Схема усилитель звука: Схемы усилителей мощности на транзисторах, самодельные УНЧ и УМЗЧ

УСИЛИТЕЛЬ ЗВУКА СВОИМИ РУКАМИ

   Всем привет, в этой статье мы будем рассматривать подробную сборку УНЧ (Усилителя низких частот) на TDA8560. Схемка довольно таки проста, и еще эта статья будет отличатся от других тем, что тут мы будем собирать конструкцию не навесным монтажом, как часто делают со специализированными микросхемами, а на печатной плате. Хотя тем, кто только начинает осваивать самостоятельную сборку УМЗЧ, рекомендуется для эксперимента подключить её «на проводках». В общем приступим. Для начала изучим даташит к микросхеме и саму принципиальную схему усилителя:

Схема усилителя звука на TDA8560

Плата печатная — рисунок из программы

   Понадобится нам:

  • Сама микросхема TDA8560 – 1шт
  • Керамический конденсатор или пленочный — 0.47 мкФ (Микрофарад) 2шт
    Керамический конденсатор или пленочный — 100 нФ (Нанофарад) 1шт
    Резистор – 22 кОм мощность 0.25 Вт 1 шт
    Электролитический конденсатор – 1-4 мкФ (Микрофарад) от 16В 1шт
    Электролитический конденсатор – 2200 мкФ (Микрофарад) от 16В 1шт
    Клемники для подключения (Необязательно)
    Штекер «Джек 3.5 стерео» – 1 шт
    Радиатор с размером в 4 раза больше микросхемы
    Технические характеристики:
    Uпит.= +8…+18 V
    Uпит.оптим.= +12…+16 V
    Iпотр.макс.- до 4 А (4 ома), до 7 А (2 ома)
    Iпотр.средний — 2 А (4 ома), 3,5 А (2 ома)
    Iпотр.(Uвх=0) = 115…180 mА
    Uвх.= ~40…70 mV (без R*)
    Uвx.= ~0,2…4 V (R*= 20…200 кОм)
    Кусил.= 46 dB (200 раз)
    fраб.= 10…40000 Hz (-3 dB)
    Кгарм.=0,1 % (20 W; 2 ома; 1 kHz)
    Rнагр.=1,6…1б Ом

АЧХ усилителя

   Приступим к сборке устройства и для начала вытравим плату, файл печатной платы качайте здесь.

   Паяем саму микросхему

   Паяем керамические конденсаторы на 0.47 мКф

   Припаивем резистор на 22 кОм и электролитический конденсатор на 2200 мкФ

   И далее паяем клемники, конденсатор на 100 нанофарад, электролит на 1-4 микрофарад (поставил 1 микрофарад) и подводим провода для питания.

   Ахтунг! Не включать устройство без радиатора! Подключаем динамики и запускаем… У меня запустилось с первого раза, так как спаял без ошибок и микросхема попалась работоспособная.

Сравнение параметров различных схем усилителя звука на TDA

   Данная микросхема-усилитель почти не отличается от своих сотоварок, типа TDA8563, TDA1555, TDA1552 и TDA1557. Разница лишь в выходной мощности — подключение абсолютно одинаковое. Видео работы данной микросхемы можете посмотреть ниже:

Видео работы УМЗЧ

   Блок питания усилителя можно взять готовый, от компьютера. Так как мощности его будет хватать с избытком — можно даже отключить кулер, он всё равно не перегреется. Схему собрал

[PC]Boil.

   Форум по УНЧ

   Форум по обсуждению материала УСИЛИТЕЛЬ ЗВУКА СВОИМИ РУКАМИ



SMD ПРЕДОХРАНИТЕЛИ

Приводятся основные сведения о планарных предохранителях, включая их технические характеристики и применение.


MINILED И MICROLED ДИСПЛЕИ

Что такое OLED, MiniLED и MicroLED телевизоры — краткий обзор и сравнение технологий.


Любой усилитель звука своими руками ⋆ diodov.net

Рассмотрим, как сделать любой усилитель звука своими руками на примере микросхемы TEA2025B.

Первым делам следует понимать, что усиление любого сигнала, в том числе и сигнала звуковой частоты, происходит за счет мощности источника питания. В качестве источника питания чаще всего применяют батарейки, они же гальванические элементы, аккумуляторы, блок питания постоянного тока.

Блок питания для усилителя звука

К блокам питания, предназначенных для работы в усилителях мощности звуковой частоты (УМЗЧ), предъявляют особые требования. И чем выше класс усилителя звука, тем выше эти требования. Важнейшие из них – это минимум пульсаций и различного рода электромагнитных излучений. По этой причине в аудиотехнике даже низкого класса применяются исключительно трансформаторные блоки питания. Импульсным блокам питания (ИБП) в аудиотехнике не место.

ИБП в процессе работы создают широкий спектр электромагнитных излучений, которые пагубно сказываются на качестве звука. Это объясняется работой полупроводниковых приборов в ключевом режиме. Вследствие чего возникают импульсы тока. Которые в конечном итоге распространяются в виде электромагнитных излучений и пульсаций. По этой причине ИБП подлежат обязательному экранированию.

Для сглаживания пульсаций выпрямленного тока в трансформаторных (линейных) блоках питания применяются электролитические конденсаторы большой емкости. Более того, для БП усилителей звука рекомендуется применять специальные конденсаторы. Однако влияние их на улучшение качества звука до сих пор остается спорным. Но стоимость таких конденсаторов явно превышает стоимость «обычных» конденсаторов.

Ключевым элементом большинства усилителей звука является операционный усилитель ОУ. ОУ зачастую питаются двухполярным напряжением, хотя могут получать питания и от однополярного источника. Но все же мощные усилители питаются, как правило, от двухполярних источников тока.

Стерео усилитель звука своими руками

И так, чтобы сделать усилитель звука достаточно понимать следующее. Любой УМЗЧ имеет как минимум один вход, один выход и два вывода для подключения питания.

Поскольку мы будем собирать стерео усилитель звука на микросхеме TEA2025B, то будет использоваться два входа. Каждый вход на отдельный канал. А соответственно будут использоваться два выхода для подключения двух динамиков: левого и правого.

Теперь мы можем сделать следующий вывод. Любая микросхема стерео усилителя звука должна иметь минимум шесть выводов. Два входа, два выхода, два питания. Как правило, микросхемы подобного типа имеют больше выводов. К ним подпаиваются дополнительные элементы: конденсаторы, резисторы, которые в народе называют “обвязкой” или “рассыпухой”.

Усилитель звука на TEA2025B

TEA2025B питается в широком диапазоне однополярного напряжения: 3…15 В. Выходная мощность в режиме стерео 2 по 2,3 Вт. Нагрузкой являются два динамика, сопротивлением звуковой катушки 4 Ом. Также на микросхему можно подавать и моно сигнал. Тогда нагрузкой будет служить один динамик.

Важно!!!

Приучите себя проверять схемы, найденные в интернете, с типовыми схемами включения, приведенными в даташите соответствующей микросхемы. Очень часто встречают ошибки. Поэтому не лишним будет заглянуть в первоисточник. Поскольку производители микросхем в технической документации ошибок не допускают, в отличие от сайтов радиолюбителей.

Мы будем делать стерео усилитель.

Прежде всего, для подключения к выходу звуковой карты компьютера или смартфона или просто к аудиовыходу другого устройства, например приемника или тюнера, нам понадобится аудио штекер.

Аудио штекеры бывают для моно сигнала (однопиновый), стереосигнала (2-х пиновый), стерео с микрофоном (4-х пиновый). В нашем случае необходимо использовать аудио штекер 2-х пиновый и без микрофона.

Один пин – это левый канал. Второй пин – правый канал. Третий контакт – это общий провод для двух каналов.

Во избежание ошибки, место пайки проводов проще всего прозвонить с соответствующими пинами.

И так, штекер готов, но пока что мы его никуда не припаиваем.

Также нам понадобятся два самых простых, но одинаковых по характеристикам динамика. Вполне подойдут динамики, мощность по 3 Вт, сопротивлением звуковой катушки 4 Ом.

Обратите внимание, динамики также имеют полярность, которая обозначает начало и конец звуковой катушки. В дальнейшем нам ее также необходимо придерживаться.

Следующий обязательный компонент любого усилителя звука – это блок питания. Подойдет блок питания на 9 В или 12 В, мощностью от 9 Вт. Чтобы узнать, как сделать такой блок питания, перейдите по ссылке.

Я буду применять блок питания с регулировкой выходного напряжения, который я показывал, как сделать в своем курсе для начинающих электронщиков.

Собираем усилитель звука на TEA2025B

Теперь, когда все дополнительные элементы собраны, мы можем сосредоточить внимание на микросхеме TEA2025B.

Посмотрев внимательней на схему, мы обнаружим один положительный момент. Шесть электролитических конденсаторов имеют одинаковый номинал – 100 мкФ. Это замечательно, ведь часто во многих микросхемах «обвязка» состоит из радиодеталей разного номинала, что создает некоторое неудобство.

Обратите внимание, хотя микросхема и рассчитана на питания максимум 12 В, но электролитические конденсаторы следует применять с напряжением не менее 25 В.

Для регулировки уровня громкости одновременно обоих каналов применяют сдвоенный переменный  резистор с логарифмической зависимостью. Тогда постоянные резисторы, которые приведены на фото выше – не нужны.

С разводкой печатной платы я не заморачивался и сделал ее по-быстрому в программе Sprint Layout. Если Вам не лень сделать более качественную разводку с нуля, то можете поделиться ей с остальными начинающими электронщиками. Выслать ее можно на мою почту, а я приложу ее к данной статье. Думаю, все скажут спасибо.

