Как достичь качественного звучания любимой музыки? Вооружиться необходимыми знаниями, инструментом, после чего можно собрать усилитель звука своими руками.
Какой усилитель лучше?
Сколько существует радиолюбителей, столько и мнений. В основном выбор зависит от человека, поэтому делать какие-либо конкретные выводы очень сложно. На сегодняшний день можно собрать усилитель звука своими руками на:
- Транзисторах. Обладают малым потреблением электроэнергии и компактными размерами. Дают великолепные показатели качества звука.
- Лампах. Старый дедовский способ сборки радиотехники. Невзирая на чудовищную прожорливость, вес и размеры, превосходит полупроводниковые аналоги по качеству звучания.
С чего начать?
Перед тем как сделать усилитель звука, необходимо четко понимать, в каких условиях и с какой целью он будет эксплуатироваться. От этого напрямую зависит, какой мощностью он должен обладать. Для того чтобы прослушивать любимые композиции в домашних условиях, вполне достаточно небольшого аппарата, который обеспечит качественное звучание с мощностью 30 - 50 W. Совсем по-другому будет обстоять дело, если необходимо создать технику для проведения масштабных мероприятий. В таком случае возникает необходимость собрать более сложный усилитель звука своими руками. 200W - далеко не предел мощности, которая понадобится в процессе эксплуатации.
Также следует запастись всем необходимым:
- Паяльник.
- Мультиметр.
- Набор отверток.
- Текстолит для изготовления микросхемы.
- Материал для корпуса будущего усилителя.
- Электродетали, которые указаны в принципиальной схеме изделия.
- Схема печатной платы выбранного для сборки усилителя.
Печатная плата своими руками
У каждого дела есть свои тонкости. Изготовление печатной платы в домашних условиях не является исключением. Именно она впоследствии станет основой всех дальнейших работ и позволит собрать усилитель звука своими руками. Сперва давайте рассмотрим все, что нам понадобится:
- Текстолит с медной фольгой.
- Бытовой утюг.
- Моющее средство "Силит".
- Лазерный принтер.
- Китайская самоклеящаяся пленка с маркировкой подложки 333.
- Сверла для изготовления отверстий в текстолите.
- Тампон из марли и куска х/б ткани.
- Вырезаем необходимый кусок текстолита таким образом, чтобы осталось примерно по одному сантиметру запаса с каждой стороны.
- Обрабатываем его моющим средством до того состояния, пока медная фольга не станет розового цвета.
- Промываем обработанную плату и отправляем ее сушиться.
- Берем необходимый по размерам кусок самоклейки, при помощи клея приклеиваем ее подложкой к листу формата А4, снимаем слой пленки, на лощеной стороне получившейся заготовки распечатываем рисунок будущей платы. При этом подачу тонера нужно выставить на максимум.
- На рабочий стол выкладываем лист фанеры, старую ненужную книгу, а поверх - плату фольгой вверх.
- Накрываем плату обычной офисной бумагой и прогреваем заранее нагретым утюгом. Примерное время прогрева составляет одну минуту.
- Далее снимаем утюг, лист бумаги, наносим распечатанный рисунок и разглаживаем тампоном.
- Снова накрываем листом бумаги, ставим сверху утюг и ждем приблизительно 30 сек. Если поверхность платы больше, чем подошва утюга, то тогда нужно равномерно проглаживать всю деталь.
- Снимаем лист бумаги и в течение 30 секунд разглаживаем рисунок тампоном. Движения должны быть как вдоль, так и поперек. При этом необходимо немного надавливать на заготовку.
- После того как заготовка остынет, аккуратно снимаем подложку.
Как и чем травить плату
Для того чтобы правильно собрать усилитель звука своими руками, мало правильно нанести рисунок платы или припаять провод. Нужно уметь качественно вытравить все дорожки на микросхеме.
Для этих целей всегда использовалось хлорное железо. Однако этот раствор очень дорогостоящий и не всегда имеется в продаже. По этой причине его можно заменить самодельным раствором медного купороса и поваренной соли, которые не являются дефицитом. Пропорции для смеси следующие:
- Литр теплой воды.
- 100 г медного купороса.
- 200 г кухонной соли.
