — для большого устройства, и зажатость звучания от ее недостатка — если устройство маленькое. Класс А считается самым точным и наименее подверженным помехообразованию и, как результат, обладает наименьшей  производительностью.

Усилители класса D. Транзисторы в них работают как ключи, открываются мгновенно и сразу пропускают ток. И это приводит к полному отсутствию нелинейных искажений. Коротко говоря, этот тип усилителей полная противоположность предыдущему семейству. Выигрывая в КПД, они плохо себя проявляют, при воспроизводении звукового диапазона, что особенно заметно в области высоких частот. Для тех, кто ищет компактный усилитель в автомобиль — этот класс может быть особенно интересен.

Также отличаются эти устройства не только по назначению, но и по исполнению.

На интегральных микросхемах. Что называется, дешево и почти сердито. Играет цветасто, бравурно и громко. Но недостает полноты картины, не хватает глубины и мягкости. На случай, если вы любите только парады и марши. Благодаря компактной элементной базе легко помещаются в небольшой корпус. Часто используются как сбалансированное решение для автомобиля. Среди таких аппаратов часто встречаются, так называемые ресиверы, выполняющие ряд сопутствующих функций. Например, в них могут быть интегрированы вай-фай и блютуз модули. Одним словом, бурно развивающееся направление. Существуют и дорогие модели с удивительным звучанием, относящиеся к hi-end классу.

На транзисторах. Отработанная и проверенная технология. Звук зависит от качества транзисторов. Современные радиодетали позволяют добиваться при воспроизведении минимума искажений, богатства нюансов с легкостью отыгрывая и динамичные композиции. Попадаются даже экземпляры, которые звучат совсем нежестко, по-домашнему. Все они довольно универсальны. Могут работать с любой акустикой. Хотя тут не все однозначно. Класс А выдает самый богатый диапазон, но проседает по КПД и мощности, более требователен в подборе акустики. Системы классов В или D менее привередливы. Им по зубам колонки с низкой чувствительностью. При этом не будет чувствоваться зажатости, замкнутости динамического диапазона.

Полезно:  Активные и пассивные колонки - что из них лучше?

Ламповые. Их часто выбирают ценители. Воспроизведение теплое и естественное. Идеально передают тембр голоса и способны раскрыть всю звуковую палитру играющего инструмента. Лучше всего показывают себя в тандеме с мягкими динамиками на основе бумаги или подобного по механическим свойствам материала.

Гибридные. В последнее время особенно популярны. Здесь лампы обрабатывают входной сигнал, а накачкой колонок занимаются усиливающие каскады на транзисторных схемах. Союз «меча и орала» придает игре теплоту, без ущерба КПД и позволяет точно управлять акустикой. Им по силам «раскачать» тугие колонки с хорошими низами.

Надо оговориться, что в этой номенклатуре присутствует тавтология, которая закрепилась исторически. Среди перечисленных выше разрядов усилителей основной и главной единицей все равно остается транзистор. Просто исполнен он различно. В аппаратах на интегральных микросхемах — транзисторы плотно упакованы в крошечном кусочке кремния, в ламповых — это отдельные триоды в стеклянной колбе. Но в общем, несмотря на то, что все эти устройства собраны из одинаковых по сути, но по-разному исполненных элементов, транзисторными называют лишь те, в которых они представляют собой отдельную полупроводниковую деталь. Кстати, в сети встречается ошибочная формулировка «усилитель звука на транзисторе», которая неверна уже потому, что транзисторов в современном усилителе много, как минимум один на каскад.

Выбор усилителя, учитывающий характеристики колонок

Выбрать хороший аудиоусилитель для дома, отвечающий современным требованиям и соответствующий собственным желаниям дело нетривиальное. Это, в какой-то мере, даже инженерная задача. Нужно учесть характеристики проигрывателя и колонок, которые будет использоваться вместе с усилителем. А также учесть размер и акустику помещения, где будет располагаться и играть музыкальное оборудование. И вдобавок, предстоит определиться с затратами, установив доступную для себя планку качества.