Теперь осталось сделать самое приятно – впаять все радиодетали в печатную плату и подключить выводы штекера и динамиков.

Я надеюсь, теперь вы сможете сделать любой усилитель своими руками.

Скачать разводку платы TEA2025B_

Еще статьи по данной теме

виды, схемы, простые и сложные

– Сосед запарил по батарее стучать. Сделал музыку громче, чтобы его не слышать.
(Из фольклора аудиофилов).

Эпиграф иронический, но аудиофил совсем не обязательно «больной на всю голову» с физиономией Джоша Эрнеста на брифинге по вопросам отношений с РФ, которого «прёт» оттого, что соседи «счастливы». Кто-то хочет слушать серьезную музыку дома как в зале. Качество аппаратуры для этого нужно такое, какое у любителей децибел громкости как таковых просто не помещается там, где у здравомыслящих людей ум, но у последних оный за разум заходит от цен на подходящие усилители (УМЗЧ, усилитель мощности звуковой частоты). А у кого-то попутно возникает желание приобщиться к полезным и увлекательным сферам деятельности – технике воспроизведения звука и вообще электронике. Которые в век цифровых технологий неразрывно связаны и могут стать высокодоходной и престижной профессией. Оптимальный во всех отношениях первый шаг в этом деле – сделать усилитель своими руками:

именно УМЗЧ позволяет с начальной подготовкой на базе школьной физики на одном и том же столе пройти путь от простейших конструкций на полвечера (которые, тем не менее, неплохо «поют») до сложнейших агрегатов, через которые с удовольствием сыграет и хорошая рок-группа. Цель данной публикации – осветить первые этапы этого пути для начинающих и, возможно, сообщить кое-что новое опытным.

УМЗЧ мощностью 350 Вт

Простейшие

Итак, для начала попробуем сделать усилитель звука, который просто работает. Чтобы основательно вникнуть в звукотехнику, придется постепенно освоить довольно много теоретического материала и не забывать по мере продвижения обогащать багаж знаний. Но любая «умность» усваивается легче, когда видишь и щупаешь, как она работает «в железе». В этой статье далее тоже без теории не обойдется – в том, что нужно знать поначалу и что возможно пояснить без формул и графиков. А пока достаточно будет умения паять электропаяльником и пользоваться мультитестером.

Примечание: если вы до сих пор не паяли электронику, учтите – ее компоненты нельзя перегревать! Паяльник – до 40 Вт (лучше 25 Вт), максимально допустимое время пайки без перерыва – 10 с. Паяемый вывод для теплоотвода удерживается в 0,5-3 см от места пайки со стороны корпуса прибора медицинским пинцетом. Кислотные и др. активные флюсы применять нельзя! Припой – ПОС-61.

Слева на рис. – простейший УМЗЧ, «который просто работает». Его можно собрать как на германиевых, так и на кремниевых транзисторах.

Простейшие усилители звука

На этой крошке удобно осваивать азы наладки УМЗЧ с непосредственными связями между каскадами, дающими наиболее чистый звук:

  • Перед первым включением питания нагрузку (динамик) отключаем;
  • Вместо R1 впаиваем цепочку из постоянного резистора на 33 кОм и переменного (потенциометра) на 270 кОм, т.е. первый прим. вчетверо меньшего, а второй прим. вдвое большего номинала против исходного по схеме;
  • Подаем питание и, вращая движок потенциометра, в точке, обозначенной крестиком, выставляем указанный ток коллектора VT1;
  • Снимаем питание, выпаиваем временные резисторы и замеряем их общее сопротивление;
  • В качестве R1 ставим резистор номинала из стандартного ряда, ближайшего к измеренному;
  • Заменяем R3 на цепочку постоянный 470 Ом + потенциометр 3,3 кОм;
  • Так же, как по пп. 3-5, в т. а выставляем напряжение, равное половине напряжения питания.

Точка а, откуда снимается сигнал в нагрузку это т. наз. средняя точка усилителя. В УМЗЧ с однополярным питанием в ней выставляют половину его значения, а в УМЗЧ в двухполярным питанием – ноль относительно общего провода. Это называется регулировкой баланса усилителя. В однополярных УМЗЧ с емкостной развязкой нагрузки отключать ее на время наладки не обязательно, но лучше привыкать делать это рефлекторно: разбалансированный 2-полярный усилитель с подключенной нагрузкой способен сжечь свои же мощные и дорогие выходные транзисторы, а то и «новый, хороший» и очень дорогой мощный динамик.

Примечание: компоненты, требующие подбора при наладке устройства в макете, на схемах обозначаются или звездочкой (*), или штрихом-апострофом (‘).

В центре на том же рис. – простой УМЗЧ на транзисторах, развивающий уже мощность до 4-6 Вт на нагрузке 4 Ом. Хотя и работает он, как и предыдущий, в т. наз. классе AB1, не предназначенном для Hi-Fi озвучивания, но, если заменить парой таких усилитель класса D (см. далее) в дешевых китайских компьютерных колонках, их звучание заметно улучшается. Здесь узнаем еще одну хитрость: мощные выходные транзисторы нужно ставить на радиаторы. Компоненты, требующие дополнительного охлаждения, на схемах обводятся пунктиром; правда, далеко не всегда; иногда – с указанием необходимой рассеивающей площади теплоотвода. Наладка этого УМЗЧ – балансировка с помощью R2.

Справа на рис. – еще не монстр на 350 Вт (как был показан в начале статьи), но уже вполне солидный зверюга: простой усилитель на транзисторах мощностью 100 Вт. Музыку через него слушать можно, но не Hi-Fi, класс работы – AB2. Однако для озвучивания площадки для пикника или собрания на открытом воздухе, школьного актового или небольшого торгового зала он вполне пригоден. Любительская рок-группа, имея по такому УМЗЧ на инструмент, может успешно выступать.

В этом УМЗЧ проявляются еще 2 хитрости: во-первых, в очень мощных усилителях каскад раскачки мощного выхода тоже нужно охлаждать, поэтому VT3 ставят на радиатор от 100 кв. см. Для выходных VT4 и VT5 нужны радиаторы от 400 кв. см. Во-вторых, УМЗЧ с двухполярным питанием совсем без нагрузки не балансируются. То один, то другой выходной транзистор уходит в отсечку, а сопряженный в насыщение. Затем, на полном напряжении питания скачки тока при балансировке способны вывести из строя выходные транзисторы. Поэтому для балансировки (R6, догадались?) усилитель запитывают от +/–24 В, а вместо нагрузки включают проволочный резистор 100…200 Ом. Кстати, закорючки в некоторых резисторах на схеме – римские цифры, обозначающие их необходимую мощность рассеяния тепла.

Примечание: источник питания для этого УМЗЧ нужен мощностью от 600 Вт. Конденсаторы сглаживающего фильтра – от 6800 мкФ на 160 В. Параллельно электролитическим конденсаторам ИП включаются керамические по 0,01 мкФ для предотвращения самовозбуждения на ультразвуковых частотах, способного мгновенно сжечь выходные транзисторы.

На полевиках

На след. рис. – еще один вариант достаточно мощного УМЗЧ (30 Вт, а при напряжении питания 35 В – 60 Вт) на мощных полевых транзисторах:

УМЗЧ на мощных полевых транзисторах

Звук от него уже тянет на требования к Hi-Fi начального уровня (если, разумеется, УМЗЧ работает на соотв. акустические системы, АС). Мощные полевики не требуют большой мощности для раскачки, поэтому и предмощного каскада нет. Еще мощные полевые транзисторы ни при каких неисправностях не сжигают динамики – сами быстрее сгорают. Тоже неприятно, но все-таки дешевле, чем менять дорогую басовую головку громкоговорителя (ГГ). Балансировка и вообще наладка данному УМЗЧ не требуются. Недостаток у него, как у конструкции для начинающих, всего один: мощные полевые транзисторы много дороже биполярных для усилителя с такими же параметрами. Требования к ИП – аналогичные пред. случаю, но мощность его нужна от 450 Вт. Радиаторы – от 200 кв. см.

Примечание: не надо строить мощные УМЗЧ на полевых транзисторах для импульсных источников питания, напр. компьютерных. При попытках «загнать» их в активный режим, необходимый для УМЗЧ, они или просто сгорают, или звук дают слабый, а по качеству «никакой». То же касается мощных высоковольтных биполярных транзисторов, напр. из строчной развертки старых телевизоров.

Сразу вверх

Если вы уже сделали первые шаги, то вполне естественным будет желание построить УМЗЧ класса Hi-Fi, не вдаваясь слишком глубоко в теоретические дебри. Для этого придется расширить приборный парк – нужен осциллограф, генератор звуковых частот (ГЗЧ) и милливольтметр переменного тока с возможностью измерения постоянной составляющей. Прототипом для повторения лучше взять УМЗЧ Е. Гумели, подробно описанный в «Радио» №1 за 1989 г. Для его постройки понадобится немного недорогих доступных компонент, но качество удовлетворяет весьма высоким требованиям: мощность до 60 Вт, полоса 20-20 000 Гц, неравномерность АЧХ 2 дБ, коэффициент нелинейных искажений (КНИ) 0,01%, уровень собственных шумов –86 дБ. Однако наладить усилитель Гумели достаточно сложно; если вы с ним справитесь, можете браться за любой другой. Впрочем, кое-какие из известных ныне обстоятельств намного упрощают налаживание данного УМЗЧ, см. ниже. Имея в виду это и то, что в архивы «Радио» пробраться не всем удается, уместно будет повторить основные моменты.