Когда все компоненты растворятся, в емкость опускаются чистые и обезжиренные металлические изделия (к примеру, пара гвоздей), сама заготовка, маленький мотор с лопастями или компрессор от аквариума. Для усиления реакции необходимо емкость с раствором поместить в теплую воду. Приблизительное время вытравливания дорожек составляет 25-30 мин.
Сборка усилителя
Первый этап, который нужно проделать для того, чтобы собрать усилитель звука своими руками - установить все радиодетали на печатную плату. Здесь следует обратить особое внимание на полярность. Также нелишним будет отметить и то, что все работы следует проводить с особой тщательностью и вниманием. В противном случае может возникнуть короткое замыкание, которое приведет к неминуемому выходу из строя составляющих будущего усилителя.
После вышеописанной процедуры следует сборка корпуса. Его размеры будут напрямую зависеть от габаритов платы усилителя, блока питания и способа реализации контроля громкости и баланса между каналами. На этом этапе можно использовать уже готовый заводской корпус с внесением некоторых конструктивных изменений. Однако самым лучшим способом все же является ручное изготовление оболочки электроприбора. Таким образом можно реализовать возможность создания неповторимого дизайна. Также имеет право на жизнь вариант установки платы в корпус одной из колонок.
Перед тем как собрать все воедино, необходимо провести тестовый запуск будущего электроприбора и при необходимости устранить все неполадки.
Последний шаг - сборка усилителя, которая заключается в установке платы, блока питания и всех остальных составляющих.
Немного не по теме
Собирая усилители мощности звука своими руками, не всегда получается добиться желаемого эффекта. Секрет заключается в том, что так называемая акустика не способна справиться с поставленными перед ней задачами. По этой причине иногда приходится дополнительно производить самостоятельную сборку даже колонок. Такой подход к вопросу позволит не только гарантировать максимальное удовлетворение всех пожеланий, но и поможет избавиться от отдельно стоящего аппарата, спрятав усилитель в корпус колонки.
У него будут различные габариты и сложность построения схемы. В статье будет затронуто сразу три типа усилителей - на транзисторах, микросхемах и лампах. И начать стоит именно с последних.
Ламповый УНЧ
Такие можно часто встретить в старой аппаратуре - телевизорах, радиоприемниках. Несмотря на устаревание, такая техника все еще пользуется популярностью у меломанов. Бытует мнение, будто ламповый звук намного чище и красивее, нежели «оцифрованный». Вполне возможно, во всяком случае такого эффекта, как от ламп, не добиться применением транзисторных схем. Стоит заметить, что схема усилителя звука (простейшая, с использованием ламп) может быть реализована на одном лишь триоде.
В данном случае необходимо сигнал подавать на сетку радиолампы. К катоду подводится напряжение смещения - корректируется путем подбора сопротивления в цепи. На анод через конденсатор и первичную обмотку трансформатора подается напряжение питания (свыше 150 Вольт). Соответственно, вторичная обмотка подключается к динамику. Но это простая схема, а на практике часто применяют двух- или трехкаскадные конструкции, в которых имеется предварительный и оконечный усилитель (на мощных лампах).
Недостатки и преимущества ламповых конструкций
Какой же недостаток может быть у ламповой техники? Выше было упомянуто о том, что анодное напряжение должно быть свыше 150 Вольт. Вдобавок к этому обязательно наличие переменного напряжения 6,3 В для питания нитей накалов ламп. Иногда требуется 12,6 В, так как существуют лампы с таким напряжением накала. Отсюда вывод - огромная необходимость использовать массивные трансформаторы.
Но есть плюсы, которые отличают ламповую технику от транзисторной: простота монтажа, долговечность, практически невозможно вывести из строя всю схему. Разве что разбить нужно баллон лампы, чтобы сломать ее. Чего не скажешь о транзисторах - чрезмерно нагретое жало паяльника или статика запросто могут разрушить структуру перехода. Такая же проблема и с микросхемами.
Транзисторные схемы
Выше приведена схема усилителя звука на транзисторах. Как можно заметить, она достаточно сложная - используется большое количество компонентов, которые позволяют всей системе работать. Но если разбить их на мелкие составляющие, то окажется, что не все так и сложно. И вся схема работает практически так же, как и вышеописанная на вакуумном триоде. По сути, полупроводниковый транзистор - это не что иное, как триод.