На что же нужно обращать внимание? Можно выделить несколько важных моментов:

Прежде всего стоит оценить уровень интермодуляционных и переходных искажений. Эти значения производители указывают редко и их наличие в паспорте говорит о серьезном подходе к делу. У самых лучших образцов первая величина не превышает одного процента. У устройств для дома достаточен показатель не больше трех.

При воспроизведении музыкального ряда, мембраны динамиков испытывают случайные колебания. Они еще называются паразитными. Усилитель способен им противостоять. Успешность этого оценивается демпфированием — еще одной числовой характеристикой, которая для домашнего использования должна быть не менее ста.

Показатель сигнал/шум. Это когда вы выкручиваете регулятор громкости усилителя до конца и сравниваете величину помех с амплитудой выдаваемого полезного сигнала. Чем выше цифра, тем чище будет звучание.

Частотный диапазон. Чем он шире, тем лучше. Особенно хорошо если этот диапазон уходит в не воспринимаемую человеческим ухом область — это гарантирует работу без помех в слышимой. Разумеется, при прочих равных.

Следует обязательно учесть чувствительность и сопротивление колонок, с которыми предстоит работать усилителю. Акустика с малой чувствительностью требует более мощного аппарата. Меньшее сопротивление колонок, чем расчетное для усилителя, может вызвать короткое замыкание и выход из строя всей аудиосистемы. Большее же, хоть и не опасно, при большой разнице заметно уменьшит громкость проигрываемой музыки.

Система усилителя должна быть двухполосной для возможности воссоздания стерео. А подключать сабвуфер к четырехполосной. Хотя для басовика, лучше подойдет дискретный моноусилитель.

Возможные варианты

Чтобы проще было разобраться в многообразии звукоусилительной техники можно рассмотреть конкретные модели, которые очень хорошо зарекомендовали себя на рынке и в среде любителей музыки. Безусловно, каждый усилитель служит для увеличения мощности звука, но помимо этого, еще привносит в исполнение музыки свою свойственную только его модели изюминку. Это надо помнить. И всегда придерживаться главного правила при покупке любого аудиоустройства: слушать, слушать и еще раз слушать. Именно собственное восприятие звука — это то, на что прежде всего нужно ориентироваться.

Yamaha A-S201

Плюсы

  • Хорошая мощность
  • Создает широкое и объемное звуковое пространство
  • Есть фонокоректор и считывающая ММ-головка, для любителей винила
  • Есть функция автоотключения

Минусы

  • Отсутствие регулятора баланса
  • Пластиковые разъемы линейных выходов
  • Уровень шума несколько выше чем в других похожих системах

Интегральный усилитель от легендарного мультимедийного бренда. Он самый недорогой в линейке, но в нем присутствуют те же уникальные технологии, что и в старших моделях. Сто ватт на канал – это порядочное усиление, и такая мощность вполне достаточна для любых колонок. Хорошо себя показывает при воспроизведении сложных музыкальных композиций. Диапазон подходящей музыки от симфонической – до, контрастирующей — репа. Усилитель сохраняет первозданное звучание лишь слегка и приукрашивая его только в пользу.

Звук прямой и притягательный, конструкция надежная, строгая и лаконичная внешность. В целом, отличный экземпляр за свои деньги.

Плюсы

  • Наличие Bluetooth. Возможность транслировать музыку по радиоканалу с телефона или на колонки.
  • Воспроизведение по USB и с MicroSD-карт
  • Винтовые разъемы для акустики
  • Небольшие размеры
  • Невысокая цена

Минусы

  • Внешний блок питания
  • Не очень большая мощность

Интересный маленький усилитель класса D с поддержкой беспроводной сети по протоколу Bluetooth. Особенно хорошо воспроизводит высокие частоты, но и низкие тоже вполне достойные. Чистый и очень подробный звук. На выходах каждого из двух каналов по 30 ватт в расчете на сопротивление колонок в 4 ома.  Корпус из алюминия с очень приятной текстурой, крепкий и миниатюрный. Хорош для не сильно мощной акустики. Достаточен для средних размеров комнаты.