Схемы простого высококачественного УМЗЧ

Схемы УМЗЧ Гумели и спецификация к ним даны на иллюстрации. Радиаторы выходных транзисторов – от 250 кв. см. для УМЗЧ по рис. 1 и от 150 кв. см. для варианта по рис. 3 (нумерация оригинальная). Транзисторы предвыходного каскада (КТ814/КТ815) устанавливаются на радиаторы, согнутые из алюминиевых пластин 75х35 мм толщиной 3 мм. Заменять КТ814/КТ815 на КТ626/КТ961 не стоит, звук заметно не улучшается, но налаживание серьезно затрудняется.

Чертежи печатных плат и указания по налаживанию простого высококачественного УМЗЧ

Этот УМЗЧ очень критичен к электропитанию, топологии монтажа и общей, поэтому налаживать его нужно в конструктивно законченном виде и только со штатным источником питания. При попытке запитать от стабилизированного ИП выходные транзисторы сгорают сразу. Поэтому на рис. даны чертежи оригинальных печатных плат и указания по наладке. К ним можно добавить что, во-первых, если при первом включении заметен «возбуд», с ним борются, меняя индуктивность L1. Во-вторых, выводы устанавливаемых на платы деталей должны быть не длиннее 10 мм. В-третьих, менять топологию монтажа крайне нежелательно, но, если очень надо, на стороне проводников обязательно должен быть рамочный экран (земляная петля, выделена цветом на рис.), а дорожки электропитания должны проходить вне ее.

Примечание: разрывы в дорожках, к которым подключаются базы мощных транзисторов – технологические, для налаживания, после чего запаиваются каплями припоя.

Налаживание данного УМЗЧ много упрощается, а риск столкнуться с «возбудом» в процессе пользования сводится к нулю, если:

  • Минимизировать межблочный монтаж, поместив платы на радиаторах мощных транзисторов.
  • Полностью отказаться от разъемов внутри, выполнив весь монтаж только пайкой. Тогда не нужны будут R12, R13 в мощном варианте или R10 R11 в менее мощном (на схемах они пунктирные).
  • Использовать для внутреннего монтажа аудиопровода из бескислородной меди минимальной длины.

При выполнении этих условий с возбуждением проблем не бывает, а налаживание УМЗЧ сводится к рутинной процедуре, описанной на рис.

Провода для звука

Аудиопровода не досужая выдумка. Необходимость их применения в настоящее время несомненна. В меди с примесью кислорода на гранях кристаллитов металла образуется тончайшая пленочка окисла. Оксиды металлов полупроводники и, если ток в проводе слабый без постоянной составляющей, его форма искажается. По идее, искажения на мириадах кристаллитов должны компенсировать друг друга, но самая малость (похоже, обусловленная квантовыми неопределенностями) остается. Достаточная, чтобы быть замеченной взыскательными слушателями на фоне чистейшего звука современных УМЗЧ.

Производители и торговцы без зазрения совести подсовывают вместо бескислородной обычную электротехническую медь – отличить одну от другой на глаз невозможно. Однако есть сфера применения, где подделка не проходит однозначно: кабель витая пара для компьютерных сетей. Положить сетку с длинными сегментами «леварем», она или вовсе не запустится, или будет постоянно глючить. Дисперсия импульсов, понимаешь ли.

Автор, когда только еще пошли разговоры об аудиопроводах, понял, что, в принципе, это не пустая болтовня, тем более, что бескислородные провода к тому времени уже давно использовались в технике спецназначения, с которой он по роду деятельности был хорошо знаком. Взял тогда и заменил штатный шнур своих наушников ТДС-7 самодельным из «витухи» с гибкими многожильными проводами. Звук, на слух, стабильно улучшился для сквозных аналоговых треков, т.е. на пути от студийного микрофона до диска нигде не подвергавшихся оцифровке. Особенно ярко зазвучали записи на виниле, сделанные по технологии DMM (Direct Meta lMastering, непосредственное нанесение металла). После этого межблочный монтаж всего домашнего аудио был переделан на «витушный». Тогда улучшение звучания стали отмечать и совершенно случайные люди, к музыке равнодушные и заранее не предуведомленные.

Как сделать межблочные провода из витой пары, см. след. видео.

Видео: межблочные провода из витой пары своими руками

К сожалению, гибкая «витуха» скоро исчезла из продажи – плохо держалась в обжимаемых разъемах. Однако, к сведению читателей, только из бескислородной меди делается гибкий «военный» провод МГТФ и МГТФЭ (экранированный). Подделка невозможна, т.к. на обычной меди ленточная фторопластовая изоляция довольно быстро расползается. МГТФ сейчас есть в широкой продаже и стоит много дешевле фирменных, с гарантией, аудиопроводов. Недостаток у него один: его невозможно выполнить расцвеченным, но это можно исправить бирками. Есть также и бескислородные обмоточные провода, см. далее.

Теоретическая интермедия

Как видим, уже на первых порах освоения звукотехники нам пришлось столкнуться с понятием Hi-Fi (High Fidelity), высокая верность воспроизведения звука. Hi-Fi бывают разных уровней, которые ранжируются по след. основным параметрам:

  1. Полосе воспроизводимых частот.
  2. Динамическому диапазону – отношению в децибелах (дБ) максимальной (пиковой) выходной мощности к уровню собственных шумов.
  3. Уровню собственных шумов в дБ.
  4. Коэффициенту нелинейных искажений (КНИ) на номинальной (долговременной) выходной мощности. КНИ на пиковой мощности принимается 1% или 2% в зависимости от методики измерений.
  5. Неравномерности амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) в полосе воспроизводимых частот. Для АС – отдельно на низких (НЧ, 20-300 Гц), средних (СЧ, 300-5000 Гц) и высоких (ВЧ, 5000-20 000 Гц) звуковых частотах.

Примечание: отношение абсолютных уровней каких-либо величин I в (дБ) определяется как P(дБ) = 20lg(I1/I2). Если I1<I2, P будет отрицательным. Полезно запомнить – P=3дБ соотв. численному отношению в 1,41 раза, P=6дБ – в 2 раза, P=12дБ – в 4 раза, P=20дБ в 10 раз, P=40дБ в 100 раз и P=60дБ в 1000 раз.

Все тонкости и нюансы Hi-Fi нужно знать, занимаясь проектированием и постройкой АС, а что касается самодельного Hi-Fi УМЗЧ для дома, то, прежде чем переходить к таким, нужно четко уяснить себе требования к их мощности, необходимой для озвучивания данного помещения, динамическому диапазону (динамике), уровню собственных шумов и КНИ. Добиться от УМЗЧ полосы частот 20-20 000 Гц с завалом на краях по 3 дБ и неравномерностью АЧХ на СЧ в 2 дБ на современной элементной базе не составляет больших сложностей.

Громкость

Мощность УМЗЧ не самоцель, она должна обеспечивать оптимальную громкость воспроизведения звука в данном помещении. Определить ее можно по кривым равной громкости, см. рис. Естественных шумов в жилых помещениях тише 20 дБ не бывает; 20 дБ это лесная глушь в полный штиль. Уровень громкости в 20 дБ относительно порога слышимости это порог внятности – шепот разобрать еще можно, но музыка воспринимается только как факт ее наличия. Опытный музыкант может определить, какой инструмент играет, но что именно – нет.

Кривые равной громкости

40 дБ – нормальный шум хорошо изолированной городской квартиры в тихом районе или загородного дома – представляет порог разборчивости. Музыку от порога внятности до порога разборчивости можно слушать при наличии глубокой коррекции АЧХ, прежде всего по басам. Для этого в современные УМЗЧ вводят функцию MUTE (приглушка, мутирование, не мутация!), включающую соотв. корректирующие цепи в УМЗЧ.

90 дБ – уровень громкости симфонического оркестра в очень хорошем концертном зале. 110 дБ может выдать оркестр расширенного состава в зале с уникальной акустикой, каких в мире не более 10, это порог восприятия: звуки громче воспринимаются еще как различимый по смыслу с усилием воли, но уже раздражающий шум. Зона громкости в жилых помещениях 20-110 дБ составляет зону полной слышимости, а 40-90 дБ – зону наилучшей слышимости, в которой неподготовленные и неискушенные слушатели вполне воспринимают смысл звука. Если, конечно, он в нем есть.

Мощность

Расчет мощности аппаратуры по заданной громкости в зоне прослушивания едва ли не основная и самая трудная задача электроакустики. Для себя в условиях лучше идти от акустических систем (АС): рассчитать их мощность по упрощенной методике, и принять номинальную (долговременную) мощность УМЗЧ равной пиковой (музыкальной) АС. В таком случае УМЗЧ не добавит заметно своих искажений к таковым АС, они и так основной источник нелинейности в звуковом тракте. Но и делать УМЗЧ слишком мощным не следует: в таком случае уровень его собственных шумов может оказаться выше порога слышимости, т.к. считается он от уровня напряжения выходного сигнала на максимальной мощности. Если считать совсем уж просто, то для комнаты обычной квартиры или дома и АС с нормальной характеристической чувствительностью (звуковой отдачей) можно принять след. значения оптимальной мощности УМЗЧ:

  • До 8 кв. м – 15-20 Вт.
  • 8-12 кв. м – 20-30 Вт.
  • 12-26 кв. м – 30-50 Вт.
  • 26-50 кв. м – 50-60 Вт.
  • 50-70 кв. м – 60-100 Вт.
  • 70-100 кв. м – 100-150 Вт.
  • 100-120 кв. м – 150-200 Вт.
  • Более 120 кв. м – определяется расчетом по данным акустических измерений на месте.