Простейшая конструкция - это схема на одном полупроводнике, на базу которого подается сразу три напряжения: от плюса питания через сопротивление положительное и от общего провода отрицательное, а также от источника сигнала. Снимается усиленный сигнал с коллектора. Выше приведена в пример схема усилителя звука (простейшая на транзисторах). Она в чистом виде не используется.
Микросхемы
Намного современнее и качественнее будет усилитель на микросхемах. Благо на сегодняшний день их великое множество. Простейшая схема усилителя звука на микросхеме содержит крайне малое количество элементов. И сделать самостоятельно хороший УНЧ сможет любой человек, который умеет более-менее сносно обращаться с паяльником. Как правило, микросхемы содержат пару-тройку конденсаторов и сопротивлений.
Все остальные элементы, необходимые для работы, имеются в самом кристалле. Но самое главное - это питание. Для некоторых конструкций нужно использовать двухполярные блоки питания. Зачастую проблема возникает именно в них. Микросхемы, которым нужно такое питание, например, довольно сложно использовать для изготовления автомобильного усилителя.
Полезные «примочки»
Раз уж начался разговор об усилителях на микросхемах, то нелишним будет упомянуть о том, что они могут использоваться с темброблоками. Специально для таких устройств выпускаются микросхемы. Они содержат в себе все необходимые компоненты, останется только правильно произвести монтаж всего устройства.
И у вас появится возможность производить регулировки тембра звучания музыки. Вкупе со светодиодным эквалайзером это будет не только удобным, но и красивым средством визуализации звука. И самое интересное для любителей автозвука - это, конечно же, возможность подключения сабвуфера. Но этому стоит посвятить отдельный раздел, ведь тема интересная и познавательная.
Сабвуфер - это просто
Преимущества современных усилителей на микросхемах
Рассмотрев все возможные типы усилителей, можно сделать вывод: наиболее качественные и простые изготавливаются только на современной элементной базе. Очень много микросхем выпускается именно для усилителей низких частот. В качестве примера можно привести УНЧ типа TDA с различными цифровыми обозначениями.
Они используются практически везде, так как имеются как маломощные, так и мощные микросхемы. Например, для портативных колонок компьютера лучше всего использовать микросхемы, у которых мощность не выше 2-3 Вт. А вот для автомобильной техники или акустики домашнего кинотеатра желательно применять микросхемы мощностью свыше 30 Вт. Но обратите внимание на то, что нуждаются в защите звука. Схемы должны содержать плавкий предохранитель, который защитит от короткого замыкания в цепи.
Плюс еще и в том, что не требуется массивный блок питания, поэтому можно без проблем использовать готовый, например, от ноутбука, ПК, старых МФУ (у новых, как правило, блок питания находится внутри). Легкость монтажа - это то, что важно для начинающих радиолюбителей. Единственное, что требуется для таких устройств, - это качественное охлаждение. Если речь идет о мощной технике, то придется устанавливать принудительное - один или несколько кулеров на радиаторе.
Данный усилитель мощности основан на PA100, подробно описанный в приложении от National Semiconductor"s AN1192
Когда я собрал свои мощные самодельные 4-х омные колонки, то усилитель не мог "раскачать" такую нагрузку, поэтому решено было собирать более мощный усилитель. Я разработал схему усилителя мощности, в которой используется две микросхемы LM3886 на канал, в схеме с параллельным включением. На 8-ми омной нагрузке выходная мощность усилителя получается порядка 50 Ватт, на 4-х омной 100 Ватт. В данном усилителе используется четыре микросхемы УНЧ LM3886.
Кстати Jeff Rowland в некоторых своих Hi-Fi конструкциях использует LM3886 и имеет хорошие отзывы. Так что недорогой усилитель тоже может быть качественным!
Микросхема LM3886 включена по схеме неинвертирующего усилителя. Входное сопротивление УНЧ зависит от резистора R1 (47 кОм). Резистор R20 (680 Ом) и конденсатор C20 (470 пФ) образуют фильтр высоких частот на входных RCA-разъемах. Конденсаторы C4 и С8 (220 пФ) служат для фильтрации ВЧ на входах микросхемы LM3886.