Минусы

  • Внешний блок питания
  • Отсутствует корпус. Можно склеить шасси из оргстекла

Еще один крошечный представитель D класса с выдачей 50 ватт на каждый канал. Вдвое мощнее предыдущей модели. Дает чистый и сильный звук. Имеет высокий кпд в 90 процентов, потому слабо нагревается и не требует каких-то дополнительных конструкций для охлаждения. Недорог, надежен. Отличный вариант для дома.

Плюсы

  • Хорошая мощность
  • Очень большая широта воспроизводимого диапазона (5-100000 Гц)
  • Есть фонокорректор ММ
  • Есть функция автоотключения
  • Возможность отключить встроенный кроссовер, если есть более высококлассный

Минусы

  • Пластиковые навершия потенциометров
  • На большой громкости заметно греется, и при длительной работе может уйти в защиту
  • Отсутствие пульта в комплекте

Аналог Yamaha A-S201. Очень похож на своего более мощного собрата. Низы глубокие, высокие частоты приятны. Ощущается даже некоторая ламповость. Но в целом звук более железный, свойственный интегральным аппаратам. Хорошие показатели по критерию сигнал/шум. Требователен к источнику звука и акустике.

Плюсы

  • Качество исполнения изделия. Корпус добротный, запаха пластика нет, трансформатор работает очень тихо.
  • 3D звук (увеличивает стереоэффект)
  • Ни один динамик с этим усилителем не фонит
  • Регулировки тембра

Минусы

  • Реальная мощность ниже заявленной (максимум 10 ватт на канал, хотя производитель указывает – 50, не оговариваясь, что это пиковая)
  • Несколько завышенная цена

Несмотря на невысокий коэффициент усиления справляется с довольно серьезными колонками. Хотя хорошо играет лишь на половине своей мощности (в районе 4 ватт на канал). При таких условиях и с приличной аппаратурой звук хорош, помехи минимальны, а широта воспроизводимых частот более чем удовлетворительна.

Заключение

В приведенных примерах рассматривались лишь устройства класса D, как наиболее современные и подходящие для домашнего использования. Они имеют невысокую стоимость и дают полноценную звуковую картину. А потому рекомендуются любителям и обычным пользователям, желающим расширить свой музыкальный опыт.

tehnopanorama.ru

Ламповый усилитель мощности звука

Ламповый усилитель мощности звука — Hi-End усилитель

Ламповый усилитель мощности звука — большинство ценителей качественной музыки, умеющие обращаться с паяльным оборудованием и имеющие определенный опыт по ремонту радиотехники, могут попробовать своими силами собрать ламповый усилитель высокого класса, который обычно называют Hi-End. Ламповые аппараты такого типа относятся во всех отношениях к особенному классу бытовой радиоэлектронной аппаратуры. В основном они обладают привлекательным дизайном, при этом ничего не закрыто кожухом — все на виду.

Ведь понятно, чем больше видно установленный на шасси электронных компонентов, тем больше авторитет у аппарата. Естественно и параметрические значения лампового усилителя существенно превосходят модели выполненные на интегральных или транзисторных элементах. Вдобавок к этому, при анализе звучания лампового устройства все внимание отдается персональной оценке звука, нежели изображению на экране осциллографа. К тому же ламповый усилитель мощности звука отличается незначительным набором используемых деталей.

Как выбрать схему лампового усилителя

В случае выбора схемы предварительного усилителя не бывает особых проблем, то при выборе подходящей схемы оконечного каскада могут создаться затруднения. Ламповый усилитель мощности звука может иметь несколько вариантов исполнения. Например бывают аппараты однотактные и двухтактного типа, а также имеют различные режимы работы выходного тракта, в частности «А» либо «АВ». Выходной каскад однотактного усиления является по-большому счету образцом, потому как находится в режиме «А».