Динамика

Динамический диапазон УМЗЧ определяется по кривым равной громкости и пороговым значениям для разных степеней восприятия:

  1. Симфоническая музыка и джаз с симфоническим сопровождением – 90 дБ (110 дБ – 20 дБ) идеал, 70 дБ (90 дБ – 20 дБ) приемлемо. Звук с динамикой 80-85 дБ в городской квартире не отличит от идеального никакой эксперт.
  2. Прочие серьезные музыкальные жанры – 75 дБ отлично, 80 дБ «выше крыши».
  3. Попса любого рода и саундтреки к фильмам – 66 дБ за глаза хватит, т.к. данные опусы уже при записи сжимаются по уровням до 66 дБ и даже до 40 дБ, чтобы можно было слушать на чем угодно.

Динамический диапазон УМЗЧ, правильно выбранного для данного помещения, считают равным его уровню собственных шумов, взятому со знаком +, это т. наз. отношение сигнал/шум.

КНИ

Нелинейные искажения (НИ) УМЗЧ это составляющие спектра выходного сигнала, которых не было во входном. Теоретически НИ лучше всего «затолкать» под уровень собственных шумов, но технически это очень трудно реализуемо. На практике берут в расчет т. наз. эффект маскировки: на уровнях громкости ниже прим. 30 дБ диапазон воспринимаемых человеческим ухом частот сужается, как и способность различать звуки по частоте. Музыканты слышат ноты, но оценить тембр звука затрудняются. У людей без музыкального слуха эффект маскировки наблюдается уже на 45-40 дБ громкости. Поэтому УМЗЧ с КНИ 0,1% (–60 дБ от уровня громкости в 110 дБ) оценит как Hi-Fi рядовой слушатель, а с КНИ 0,01% (–80 дБ) можно считать не искажающим звук.

Лампы

Последнее утверждение, возможно, вызовет неприятие, вплоть до яростного, у адептов ламповой схемотехники: мол, настоящий звук дают только лампы, причем не просто какие-то, а отдельные типы октальных. Успокойтесь, господа – особенный ламповый звук не фикция. Причина – принципиально различные спектры искажений у электронных ламп и транзисторов. Которые, в свою очередь, обусловлены тем, что в лампе поток электронов движется в вакууме и квантовые эффекты в ней не проявляются. Транзистор же прибор квантовый, там неосновные носители заряда (электроны и дырки) движутся в кристалле, что без квантовых эффектов вообще невозможно. Поэтому спектр ламповых искажений короткий и чистый: в нем четко прослеживаются только гармоники до 3-й – 4-й, а комбинационных составляющих (сумм и разностей частот входного сигнала и их гармоник) очень мало. Поэтому во времена вакуумной схемотехники КНИ называли коэффициентом гармоник (КГ). У транзисторов же спектр искажений (если они измеримы, оговорка случайная, см. ниже) прослеживается вплоть до 15-й и более высоких компонент, и комбинационных частот в нем хоть отбавляй.

На первых порах твердотельной электроники конструкторы транзисторных УМЗЧ брали для них привычный «ламповый» КНИ в 1-2%; звук с ламповым спектром искажений такой величины рядовыми слушателями воспринимается как чистый. Между прочим, и самого понятия Hi-Fiтогда еще не было. Оказалось – звучат тускло и глухо. В процессе развития транзисторной техники и выработалось понимание, что такое Hi-Fi и что для него нужно.

В настоящее время болезни роста транзисторной техники успешно преодолены и побочные частоты на выходе хорошего УМЗЧ с трудом улавливаются специальными методами измерений. А ламповую схемотехнику можно считать перешедшей в разряд искусства. Его основа может быть любой, почему же электронике туда нельзя? Тут уместна будет аналогия с фотографией. Никто не сможет отрицать, что современная цифрозеркалка дает картинку неизмеримо более четкую, подробную, глубокую по диапазону яркостей и цвета, чем фанерный ящичек с гармошкой. Но кто-то крутейшим Никоном «клацает фотки» типа «это мой жирный кошак нажрался как гад и дрыхнет раскинув лапы», а кто-то Сменой-8М на свемовскую ч/б пленку делает снимок, перед которым на престижной выставке толпится народ.

Примечание: и еще раз успокойтесь – не все так плохо. На сегодня у ламповых УМЗЧ малой мощности осталось по крайней мере одно применение, и не последней важности, для которого они технически необходимы.

Опытный стенд

Многие любители аудио, едва научившись паять, тут же «уходят в лампы». Это ни в коем случае не заслуживает порицания, наоборот. Интерес к истокам всегда оправдан и полезен, а электроника стала таковой на лампах. Первые ЭВМ были ламповыми, и бортовая электронная аппаратура первых космических аппаратов была тоже ламповой: транзисторы тогда уже были, но не выдерживали внеземной радиации. Между прочим, тогда под строжайшим секретом создавались и ламповые… микросхемы! На микролампах с холодным катодом. Единственное известное упоминание о них в открытых источниках есть в редкой книге Митрофанова и Пикерсгиля «Современные приемно-усилительные лампы».

Ламповый УМЗЧ с возможностью переключения режимов выходного каскада

Но хватит лирики, к делу. Для любителей повозиться с лампами на рис. – схема стендового лампового УМЗЧ, предназначенного именно для экспериментов: SA1 переключается режим работы выходной лампы, а SA2 – напряжение питания. Схема хорошо известна в РФ, небольшая доработка коснулась только выходного трансформатора: теперь можно не только «гонять» в разных режимах родную 6П7С, но и подбирать для других ламп коэффициент включения экранной сетки в ульралинейном режиме; для подавляющего большинства выходных пентодов и лучевых тетродов он или 0,22-0,25, или 0,42-0,45. Об изготовлении выходного трансформатора см. ниже.

Гитаристам и рокерам

Это тот самый случай, когда без ламп не обойтись. Как известно, электрогитара стала полноценным солирующим инструментом после того, как предварительно усиленный сигнал со звукоснимателя стали пропускать через специальную приставку – фьюзер – преднамеренно искажающую его спектр. Без этого звук струны был слишком резким и коротким, т.к. электромагнитный звукосниматель реагирует только на моды ее механических колебаний в плоскости деки инструмента.

Вскоре выявилось неприятное обстоятельство: звучание электрогитары с фьюзером обретает полную силу и яркость только на больших громкостях. Особенно это проявляется для гитар со звукоснимателем типа хамбакер, дающим самый «злой» звук. А как быть начинающему, вынужденному репетировать дома? Не идти же в зал выступать, не зная точно, как там зазвучит инструмент. И просто любителям рока хочется слушать любимые вещи в полном соку, а рокеры народ в общем-то приличный и неконфликтный. По крайней мере те, кого интересует именно рок-музыка, а не антураж с эпатажем.

Так вот, оказалось, что роковый звук появляется на уровнях громкости, приемлемых для жилых помещений, если УМЗЧ ламповый. Причина – специфическое взаимодействие спектра сигнала с фьюзера с чистым и коротким спектром ламповых гармоник. Тут снова уместна аналогия: ч/б фото может быть намного выразительнее цветного, т.к. оставляет для просмотра только контур и свет.

Тем, кому ламповый усилитель нужен не для экспериментов, а в силу технической необходимости, долго осваивать тонкости ламповой электроники недосуг, они другим увлечены. УМЗЧ в таком случае лучше делать бестрансформаторный. Точнее – с однотактным согласующим выходным трансформатором, работающим без постоянного подмагничивания. Такой подход намного упрощает и ускоряет изготовление самого сложного и ответственного узла лампового УМЗЧ.

“Бестрансформаторный” ламповый выходной каскад УМЗЧ и предварительные усилители к нему

Справа на рис. дана схема бестрансформаторного выходного каскада лампового УМЗЧ, а слева – варианты предварительного усилителя для него. Вверху – с регулятором тембра по классической схеме Баксандала, обеспечивающей достаточно глубокую регулировку, но вносящей небольшие фазовые искажения в сигнал, что может быть существенно при работе УМЗЧ на 2-полосную АС. Внизу – предусилитель с регулировкой тембра попроще, не искажающей сигнал.

Но вернемся к «оконечнику». В ряде зарубежных источников данная схема считается откровением, однако идентичная ей, за исключением емкости электролитических конденсаторов, обнаруживается в советском «Справочнике радиолюбителя» 1966 г. Толстенная книжища на 1060 страниц. Не было тогда интернета и баз данных на дисках.

Описание бестрансформаторного выходного каскада лампового УМЗЧ

Усовершенствованный бестрансформаторный выходной каскад лампового УМЗЧ

Там же, справа на рис., коротко, но ясно описаны недостатки этой схемы. Усовершенствованная, из того же источника, дана на след. рис. справа. В ней экранная сетка Л2 запитана от средней точки анодного выпрямителя (анодная обмотка силового трансформатора симметричная), а экранная сетка Л1 через нагрузку. Если вместо высокоомных динамиков включить согласующий трансформатор с обычным динамиков, как в пред. схеме, выходная мощность составить ок. 12 Вт, т.к. активное сопротивление первичной обмотки трансформатора много меньше 800 Ом. КНИ этого оконечного каскада с трансформаторным выходом – прим. 0,5%

Как сделать трансформатор?