При сборке усилителя, в некоторых местах я использовал высококачественные конденсаторы: C1 (1 мкФ) "Auricap" для фильтрации постоянной составляющей, С2 и С6 (100 мкФ) "Blackgate" и С12, С16 (1000 мкФ) "Blackgate".
Принципиальная схема усилителя приведена ниже.
Разработка печатной платы велась с учетом того, чтобы силовая земля (питания) и сигнальная были разделены. Сигнальная земля находится в середине и окружена силовой землей. Возле С5 они соединены тонкой дорожкой. Проектирование печатной платы велось в программе PADS PowerPCB 5.0.
Сам делать печатную плату я не стал, а отдал фирме. Когда забрал ее, то обнаружил,что некоторые отверстия были меньшего диаметра чем нужно. Рассверлил уже сам вручную. На фото ниже фотография платы.
Резисторы 1кОм и 20кОм были вручную подобраны с точностью до 0.1%. В качестве выходных резисторов я использовал шесть резисторов номиналом 1 Ом 0.5 Ватт 1%, потому как 3-х Ваттный 1% резистор найти проблематично.
Я использовал изолированную версию микросхемы - LM3886 TF, поэтому я напрямую присоединил к корпусу и радиатору через теплопроводную пасту.
Разделительный конденсатор "Auricap" 1мкФ 450В. Был куплен высококачественный конденсатор, поскольку он задействован в главной сигнальной цепи.
Конденсаторы в ВЧ-фильтре: "Silver Mica" 47пФ и 220пФ.
В фильтре по питанию использовался конденсатор "Blackgate" 1000мкФ 50В
Кондеры C2 и C6 тоже фирмы "Blackgate" номиналом 100мкФ 50В. Для лучшего результата лучше использовать биполярные конденсаторы, однако я использовал электролиты, т.к. биполярные не поместились бы на плату.
Фильтрующая цепочка R20(680 Ом) + C20(470 пФ) помещена прямо на RCA-разъеме. Это помогает отфильтровывать ВЧ-шумы до того, как они попадут на плату усилителя.
Разделительный конденсатор источника питания 0.1мкФ припаян с обратной стороны платы усилителя прямо на ножку LM3886, это позволяет лучше фильтровать ВЧ-шумы.
Микросхема LM3886 посажена на алюминиевый радиатор, а затем к корпусу усилителя. Снаружи корпуса я прикрепил еще 3 радиатора от процессорных вентиляторов PC. Везде использовалась термопаста для лучшей теплоотдачи.
Со всеми этими радиаторами усилитель греется совсем немного на средней громкости.
В источнике питания я использовал микросхему регулируемого стабилизатора напряжения LT1083. Перед ней поставил конденсаторы емкостью 10000 мкФ после - 100 мкФ. Преимущество использования регулируемого стабилизатора напряжения в том, что практически отсутствует напряжение пульсаций. Без него слышен небольшой 50/100 Гц шум.
В диодных мостах использовались мощные диоды MUR860.
Стабилизатор напряжения LT1083 может обеспечивать ток до 8А.
Трансформатор использовался мощностью 500ВА 2х25В. После стабилизатора, напряжение 30 Вольт.
В дальнейшем планирую заменить стабилизатор на более мощный (см. схему ниже). Транзистор TIP2955 способен выдерживать токи до 15А.
После сборки усилителя я измерил постоянное напряжение и получил смещение около 7 мВ на разъемах динамика. Разница напряжения между двумя выходами микросхем меньше чем 1 мВ.
Звучание усилителя чем то похоже на звучание собранного мною ранее усилителя на LM3875 - очень чистое. Не слышен ни шум, ни шипение, ни гудение. Сравнивая с усилителем на LM3875, данный усилитель развивает примерно вдвое большую мощность на моих 4-х Омных колонках и обеспечивает глубокий и напористый бас и хорошую динамику.