Этот режим работы характеризуется наименьшими величинами нелинейных искажений, но КПД у него не высокий. Также и мощность на выходе такого каскада не очень большая. Следовательно, при необходимости озвучивания внутреннего пространства средних размеров потребуется двухтактный усилитель, с режимом работы «АВ». Но когда однотактный аппарат может быть выполнен только лишь с двумя каскадами, один из которого предварительный, а другой усиливающий, то для двухтактной схемы и ее корректной работы понадобится драйвер

Но если однотактный ламповый усилитель мощности звука может состоять всего из двух каскадов – предварительного усилителя и усилителя мощности, то двухтактной схеме для нормальной работы требуется драйвер или каскад образующий два напряжения идентичной амплитуды, сдвинутые по фазе на 180. Выходные каскады, независимо от того однотактный он или двухтактный, предполагают наличие в схеме выходного трансформатора. Который выполняет роль согласующего устройства межэлектродного сопротивления радиолампы с малым сопротивлением акустики.

Настоящие почитатели «лампового» звучания утверждают, что схема усилителя не должна иметь каких бы то ни было полупроводниковых приборов. Поэтому выпрямитель блока питания должен быть реализован на вакуумном диоде, который специально разработан для высоковольтных выпрямителей. Если вы намерены повторить рабочую, проверенную схему лампового усилителя, то не нужно сразу собирать непростое двухтактное устройство. Для озвучивания небольшого помещения и получения идеальной звуковой картины, в полной мере хватит однотактного лампового усилителя. К тому же его проще изготовить и настроить.

Принцип сборки ламповых усилителей

Существую определенные правила монтажа радиоэлектронных конструкций, в нашем случае — это ламповый усилитель мощности звука. Поэтому перед началом изготовления аппарата, желательно бы хорошенько изучить первостепенные принципы сборки таких систем. Главным правилом при сборке конструкций на вакуумных радиолампах, является разводка соединительных проводников по максимально короткому пути. Наиболее эффективны методом считается воздержание от применения проводов в тех местах, где можно обойтись без них. Постоянные резисторы и конденсаторы необходимо устанавливать прямо на панельки ламп. При этом, в качестве вспомогательных точек нужно применять специальные «лепестки». Такой способ сборки радиоэлектронного устройства именуется «навесной монтаж».

На практике, при создании ламповых усилителей печатные платы не применяются. Также, одно из правил гласит — избегайте прокладки проводников параллельно друг другу. Однако такая, на первый взгляд беспорядочная разводка считается нормой и вполне оправдана. Во многих случаях, когда усилитель уже собран, в динамиках слышен фон низкой частоты, его обязательно нужно убирать. Первостепенную задачу выполняет правильный выбор точки «земля». Есть два способа организовать заземление:

  • Соединение всех проводов идущих на «землю» в одну точку — называется «звездочка»
  • Установка по периметру платы энергоэффективной электротехнической медной шины, а к ней уже припаивать проводники.

Выверять место для точки заземления нужно путем эксперимента, прослушивая наличие фона. Чтобы определить откуда исходит фон низкой частоты, нужно сделать так: Нужно методом последовательного эксперимента, начиная с двойного триода предварительного усилителя, закорачивать сетки ламп на «землю». В случае заметного снижения фона, станет понятно, цепь именно какой лампы «фонит». А далее, также опытным путем нужно пытаться устранить эту проблему. Существуют вспомогательные методы, которые обязательны к применению:

Читайте также:  КВ усилитель мощности для любительских радиостанций

Лампы предварительного каскада

  • Электровакуумные лампы предварительного каскада нужно обязательно закрывать колпачками, а их в свою очередь заземлить
  • Корпуса подстроечных резисторов, так же подлежат заземлению
  • Провода накала ламп требуется свить

Ламповый усилитель мощности звука , вернее сказать, цепь накала лампы предварительного усилителя допускается запитывать постоянным током. Но в таком случае придется в блок питания добавить еще один выпрямитель собранный на диодах. А использование выпрямительных диодов сам по себе нежелателен, так как ломает конструктивный принцип изготовления лампового Hi-End усилителя без применения полупроводников.