Главные враги качества мощного сигнального НЧ (звукового) трансформатора – магнитное поле рассеяния, силовые линии которого замыкаются, обходя магнитопровод (сердечник), вихревые токи в магнитопроводе (токи Фуко) и, в меньшей степени – магнитострикция в сердечнике. Из-за этого явления небрежно собранный трансформатор «поет», гудит или пищит. С токами Фуко борются, уменьшая толщину пластин магнитопровода и дополнительно изолируя их лаком при сборке. Для выходных трансформаторов оптимальная толщина пластин – 0,15 мм, максимально допустимая – 0,25 мм. Брать для выходного трансформатора пластины тоньше не следует: коэффициент заполнения керна (центрального стержня магнитопровода) сталью упадет, сечение магнитопровода для получения заданной мощности придется увеличить, отчего искажения и потери в нем только возрастут.

В сердечнике звукового трансформатора, работающего с постоянным подмагничиванием (напр., анодным током однотактного выходного каскада) должен быть небольшой (определяется расчетом) немагнитный зазор. Наличие немагнитного зазора, с одной стороны, уменьшает искажения сигнала от постоянного подмагничивания; с другой – в магнитопроводе обычного типа увеличивает поле рассеяния и требует сердечника большего сечения. Поэтому немагнитный зазор нужно рассчитывать на оптимум и выполнять как можно точнее.

Выходные трансформаторы двухтактных оконечных каскадов наматываются по специальным схемам, чтобы уменьшить паразитную (через поле рассеяния, не через сердечник) магнитную связь между секциями анодной обмотки. Связь через поле рассеяния – специфический для «двухтактников» и весьма сильный фактор, ухудшающий звук. Схемы намотки выходных трансформаторов ультралинейных 2-тактных выходных каскадов весьма сложны.

Для трансформаторов, работающих с подмагничиванием, оптимальный тип сердечника – из пластин Шп (просеченных), поз. 1 на рис. В них немагнитный зазор образуется при просечке керна и потому стабилен; его величина указывается в паспорте на пластины или замеряется набором щупов. Поле рассеяния минимально, т.к. боковые ветви, через которые замыкается магнитный поток, цельные. Из пластин Шп часто собирают и сердечники трансформаторов без подмагничивания, т.к. пластины Шп делают из высококачественной трансформаторной стали. В таком случае сердечник собирают вперекрышку (пластины кладут просечкой то в одну, то в другую сторону), а его сечение увеличивают на 10% против расчетного.

Магнитопроводы и каркас обмоток звуковых трансформаторов

Трансформаторы без подмагничивания лучше мотать на сердечниках УШ (уменьшенной высоты с уширенными окнами), поз. 2. В них уменьшение поля рассеяния достигается за счет уменьшения длины магнитного пути. Поскольку пластины УШ доступнее Шп, из них часто набирают и сердечники трансформаторов с подмагничиванием. Тогда сборку сердечника ведут внакрой: собирают пакет из Ш-пластин, кладут полоску непроводящего немагнитного материала толщиной в величину немагнитного зазора, накрывают ярмом из пакета перемычек и стягивают все вместе обоймой.

Примечание: «звуковые» сигнальные магнитопроводы типа ШЛМ для выходных трансформаторов высококачественных ламповых усилителей мало пригодны, у них большое поле рассеяния.

На поз. 3 дана схема размеров сердечника для расчета трансформатора, на поз. 4 конструкция каркаса обмоток, а на поз. 5 – выкройки его деталей. Что до трансформатора для «бестрансформаторного» выходного каскада, то его лучше делать на ШЛМме вперекрышку, т.к. подмагничивание ничтожно мало (ток подмагничивания равен току экранной сетки). Главная задача тут – сделать обмотки как можно компактнее с целью уменьшения поля рассеяния; их активное сопротивление все равно получится много меньше 800 Ом. Чем больше свободного места останется в окнах, тем лучше получился трансформатор. Поэтому обмотки мотают виток к витку (если нет намоточного станка, это маета ужасная) из как можно более тонкого провода, коэффициент укладки анодной обмотки для механического расчета трансформатора берут 0,6. Обмоточный провод – марок ПЭТВ или ПЭММ, у них жила бескислородная. ПЭТВ-2 или ПЭММ-2 брать не надо, у них от двойной лакировки увеличенный наружный диаметр и поле рассеяния будет больше. Первичную обмотку мотают первой, т.к. именно ее поле рассеяния больше всего влияет на звук.

Самодельный выходной трансформатор звуковой частоты

Железо для этого трансформатора нужно искать с отверстиями в углах пластин и стяжными скобами (см. рис. справа), т.к. «для полного счастья» сборка магнитопровода производится в след. порядке (разумеется, обмотки с выводами и наружной изоляцией должны быть уже на каркасе):

  1. Готовят разбавленный вдвое акриловый лак или, по старинке, шеллак;
  2. Пластины с перемычками быстро покрывают лаком с одной стороны и как можно быстрее, не придавливая сильно, вкладывают в каркас. Первую пластину кладут лакированной стороной внутрь, следующую – нелакированной стороной к лакированной первой и т.д;
  3. Когда окно каркаса заполнится, накладывают скобы и туго стягивают болтами;
  4. Через 1-3 мин, когда выдавливание лака из зазоров видимо прекратится, добавляют пластин снова до заполнения окна;
  5. Повторяют пп. 2-4, пока окно не будет туго набито сталью;
  6. Снова туго стягивают сердечник и сушат на батарее и т.п. 3-5 суток.

Собранный по такой технологии сердечник имеет очень хорошие изоляцию пластин и заполнение сталью. Потерь на магнитострикцию вообще не обнаруживается. Но учтите – для сердечников их пермаллоя данная методика неприменима, т.к. от сильных механических воздействий магнитные свойства пермаллоя необратимо ухудшаются!

На микросхемах

УМЗЧ на интегральных микросхемах (ИМС) делают чаще всего те, кого устраивает качество звука до среднего Hi-Fi, но более привлекает дешевизна, быстрота, простота сборки и полное отсутствие каких-либо наладочных процедур, требующих специальных знаний. Попросту, усилитель на микросхемах – оптимальный вариант для «чайников». Классика жанра здесь – УМЗЧ на ИМС TDA2004, стоящей на серии, дай бог памяти, уже лет 20, слева на рис. Мощность – до 12 Вт на канал, напряжение питания – 3-18 В однополярное. Площадь радиатора – от 200 кв. см. для максимальной мощности. Достоинство – способность работать на очень низкоомную, до 1,6 Ом, нагрузку, что позволяет снимать полную мощность при питании от бортовой сети 12 В, а 7-8 Вт – при 6-вольтовом питании, напр., на мотоцикле. Однако выход TDA2004 в классе В некомплементарный (на транзисторах одинаковой проводимости), поэтому звучок точно не Hi-Fi: КНИ 1%, динамика 45 дБ.

Звуковые усилители на микросхемах TDA

Более современная TDA7261 звук дает не лучше, но мощнее, до 25 Вт, т.к. верхний предел напряжения питания увеличен до 25 В. Нижний, 4,5 В, все еще позволяет запитываться от 6 В бортсети, т.е. TDA7261 можно запускать практически от всех бортсетей, кроме самолетной 27 В. С помощью навесных компонент (обвязки, справа на рис.) TDA7261 может работать в режиме мутирования и с функцией St-By (Stand By, ждать), переводящей УМЗЧ в режим минимального энергопотребления при отсутствии входного сигнала в течение определенного времени. Удобства стоят денег, поэтому для стерео нужна будет пара TDA7261 с радиаторами от 250 кв. см. для каждой.

Примечание: если вас чем-то привлекают усилители с функцией St-By, учтите – ждать от них динамики шире 66 дБ не стоит.

«Сверхэкономична» по питанию TDA7482, слева на рис., работающая в т. наз. классе D. Такие УМЗЧ иногда называют цифровыми усилителями, что неверно. Для настоящей оцифровки с аналогового сигнала снимают отсчеты уровня с частотой квантования, не мене чем вдвое большей наивысшей из воспроизводимых частот, величина каждого отсчета записывается помехоустойчивым кодом и сохраняется для дальнейшего использования. УМЗЧ класса D – импульсные. В них аналог непосредственно преобразуется в последовательность широтно-модулированных импульсов (ШИМ) высокой частоты, которая и подается на динамик через фильтр низких частот (ФНЧ).

Импульсные звуковые усилители класса D на микросхемах

Звук класса D с Hi-Fi не имеет ничего общего: КНИ в 2% и динамика в 55 дБ для УМЗЧ класса D считаются очень хорошими показателями. И TDA7482 здесь, надо сказать, выбор не оптимальный: другие фирмы, специализирующиеся на классе D, выпускают ИМС УМЗЧ дешевле и требующие меньшей обвязки, напр., D-УМЗЧ серии Paxx, справа на рис.

Из TDAшек следует отметить 4-канальную TDA7385, см. рис., на которой можно собрать хороший усилитель для колонок до среднего Hi-Fi включительно, с разделением частот на 2 полосы или для системы с сабвуфером. Расфильтровка НЧ и СЧ-ВЧ в том и другом случае делается по входу на слабом сигнале, что упрощает конструкцию фильтров и позволяет глубже разделить полосы. А если акустика сабвуферная, то 2 канала TDA7385 можно выделить под суб-УНЧ мостовой схемы (см. ниже), а остальные 2 задействовать для СЧ-ВЧ.

4-канальный УМЗЧ на микросхеме

УМЗЧ для сабвуфера

Сабвуфер, что можно перевести как «подбасовик» или, дословно, «подгавкиватель» воспроизводит частоты до 150-200 Гц, в этом диапазоне человеческие уши практически не способны определить направление на источник звука. В АС с сабвуфером «подбасовый» динамик ставят в отельное акустическое оформление, это и есть сабвуфер как таковой. Сабвуфер размещают, в принципе, как удобнее, а стереоэффект обеспечивается отдельными СЧ-ВЧ каналами со своими малогабаритными АС, к акустическому оформлению которых особо серьезных требований не предъявляется. Знатоки сходятся на том, что стерео лучше все же слушать с полным разделением каналов, но сабвуферные системы существенно экономят средства или труд на басовый тракт и облегчают размещение акустики в малогабаритных помещениях, почему и пользуются популярностью у потребителей с обычным слухом и не особо взыскательных.