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| УНЧ | |||||||
| U1, U2 | Аудио усилитель | LM3886 | 2 | В блокнот | |||
| C1 | Конденсатор | 1 мкФ | 1 | В блокнот | |||
| C2, C6 | 100 мкФ | 2 | В блокнот | ||||
| C3, C7 | Конденсатор | 4.7 пФ | 2 | В блокнот | |||
| C4, C8 | Конденсатор | 220 пФ | 2 | В блокнот | |||
| C5, C9 | Электролитический конденсатор | 10 мкФ | 2 | В блокнот | |||
| C10, C11, C13 | Конденсатор | 0.1 мкФ | 3 | В блокнот | |||
| C12, C14 | Электролитический конденсатор | 1000 мкФ | 2 | В блокнот | |||
| C20 | Конденсатор | 470 пФ | 1 | В блокнот | |||
| R1 | Резистор | 47 кОм | 1 | В блокнот | |||
| R2, R3, R7, R8 | Резистор | 1 кОм | 4 | В блокнот | |||
| R4, R9 | Резистор | 22 кОм | 2 | В блокнот | |||
| R5, R10 | Резистор | 10 кОм | 1 | В блокнот | |||
| R6, R11, R13-R16 | Резистор | 0.5Ом 1Вт 1% | 6 | В блокнот | |||
| R12 | Резистор | 2 Ом | 1 | В блокнот | |||
| R20 | Резистор | 680 Ом | 1 | В блокнот | |||
| Блок питания | |||||||
| U1, U2 | Линейный регулятор | LT1083 | 2 | В блокнот | |||
| D1-D8 | Выпрямительный диод | MUR860 | 8 | В блокнот | |||
| C1, C4 | Электролитический конденсатор | 10000 мкФ | 2 | В блокнот | |||
| C2, C5 | Конденсатор | 1 мкФ | 2 | В блокнот | |||
| C3, C6 | Электролитический конденсатор | 100 мкФ | 2 | В блокнот | |||
| R1, R2 | Резистор | 100 Ом | 2 | В блокнот | |||
| R3, R4 | Подстроечный резистор | 2.5 кОм | 2 | В блокнот | |||
| TX1, TX2 | Трансформатор | 220/25В | 2 | В блокнот | |||
| Мощный стабилизатор | |||||||
| N1, N2 | Линейный регулятор | LM317 | 2 | В блокнот | |||
| V1, V2 | Биполярный транзистор | TIP2955 | 2 | В блокнот | |||
| V3-V12 | Выпрямительный диод | MUR1560 | 10 | В блокнот | |||
| V13, V14 | Выпрямительный диод | 1N4007 | 2 | ||||
Как достичь качественного звучания любимой музыки? Вооружиться необходимыми знаниями, инструментом, после чего можно собрать усилитель звука своими руками.
Какой усилитель лучше?
Сколько существует радиолюбителей, столько и мнений. В основном выбор зависит от человека, поэтому делать какие-либо конкретные выводы очень сложно. На сегодняшний день можно собрать усилитель звука своими руками на:
- Транзисторах. Обладают малым потреблением электроэнергии и компактными размерами. Дают великолепные показатели качества звука.
- Лампах. Старый дедовский способ сборки радиотехники. Невзирая на чудовищную прожорливость, вес и размеры, превосходит полупроводниковые аналоги по качеству звучания.
С чего начать?
Перед тем как сделать усилитель звука, необходимо четко понимать, в каких условиях и с какой целью он будет эксплуатироваться. От этого напрямую зависит, какой мощностью он должен обладать. Для того чтобы прослушивать любимые композиции в домашних условиях, вполне достаточно небольшого аппарата, который обеспечит качественное звучание с мощностью 30 - 50 W. Совсем по-другому будет обстоять дело, если необходимо создать технику для проведения масштабных мероприятий. В таком случае возникает необходимость собрать более сложный усилитель звука своими руками. 200W - далеко не предел мощности, которая понадобится в процессе эксплуатации.
Также следует запастись всем необходимым:
- Паяльник.
- Мультиметр.
- Набор отверток.
- Текстолит для изготовления микросхемы.
- Материал для корпуса будущего усилителя.
- Электродетали, которые указаны в принципиальной схеме изделия.
- Схема печатной платы выбранного для сборки усилителя.
Печатная плата своими руками
У каждого дела есть свои тонкости. Изготовление печатной платы в домашних условиях не является исключением. Именно она впоследствии станет основой всех дальнейших работ и позволит собрать усилитель звука своими руками. Сперва давайте рассмотрим все, что нам понадобится:
- Текстолит с медной фольгой.
- Бытовой утюг.
- Моющее средство "Силит".
- Лазерный принтер.