По парное размещение выходного и сетевого трансформаторов в ламповом устройстве, является достаточно важным моментом. Данные компоненты устанавливаться должны строго вертикально, тем самым удается уменьшить уровень фона из сети. Одним их эффективных способов установки трансформаторов является их помещение в кожух, выполненный из металла и заземленный. Магнитопроводы трансформаторов так же нужно заземлять.

На этапе монтажных работ нельзя применять в конструкции провода в экранирующей оплетке. Так как такой провод может привести к появлению паразитного конденсатора, образующегося между двумя параллельными проводниками — жилой и оплеткой. Конечно в этой статье невозможно осветить полностью все нюансы с применением комплектующих деталей. Один из нюансов это то, что имеющаяся в свободном доступе элементная база состоящая из транзисторов и микросхем для применения в ламповой технике звука усиления абсолютно не годится.

Ретро-компоненты

Радиолампы, это приборы из далеких времен, но вновь вошедшие в моду. Поэтому нужно комплектовать ламповый усилитель мощности звука такими же ретро-элементами, которые устанавливались в первоначальных ламповых конструкциях. Если это касается постоянных резисторов, то можно применить углеродистые резисторы, имеющие высокую стабильность параметров либо проволочные. Однако эти элементы обладают большим разбросом — до 10%. Поэтому для лампового усилителя лучшим выбором будет использование малогабаритных прецизионных резисторов с металлодиэлектрическим проводящим слоем — С2-14 или С2-29. Но цена таких элементов существенно высокая, то взамен им вполне подойдут и МЛТ.

Особо ревностные приверженцы ретро-стиля достают для своих проектов «мечту аудиофила». Это — углеродистые резисторы ВС, разработанных в Советском Союзе специально для применения в ламповых усилителях. При желании их можно отыскать в ламповых радиоприемниках 50-60 годов выпуска. Если по схеме резистор должен иметь мощность более 5 Вт, то тогда подойдут проволочные резисторы ПЭВ, покрытые стекловидной теплостойкой эмалью.

Конденсаторы, применяемые в ламповых усилителях в основном не критичны к тому или иному диэлектрику, а также к самой конструкции элемента. В трактах настройки тембра можно использовать конденсаторы любого типа. Также и в цепях выпрямителя блока питания можно устанавливать любого типа конденсаторы в качестве фильтра. При конструировании усилителей низкой частоты высокого качества, большое значение имеют установленные в схеме разделительные конденсаторы.

Именно они оказывают особое влияние на воспроизведение натурального, не искаженного звукового сигнала. Собственно благодаря им мы получаем исключительный «ламповый звук». При выборе разделительных конденсаторов, которые будут устанавливаться в ламповый усилитель мощности звука , нужно обратить особое внимание на то, чтобы ток утечки был как можно меньшим. Потому, что от данного параметра напрямую зависит корректная работа лампы, в частности ее рабочая точка.

Помимо этого, не нужно забывать, что разделительный конденсатор подключен к анодной цепи лампы, отсюда следует, что он находится под большим напряжением. Так, что такие конденсаторы должны иметь рабочее напряжение не менее 400v. Одними из лучших конденсаторов работающих в роли переходного, считаются емкости от фирмы JENSEN. Именно эти емкости применяются в топовых усилителях HI-END класса. Но их цена очень высокая, доходящая до 7500 рублей за один конденсатор. Если использовать отечественные компоненты, то наиболее подходящими будут например: К73-16 либо К40У-9, однако по качеству они значительно уступают фирменным.