«Просачивание» СЧ-ВЧ в сабвуфер, а из него в воздух, сильно портит стерео, но, если резко «обрубить» подбасы, что, кстати, очень сложно и дорого, то возникнет очень неприятный на слух эффект перескока звука. Поэтому расфильтровка каналов в сабвуферных системах производится дважды. На входе электрическими фильтрами выделяются СЧ-ВЧ с басовыми «хвостиками», не перегружающими СЧ-ВЧ тракт, но обеспечивающими плавный переход на подбас. Басы с СЧ «хвостиками» объединяются и подаются на отдельный УМЗЧ для сабвуфера. Дофильтровываются СЧ, чтобы не портилось стерео, в сабвуфере уже акустически: подбасовый динамик, ставят, напр., в перегородку между резонаторными камерами сабвуфера, не выпускающими СЧ наружу, см. справа на рис.

Усилитель и акустика для сабвуфера

К УМЗЧ для сабвуфера предъявляется ряд специфических требований, из которых «чайники» главным считают возможно большую мощность. Это совершенно неправильно, если, скажем, расчет акустики под комнату дал для одной колонки пиковую мощность W, то мощность сабвуфера нужна 0,8(2W) или 1,6W. Напр., если для комнаты подходят АС S-30, то сабвуфер нужен 1,6х30=48 Вт.

Гораздо важнее обеспечить отсутствие фазовых и переходных искажений: пойдут они – перескок звука обязательно будет. Что касается КНИ, то он допустим до 1% Собственные искажения басов такого уровня не слышны (см. кривые равной громкости), а «хвосты» их спектра в лучше всего слышимой СЧ области не выберутся из сабвуфера наружу.

Во избежание фазовых и переходных искажений усилитель для сабвуфера строят по т. наз. мостовой схеме: выходы 2-х идентичных УМЗЧ включают встречно через динамик; сигналы на входы подаются в противофазе. Отсутствие фазовых и переходных искажений в мостовой схеме обусловлено полной электрической симметрией путей выходного сигнала. Идентичность усилителей, образующих плечи моста, обеспечивается применением спаренных УМЗЧ на ИМС, выполненных на одном кристалле; это, пожалуй, единственный случай, когда усилитель на микросхемах лучше дискретного.

Примечание: мощность мостового УМЗЧ не удваивается, как думают некоторые, она определяется напряжением питания.

Пример схемы мостового УМЗЧ для сабвуфера в комнату до 20 кв. м (без входных фильтров) на ИМС TDA2030 дан на рис. слева. Дополнительная отфильтровка СЧ осуществляется цепями R5C3 и R’5C’3. Площадь радиатора TDA2030 – от 400 кв. см. У мостовых УМЗЧ с открытым выходом есть неприятная особенность: при разбалансе моста в токе нагрузки появляется постоянная составляющая, способная вывести из строя динамик, а схемы защиты на подбасах часто глючат, отключая динамик, когда не надо. Поэтому лучше защитить дорогую НЧ головку «дубово», неполярными батареями электролитических конденсаторов (выделено цветом, а схема одной батареи дана на врезке.

Немного об акустике

Акустическое оформление сабвуфера – особая тема, но раз уж здесь дан чертеж, то нужны и пояснения. Материал корпуса – МДФ 24 мм. Трубы резонаторов – из достаточно прочного не звенящего пластика, напр., полиэтилена. Внутренний диаметр труб – 60 мм, выступы внутрь 113 мм в большой камере и 61 в малой. Под конкретную головку громкоговорителя сабвуфер придется перенастроить по наилучшему басу и, одновременно, по наименьшему влиянию на стереоэффект. Для настройки трубы берут заведомо большей длины и, задвигая-выдвигая, добиваются требуемого звучания. Выступы труб наружу на звук не влияют, их потом отрезают. Настройка труб взаимозависима, так что повозиться придется.

Усилитель для наушников

Усилитель для наушников делают своими руками чаще всего по 2-м причинам. Первая – для слушания «на ходу», т.е. вне дома, когда мощности аудиовыхода плеера или смартфона не хватает для раскачки «пуговок» или «лопухов». Вторая – для высококлассных домашних наушников. Hi-Fi УМЗЧ для обычной жилой комнаты нужен с динамикой до 70-75 дБ, но динамический диапазон лучших современных стереонаушников превышает 100 дБ. Усилитель с такой динамикой стоит дороже некоторых автомобилей, а его мощность будет от 200 Вт в канале, что для обычной квартиры слишком много: прослушивание на сильно заниженной против номинальной мощности портит звук, см. выше. Поэтому имеет смысл сделать маломощный, но с хорошей динамикой отдельный усилитель именно для наушников: цены на бытовые УМЗЧ с таким довеском завышены явно несуразно.

Усилители для наушников на транзисторах и микросхемах

Схема простейшего усилителя для наушников на транзисторах дана на поз. 1 рис. Звук – разве что для китайских «пуговок», работает в классе B. Экономичностью тоже не отличается – 13-мм литиевых батареек хватает на 3-4 часа при полной громкости. На поз. 2 – TDAшная классика для наушников «на ход». Звук, впрочем, дает вполне приличный, до среднего Hi-Fi смотря по параметрам оцифровки трека. Любительским усовершенствованиям обвязки TDA7050 несть числа, но перехода звука на следующий уровень классности пока не добился никто: сама «микруха» не позволяет. TDA7057 (поз. 3) просто функциональнее, можно подключать регулятор громкости на обычном, не сдвоенном, потенциометре.

УМЗЧ для наушников на TDA7350 (поз. 4) рассчитан уже на раскачку хорошей индивидуальной акустики. Именно на этой ИМС собраны усилители для наушников в большинстве бытовых УМЗЧ среднего и высокого класса. УМЗЧ для наушников на KA2206B (поз. 5) считается уже профессиональным: его максимальной мощности в 2,3 Вт хватает и для раскачки таких серьезных изодинамических «лопухов», как ТДС-7 и ТДС-15.

На закуску

В заключение – полнейшая экзотика, усилитель для наушников… на лампах, см. рис., причем всего один канал, для другого нужны еще такие же раритеты. Хотя в этом усилителе реализованы едва ли не все ламповые ритуалы (кроме, пожалуй фиксированного смещения от батареек), он не только и не столько дань любезности вакуумным аудиофилам: при прослушивании на ТДС-7 через этот усилитель сквозного аналога звук, по сравнению с KA2206B, заметно улучшается.

Ламповый усилитель для наушников

***

© 2012-2020 Вопрос-Ремонт.ру

Загрузка…

что еще почитать:

Вывести все материалы с меткой:

Схемы усилителей звука ♫ Усилители мощности звука для начинающих и опытных радиолюбителей

11. 01. 2020   ·   Просмотры:

Post Views: 2 102

Один из простых вариантов усилителя мощности низкой частоты на микросхеме К174УН7. Выходная мощность от 4 Вт до 5 Вт. Нагрузка до 4 Ом. Обновление: В принципиальной схеме были ошибки. Исправлена полярность…

Далее 13. 08. 2019   ·   Просмотры:

Post Views: 1 460

Подборка усилителей звука на микросхемах для начинающих и опытных радиолюбителей. Стерео усилитель звука на TDA7262 Hi – Fi усилитель на два канала. Открыть в полном размере У этой микросхемы большой диапазон…

Далее 28. 09. 2018   ·   Просмотры:

Post Views: 1 593

Режим усилителя устанавливается автоматически и сохраняется даже при снижении напряжения источника питания в 4 раза. Такая не критичность к питанию достигнута применением глубоких ООС по синфазной составляющей…

Далее 28. 09. 2018   ·   Просмотры:

Post Views: 1 165

В радиолюбительской практике широкое распространение получил усилитель мощности ЗЧ (УМЗЧ), выполненный по симметричной схеме. Комплементарные биполярные транзисторы его входного каскада включены по схеме…

Далее 27. 04. 2018   ·   Просмотры:

Post Views: 1 099

Простой усилитель воспроизведения на KA2221 Открыть в полном размере Принцип работы усилителя на микросхеме КА2221 Конденсаторы С1, С2 и С9, С10 разделительные. С4, С5 совместно с индуктивностью воспроизводящей головки…

Далее 27. 04. 2018   ·   Просмотры:

Post Views: 2 577

TDA2004 представляет собой сдвоенный усилитель мощности (стерео). Открыть в полном размере Принцип работы усилителя звука на микросхеме TDA2004 Конденсаторы С6 и С8 необходимы для обеспечения цепи вольтодобавки…

Далее 27. 04. 2018   ·   Просмотры:

Post Views: 1 841

Простой, маломощный и дешевый в сборке. Открыть в полном размере Принцип работы микросхемного усилителя TDA2003 Входной сигнал поступает на вход усилителя через разделительный конденсатор С1 и R1 на вход микросхемы…

Далее 25. 03. 2018   ·   Просмотры:

Post Views: 2 199

Эта пятивыводная микросхема в корпусе ТО-220 представляет собой полностью готовый к использованию усилитель, к которому требуется только подсоединить несколько элементов обвязки и радиатор для отвода тепла. …

Далее 25. 03. 2018   ·   Просмотры:

Post Views: 2 595

Схема усилителя мощности звуковой частоты, построенная на транзисторах. Открыть в полном размере Краткое описание схемы усилителя Устройство может питаться от источника с напряжением от 10 В до 15 В. Номинальная…

Далее 25. 03. 2018   ·   Просмотры:

Post Views: 1 804

Схема предназначена для новичков и для тех, кто хочет научиться изготавливать платы или паять. На принципиальной схеме усилитель выполнен на один канал, но на печатной – на два. Ток покоя составляет 20 мА. Открыть…

Далее

Схема усилителя звука 25 Вт » Вот схема!