- Китайская самоклеящаяся пленка с маркировкой подложки 333.
- Сверла для изготовления отверстий в текстолите.
- Тампон из марли и куска х/б ткани.
- Вырезаем необходимый кусок текстолита таким образом, чтобы осталось примерно по одному сантиметру запаса с каждой стороны.
- Обрабатываем его моющим средством до того состояния, пока медная фольга не станет розового цвета.
- Промываем обработанную плату и отправляем ее сушиться.
- Берем необходимый по размерам кусок самоклейки, при помощи клея приклеиваем ее подложкой к листу формата А4, снимаем слой пленки, на лощеной стороне получившейся заготовки распечатываем рисунок будущей платы. При этом подачу тонера нужно выставить на максимум.
- На рабочий стол выкладываем лист фанеры, старую ненужную книгу, а поверх - плату фольгой вверх.
- Накрываем плату обычной офисной бумагой и прогреваем заранее нагретым утюгом. Примерное время прогрева составляет одну минуту.
- Далее снимаем утюг, лист бумаги, наносим распечатанный рисунок и разглаживаем тампоном.
- Снова накрываем листом бумаги, ставим сверху утюг и ждем приблизительно 30 сек. Если поверхность платы больше, чем подошва утюга, то тогда нужно равномерно проглаживать всю деталь.
- Снимаем лист бумаги и в течение 30 секунд разглаживаем рисунок тампоном. Движения должны быть как вдоль, так и поперек. При этом необходимо немного надавливать на заготовку.
- После того как заготовка остынет, аккуратно снимаем подложку.
Как и чем травить плату
Для того чтобы правильно собрать усилитель звука своими руками, мало правильно нанести рисунок платы или припаять провод. Нужно уметь качественно вытравить все дорожки на микросхеме.
Для этих целей всегда использовалось хлорное железо. Однако этот раствор очень дорогостоящий и не всегда имеется в продаже. По этой причине его можно заменить самодельным раствором медного купороса и поваренной соли, которые не являются дефицитом. Пропорции для смеси следующие:
- Литр теплой воды.
- 100 г медного купороса.
- 200 г кухонной соли.
Когда все компоненты растворятся, в емкость опускаются чистые и обезжиренные металлические изделия (к примеру, пара гвоздей), сама заготовка, маленький мотор с лопастями или компрессор от аквариума. Для усиления реакции необходимо емкость с раствором поместить в теплую воду. Приблизительное время вытравливания дорожек составляет 25-30 мин.
Сборка усилителя
Первый этап, который нужно проделать для того, чтобы собрать усилитель звука своими руками - установить все радиодетали на печатную плату. Здесь следует обратить особое внимание на полярность. Также нелишним будет отметить и то, что все работы следует проводить с особой тщательностью и вниманием. В противном случае может возникнуть короткое замыкание, которое приведет к неминуемому выходу из строя составляющих будущего усилителя.
После вышеописанной процедуры следует сборка корпуса. Его размеры будут напрямую зависеть от габаритов платы усилителя, блока питания и способа реализации контроля громкости и баланса между каналами. На этом этапе можно использовать уже готовый заводской корпус с внесением некоторых конструктивных изменений. Однако самым лучшим способом все же является ручное изготовление оболочки электроприбора. Таким образом можно реализовать возможность создания неповторимого дизайна. Также имеет право на жизнь вариант установки платы в корпус одной из колонок.
Перед тем как собрать все воедино, необходимо провести тестовый запуск будущего электроприбора и при необходимости устранить все неполадки.
Последний шаг - сборка усилителя, которая заключается в установке платы, блока питания и всех остальных составляющих.
Немного не по теме
Собирая усилители мощности звука своими руками, не всегда получается добиться желаемого эффекта. Секрет заключается в том, что так называемая акустика не способна справиться с поставленными перед ней задачами. По этой причине иногда приходится дополнительно производить самостоятельную сборку даже колонок. Такой подход к вопросу позволит не только гарантировать максимальное удовлетворение всех пожеланий, но и поможет избавиться от отдельно стоящего аппарата, спрятав усилитель в корпус колонки.
Недавно обратился некий человек с просьбой собрать ему усилитель достаточной мощности и раздельными каналами усиления по низким, средним и высоким частотам. 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:
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.
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 сайт ).