Однотактный ламповый усилитель мощности звука

Представленная схема лампового усилителя имеет в своем составе три отдельных модуля:

  • Предварительный усилитель с возможностью регулировки тембра
  • Выходной каскад, то-есть сам усилитель мощности
  • Источник питания

Предусилитель изготавливается по простой схеме с возможностью регулировать усиление сигнала. А также имеет пару отдельных регуляторов тембра низкой и высокой частоты. Для повышения эффективности работы аппарата, в конструкцию предварительного усилителя можно внедрить добавить эквалайзер на несколько полос.

Электронные компоненты предварительного усилителя

Представленная здесь схема предварительного усилителя выполнена на одной половине двойного триода 6Н3П. Структурно предусилитель может быть изготовлен на общем каркасе с выходным каскадом. В случае исполнения стерео варианта, то естественно образуются два идентичных канала, следовательно, триод будет задействован полностью. Практика показывает, что приступая к созданию какой-либо конструкции, лучше всего сначала воспользоваться монтажной платой. А после налаживания уже компоновать в основном корпусе. При условии правильной сборки, предусилитель без проблем начинает работать синхронно с подачей напряжения питания. Однако на этапе настройки нужно выставить напряжение анода радиолампы.

Читайте также:  Ламповый усилитель PrimaLuna EVO 300 Power

Конденсатор в выходной цепи С7 можно применить К73-16 с номинальным напряжением 400v, но желательно от фирмы JENSEN, который обеспечит лучшее качество звучания. Ламповый усилитель мощности звука не особо критичен к электролитическим конденсаторам, поэтому можно применять любого типа, но с запасом по напряжению. На этапе настроечных работ, во входную цепь предварительного усилителя подключаем генератор низкой частоты и подаем сигнал. На выходе должен быть подключен осциллограф.

Изначально размах сигнала на входе выставляем в пределах 10 mv. Затем определяем значение напряжения на выходе и вычисляем усиливающий коэффициент. Звуковым сигналом в диапазоне 20 Гц — 20000 Гц на входе можно высчитать пропускную способность усиливающего тракта и изобразить его АЧХ. Путем подбора емкостного значения конденсаторов, есть возможность определить приемлемую пропорцию высокой и низкой частоты.

Настройка лампового усилителя

Ламповый усилитель мощности звука реализован на двух октальных радиолампах. Во входной цепи установлен двойной триод с отдельными катодами 6Н9С включенный по параллельной схеме, а оконечный каскад выполнен на довольно мощном выходном лучевом тетроде 6П13С включенным как триод. Собственно, исключительное качество звучания создает именно триод установленный в оконечном тракте.

Чтобы выполнить простую настройку усилителя достаточно будет обыкновенного мультиметра, а чтобы выполнить точную и верную регулировку необходимо иметь осциллограф и генератор звуковых частот. Начинать нужно с установки напряжения на катодах двойного триода 6Н9С, которой должно быть в пределах 1,3v — 1,5v. Выставляется это напряжение подбором постоянного резистора R3. Ток на выходе лучевого тетрода 6П13С должен находится в диапазоне от 60 до 65 mA. Если нет в наличии мощного постоянного резистора 500 Ом — 4 Вт (R8), то его можно собрать из пары двух-ваттных МЛТ с номиналом 1 кОм и включенных параллельно.Все другие, указанные в схеме резисторы можно устанавливать любого типа, но предпочтение все же отдается С2-14.

Точно так же как и в предусилителе, важной составляющей является разделяющий конденсатор С3. Как уже упоминалось выше, идеальным вариантом было бы установка этого элемента от фирмы JENSEN. Опять же, если таковых нет под рукой, то можно использовать и советские, пленочные конденсаторы К73-16 либо К40У-9, хотя они хуже заморских. Для корректной работы схемы, эти компоненты подбираются с наименьшим током утечки. В случае невозможности выполнить такой подбор, то желательно все же купить элементы зарубежных производителей.