Особенность этого усилителя, что его операционный усилитель работает в малосигнальном режиме в результате существенно расширяется диапазон воспроизводимых частот без превышения скорости нарастания выходного напряжение. Это позволяет без ущерба для качества использовать самые распространенные ОУ с весьма средними параметрами. Принципиальная схема одного канала показана на рисунке.

Характеристики усилителя:

Номинальный диапазон воспроизводимых звуковых частот 17гц…25 кгц при неравномерности не более 3 дб,
Номинальное входное напряжение ЗЧ 0.8В,
Номинальная выходная мощность 12Вт при коэффициенте нелинейных искажений 0.015%.
Максимальная -25 Вт при КНИ 0,2%.
Входное сопротивление 100 ком,
Относительный уровень фона -80дб.

Выходные каскады включены по схеме с общим эмиттером, а роль нагрузок предоконечного каскада на ОУ выполняют резисторы R5 и R6 включенные в цепи его питания. При том выход соединен с общим проводом через относительно низкоомное сопротивление R7.

В результате усиленный операционным усилителем сигнал выделяется на этих резисторах R5 и R6, причем сигналы противофазные, что обеспечивает работу выходного двухтактного каскада.

В результате все транзисторы имеют соединенные вместе коллекторы, что очень удобно с конструктивной точки зрения, так как позволяет использовать один, общий для всех транзисторов одного канала, теплоотвод.

Катушка L1, может не устанавливается, но она повышает стабильность работы при значительной емкости в цели нагрузки (например разделительные фильтры многополосной АС).

Корпус

Конструктивно усилитель выполнен в корпусе, по конструкции аналогичный тем, в которых собраны остальные компоненты аудиокомплекса. Высота корпуса определяется прежде всего высотой силового трансформатора.

Источник питания

В основе источника питания силовой трансформатор Т1, каждый канал усилителя мощности питается от отдельной обмотки этого трансформатора, через свой собственный выпрямитель на VD1-VD4.

Трансформатор использован готовый на 100Вт, подойдет любой на мощность не менее этой, имеющий две вторичные обмотки, вырабатывающие по 25-30В переменного тока, и рассчитанные на ток до 3А.

Печатная плата

Операционный усилитель и большинство деталей монтируется на печатной плате, она располагается в непосредственной близости от радиатора. на котором установлены транзисторы.

R10 и R11 монтируются непосредственно на выводах VT2 и VT4. VT1 и VT3 тоже устанавливаются на этом радиаторе и подключаются к плате монтажными проводами минимальной длины.

Размеры платы 60×80 мм. Материал-односторонний фольгированный стеклотекстолит.

Настройка

Для налаживания нужно сначала замкнуть вход УМЗЧ на коротко и, подключив к его выходу осциллограф, кратковременно подать питание. Если самовозбуждение отсутствует можно подключить питание постоянно. При наличии возбуждения отключите питание и уменьшите сопротивление R14, а затем попробуйте подать питание снова.

Затем измерьте напряжение на выводах 1 и 4 ОУ относительно общего провода. Они должны быть равными по модулю, если это не так подберите R5 и R6. Затем подключите вольтметр постоянного тока к выводу и подберите R2 таким образом, чтобы постоянное напряжение было не более 30 мВ.

Простой усилитель звука

Вне сомнений что у каждого начинающего радиолюбителя появлялось желание собрать усилитель звука своими руками. Меня эта тема очень заинтересовала. Однажды я заметил у приятеля – радиолюбителя в тетради одну интересную схему. По данной схеме можно легко собрать простой усилитель звука на 10 Ватт с питанием от 5 до 16 Вольт. Попрощавшись с другом я довольный ушёл с его тетрадкой и уже дома принялся за сборку.

Схема простого усилителя звука

Схема представляет собой простой усилитель собранный на микросхема TDA2003. Входной сигнал поступает на микросхему через электролитический конденсатор 10 мкФ. Усиленный микросхемой сигнал с 4-й ножки поступает на динамик через конденсатор 470 мкФ. Схема питается от источника постоянного тока напряжением 12В.

Печатная плата усилителя

Изготовление самой платы у меня заняло буквально несколько минут. Плата была сделана с помощью лазерного утюга и после вытравлена в хлорном железе. Следующим этапом нужно отыскать необходимые детали и заняться их пайкой. Микросхема была взята из старого телевизора, кстати в ТВ находится она перед самим динамиком на плате. Далее отсоединив дорожки выпаял микросхему, отечественным аналогом которой является — К174УН14. В том случае если в качестве донора будет телевизор советский времён. Остальные нужные детали также были отпаяны там. Далее началась пайка деталей на плату.

Когда детали припаяны, была протестирована пайка – получилось всё отлично. Важно не забыть что микросхему нужно ставить на радиатор. Сразу же мне захотелось проверить на работоспособность схему, был подключен аккумулятор 12 Вольт – всё отлично работало. Схема усилка ЗЧ выдавала точно 10 Ватт. Музыка звучит очень хорошо, без лишних помех. Вот так без особых трудностей я собрал простой усилитель звука. Печетная плата усилителя выглядит следующим образом.

Печатная плата усилителя

Для того чтобы нарисовать плату для печати использовал программу layout 6.0. Получилась отличная и удобная плата. Важно отметить что ни в коем случае нельзя спутать + и -, иначе легко уничтожите микросхему! Для тех у кого нету layout 6.0 можно взять образец для печати платы в виде изображения, и вы легко её напечатаете.

Всего я сделал 6 аналогичных усилителей, работает всё без лишних проблем. Один из которых не хотел работать, как позже стало ясно из-то того что перепутав питание + и – сгорела микросхема. Так что в этом плане надо быть очень внимательным.

Динамик я взял с того же телевизора и закрепил всё в пластиковом корпусе. Есть также возможность добавить к усилителю тембрблок.

  • < Назад
  • Вперёд >
Добавить комментарий

Усилитель звукового сигнала мощностью 600 Вт / Хабр

Предлагаю вашему вниманию разработку прототипа усилителя звука мощностью 600 Вт

В усилителе используется микросхема TPA3255 производства компании Texas Instruments. Это высокоэффективный, высококачественный четырехканальный усилитель класса D. 

Модель платы усилителя

Принцип работы достаточно простой. На вход микросхемы подается аналоговый сигнал, он преобразуется в PWM и подается на выходные силовые каскады.

Нас интересует один из режимов работы микросхемы, PBTL параллельное мостовое включение выходных каскадов. Этот режим обеспечивает максимальную выходную мощность.

Конфигурирование режимов работы микросхемы осуществляется подключением входов управления в заданные состояния, что позволяет работать усилителю без управляющего микроконтроллера.

Кроме режима PBTL микросхема поддерживает другие режимы работы, основные из них:

  • SE – четыре отдельных канала с выходной мощностью до 148 Вт на канал в зависимости от выходной нагрузки и допустимых искажениях;

  • PBL – два канала с выходной мощностью до 315 Вт на канал в зависимости от выходной нагрузки и допустимых искажениях.

Кроме этого, внешние входы синхронизации позволяют включать несколько микросхем параллельно и суммировать выходную мощность  для получения более 600 Вт.

Схема включения микросхемы TPA3255

Рассмотрим включение микросхемы более детально

Питание микросхемы:

  • PVDD силовое питание выходных каскадов усилителя 53.5 В;

  • GVDD питание драйверов затворов 12 В;

  • VDD питание схемы управления и подготовки сигнала 12 В.

Кроме этого, внутри микросхемы есть источник опорного напряжения VBG, источник питания аналоговой части AVDD 7.75 В, источник питания цифровой части DVDD 3.3 В. Эти источники не предназначены для использоваться снаружи микросхемы, но должны быть подключены к внешним фильтрующим конденсаторам емкостью 1 мкФ.

Входы питания PVDD, GVDD, VDD микросхемы защищены схемой контроля понижения напряжения питания (UVP — Under Voltage Protection) При срабатывании этой защиты будут отключены выходные каскады усилителя и выход статуса состояния FAULT будет переключен в логический 0, вплоть до устранения причины.

Режим работы PBTL задается подключением входов M1 и M2 к общему проводу, и заземлением аналоговых  входов INPUTC и INPUTD. В этом режиме на входы INPUTA и INPUTB подается балансный аудиосигнал с номинальным уровнем 2 V RMS. Выходы OUTA и OUTC включаются параллельно, выходы OUTB и OUTD включаются параллельно.

Время задержки при включении задается конденсатором на выводе C_START, для режима PBTL его емкость должна быть 47 нФ.

Частота PWM сигнала задается резистором на выводе FREQ_ADJ

Номинал резистора на выводе FREQ_ADJ

Частота PWM

30 кОм

450 кГц

20 кОм

500 кГц

10 кОм

600 кГц

Чем выше частота, тем больше динамические потери в выходных каскадах. И тем легче отфильтровать частоту PWM в выходном сигнале.

Защита от перегрузки и короткого замыкания выходных каскадов настраивается резистором на выводе OC_ADJ .

Контроль перегрузки реализован отдельно для верхнего и нижнего транзистора каждого выходного полумоста.