Блок питания усилителя

Блок питания собран с использованием кенотрона прямого накала 5Ц3С, обеспечивающий выпрямление переменного тока, в полной мере соответствующий нормам конструирования ламповых усилителей мощности HI-END класса. Если нет возможности приобрести такой кенотрон, то вместо него можно установить два выпрямительных диода.

Установленный в усилителе блок питания не требует какого либо налаживания — включил и все. Топология схемы дает возможность использование любых дросселей имеющих индуктивность не менее 5 Гн. Как вариант: применение таких приборов от устаревших телевизоров. Трансформатор питания, также можно позаимствовать у старой ламповой аппаратуры советского производства. Если есть навыки, то можно изготовить его самостоятельно. Трансформатор должен состоять из двух обмоток с напряжением по 6,3v каждая, обеспечивающие питанием радиолампы усилителя. Еще одна обмотка должна быть с рабочим напряжением 5v, которые подаются в цепь накала кенотрона и вторичную, имеющую среднюю точку. Эта обмотка гарантирует два напряжения по 300v и ток 200 мА.

Очередность сборки усилителя мощности

Порядок сборки лампового усилителя звука такой: вначале делается источник питания и сам усилитель мощности. После того как будет произведены настройки и установка необходимых параметров, подключается предусилитель. Все параметрические замеры измерительными приборами нужно делать не на «живой» акустической системе, а на ее эквиваленте. Это для того, чтобы избежать возможности вывода из стоя дорогостоящей акустики. Эквивалент нагрузки можно изготовить из мощных резисторов или из толстой нихромовой проволоки.

Далее нужно заняться корпусом для лампового усилителя звука. Дизайн можно разработать самостоятельно, либо у кого то позаимствовать. Наиболее доступным материалом для изготовления корпуса, является многослойная фанера. На верхней части корпуса устанавливаются лампы выходного и предварительного каскада и трансформаторы. На фронтальной панели расположены устройства регулировки тембра, звука и индикатор подачи напряжения питания. В конечном итоге у вас может получится устройства наподобие показанных здесь моделей.

usilitelstabo.ru

УСИЛИТЕЛИ ЗВУКА СВОИМИ РУКАМИ

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 отличный сборник схем. 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:

Усилитель на микросхеме TDA1557Q

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:

Фото сборка на макетной плате

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.

Диод для выпрямителя усилителя

После выхода с трансформатора, разумеется, нужно поставить для выпрямления тока диодный мост, который должен быть рассчитан на работу с большими токами, потребляемыми усилителем.

Электролитический конденсатор 2200 мкФ

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:

Подключение потенциометра к усилителю - схема

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:

Усилитель на 1 транзисторе схема

Здесь также стоит разделительный конденсатор, и минус сигнала соединяется с минусом питания. Ниже приведена схема двухтактного усилителя мощности на двух транзисторах:

Двухтактный усилитель мощности на 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:

Стерео подключение TDA2822m

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:

Мостовое подключение TDA2822m

На следующем рисунке изображены схемы усилителя на микросхеме TDA2030, обе схемы взяты из даташита. Питание 18 вольт, мощность 14 Ватт:

Микросхема tda 2030 схема включения

Далее изображена эта же микросхема в мостовом включении, (вернее их здесь используется две):

Мостовая схема усилителя на tda 2030

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.

Фото динамика с тыльной стороны

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.

Мультиметр в режиме омметра меряет динамик

Динамики имеют полярность. Кабеля, которыми  акустика подключается, обычно имеют пометку красным цветом, для провода который соединен с плюсом динамика.

Акустический кабель 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 данном разделе. Там собрана, думаем, самая большая подборка схем в интернете.

   Форум по УНЧ

   Схемы для начинающих
USB АДАПТЕР ДЛЯ ВЕЛОСИПЕДА

ЛАМПОВЫЙ УНЧ НА 6П14П И 6Н2П

ЭЛЕКТРОННЫЙ ГИРАТОР


Смотрите также


2012-2020 © Содержание, карта сайта.