Схема защиты от перегрузки может работать в двух режимах CB3C (Cycle By Cycle  Current Control) и Latching Over Current.

В режиме CB3C ограничение тока происходит непосредственно на каждом цикле PWM с выводом нулевого сигнала на выход статуса CLIP_OTW, при этом для каждого цикла, в котором сработала защита, увеличивается счетчик перегрузки для каждого цикла PWM, без перегрузки – счетчик перегрузки уменьшается. Когда счетчик перегрузок доходит до максимального значения (например, при коротком замыкании на выходе) каскад полностью отключается, устанавливается статус на выходе FAULT в ноль, вплоть до сброса состояния микросхемы сигналом RESET.

В режиме Latching Over Current при обнаружении перегрузки выходной каскад отключается, устанавливается статус на выходе FAULT в ноль, вплоть до сброса состояния микросхемы сигналом RESET.

Режим работы схемы защиты устанавливается номиналом резистора подключенного к входу OC_ADJ

Сопротивление резистора подключенного к входу OC_ADJ

Режим работы схемы защиты

Уровень тока при срабатывании защиты

22 кОм

CB3C

17.0 A

24 кОм

CB3C

15.7 A

27 кОм

CB3C

14.2 A

30 кОм

CB3C

12.9 A

47 кОм

Latched OC

17.0 A

51 кОм

Latched OC

15.7 A

56 кОм

Latched OC

14.2 A

64 кОм

Latched OC

12.9 A

Для нашего применения мы используем режим CB3C с током ограничения 17 А. Выбираем резистор сопротивлением 22 кОм.

Микросхема имеет защиту от перегрева с двумя уровнями:

  • Overtemperature Warning – OTW , температура кристалла микросхемы превысила 120°C с выводом нулевого уровня на выход статуса CLIP_OTW. При охлаждении микросхемы состояние возвращается в рабочий режим.

  • Overtemperature Error – OTE, температура кристалла микросхемы превысила 155°C, каждый выходной канал переводится в отключенный режим, на выход статуса FAULT выводится низкий уровень. Микросхема вернется в рабочий режим после сброса сигналом RESET.

Вход RESET предназначен для остановки усилителя, отключения выходных каскадов, сброса состояний защиты микросхемы. Активный уровень низкий. Вход требует внешней подтяжки к уровню 3.3 В. При переводе входа RESET в логическую единицу запускается процедура конфигурирования усилителя в соответствии с режимами заданными на входах управления.

Выходы FAULT и CLIP_OTW сообщают о состоянии внутренних схем защиты. Оба выхода типа ’открытый коллектор’ с внутренней подтяжкой к 3.3 В. Оба выхода имеют низкий активный уровень. По сути, выход CLIPOTW символизирует о необходимости уменьшить уровень входного сигнала, а выход FAULT означает о наличии серьезного сбоя в работе усилителя.

Выходы BSTA BSTB BSTC BSTD предназначены для подключения конденсаторов питания драйверов затворов верхних транзисторов соответствующего полумоста.

Входы OSCIOM и OSCIOP предназначены для синхронизации PWM нескольких микросхем усилителей работающих на общую нагрузку. Такой режим позволяет получить мощности на нагрузке более 600 Вт.

Описание схемы

принципиальная схема усилителя

Для питания усилителя требуется источник питания на 53,5 В. Пиковая мощность, которую может выдать усилитель 600 Вт. В зависимости от характера музыки средняя мощность может составлять 15% – 30% процентов от пиковой. Источник питания должен обеспечивать среднюю мощность, а пиковая мощность будет браться с конденсаторов, расположенных на плате усилителя. Нужно обратить внимание, что при пиковой мощности 600 Вт токи, протекающие по плате, превышают 10 А, сама плата и компоненты должны обеспечивать работоспособность при таких токах с запасом.

Суммарная емкость конденсаторов на плате по питанию 53.5 В превышает 10000 мкФ. Разряженная емкость для источника питания равносильна короткому замыканию, у большинства источников питания будет срабатывать перегрузка и они не смогут запуститься и выйти на рабочий режим. Для успешной работы с усилителем источник питания должен поддерживать два режима работы: стабилизации напряжения и ограничения по току. Такой источник при старте ограничивает ток в нагрузку, плавно заряжая емкости по питанию в схеме усилителя. Когда напряжение на емкостях достигает заданного уровня, источник переходит в режим стабилизации напряжения.

Для работы усилителя с любым источником питания в усилитель добавлена схема ограничения тока, реализованная на транзисторах Q3 и Q4.

Микросхеме усилителя требуется напряжение 12 В, понижающий преобразователь питания реализован на микросхеме LM2596HVS-ADJ (или LM2596HV-12), обратите внимание, что требуется применять высоковольтный вариант этой микросхемы, именно HV.

Напряжение 3.3 В получаем линейным стабилизатором LM1117-3.3 или ее аналогом.

Для управления вентилятором радиатора охлаждения реализована отдельная схема на терморезисторе Th2 10 кОм, операционном усилителе U1 и транзисторе Q6. Терморезистор начальным сопротивлением 10 кОм в корпусе 0603 размещен под микросхемой усилителя и косвенно измеряет температуру, исходя из этого, температуру включения вентилятора разумно выбрать в районе 45°C – 50°C , несмотря на то, что терморезисторы в таком типоразмере бывают с различными температурными коэффициентами, сопротивление этих резисторов уменьшается в два раза от начального в диапазоне температур от 40°C до 50°C В схеме я использую резистор R45 4,7 кОм для установки уровня срабатывания вентилятора, запаивая параллельный резистор R30 можно уменьшить сопротивление и тем увеличить температуру срабатывания. На операционном усилителе заведена положительная обратная связь для реализации гистерезиса на включение/отключение вентилятора.

Была мысль реализовать плавное включение вентилятора, пропорционально температуре. Сделать это можно либо плавно изменяя напряжение на вентиляторе, либо использовать вентилятор с входом PWM для управления оборотами. В случае с плавным изменением напряжения регулирующий транзистор придется ставить достаточно мощный и на нем будет рассеиваться мощность до трех ватт, что для любительского применения возможно, но вряд ли допустимо в серийном изделии на мой взгляд. Для варианта с регулировкой оборотов вентилятора через вход PWM необходим микроконтроллер, что для данного прототипа мне показалось избыточным, и требуется вентилятор с данным входом.

Охлаждение микросхемы усилителя. Сверху корпуса микросхемы расположена площадка для передачи тепла на радиатор, в отличии от микросхем у которых площадка расположена со стороны платы, такая схема отвода тепла позволяет сократить тепловое сопротивление между корпусом микросхемы и радиатором, тем самым понижая температуру и позволяя увеличить максимальную отдаваемую мощность. У производителя Texas Instruments есть варианты микросхем усилителей с площадкой со стороны платы с меньшей выходной мощностью. При ориентировочном КПД усилителя в 90%, при пиковой мощности, в радиаторе потребуется рассеять около 60 Вт.

Для охлаждения микросхемы заложено крепление штатного радиатора для процессоров Intel под сокет LGA1150/LGA1155/LGA1156. Для передачи тепла от микросхемы на радиатор используется дополнительная пластина.

На вход усилителя требуется подавать дифференциальный сигнал (балансный), это позволяет значительно сократить наводку синфазной помехи на сигнальный кабель.

Для ввода балансного сигнала в усилитель использован разъем профессиональной аудио аппаратуры типа XLR.

Балансный сигнал используется преимущественно в профессиональной звуковой аппаратуре, в других сферах довольно затруднительно найти источник дифференциального сигнала. Для подключения однопроводных источников сигнала в схеме реализована схема согласования на операционных усилителях U3, U4, U5.

Входной буфер на U3 обеспечивает высокое входное сопротивление усилителя и стабильные характеристики независимо от различных возможных источников звука. На входе реализован фильтр второго порядка для удаления из сигнала шумов выше звукового диапазона. Фильтр реализован на проходной емкости защитного супрессора VD2, резистора R27, конденсатора C33 и резистора R26. U3B включен инвертирующим усилителем с коэффициентом усиления равным единице, при необходимости им можно задать предварительное усиление.

На операционном усилителе U4 реализована классическая схема активного регулятора громкости профессиональной звуковой аппаратуры. Эта схема реализует логарифмическую функцию регулировки громкости от угла поворота переменного резистора линейного типа. Второй операционник U4B дополнительно усиливает сигнал в десять раз.

На операционном усилителе U5 реализовано формирование дифференциального сигнала для подачи на микросхему TPA3255.

Как и для большинства импульсных силовых микросхем трассировка печатной платы определяет характеристики и качество работы прибора в целом. Для платы усилителя следует применять стеклотекстолит FR-4 с медной фольгой двойной толщины (2 oz – двухунцевый стеклотекстолит).

Мне довольно трудно оценить насколько интересна тема разработки электроники читателям Хабра и насколько детально имеет смысл описывать устройство, конструкцию или принцип работы. Кроме того, так как при разработке данного проекта отсутствовало реальное техническое задание, то какие то аспекты могут показаться чрезмерными, а какие-то недостаточно проработанными. Если у вас возникло желание реализовать или встроить в свой прибор данный усилитель я готов внести изменения под реальные потребности.

Так же, если у вас есть предложения разработать какую-то плату или схему для публичного доступа, или совместной разработки, готов рассмотреть.

Проект схемы и платы в KiCAD можно найти здесь.

Внес мелкие корректировки в схему. Обновил репозитарий на github. В репозитарий добавил модели в LTspice симуляции схемы заряда емкостей питания и симуляции предусилителя. (LTspice успешно работает в Linux под wine)

Схема аудиоусилителя, принцип работы и детали усилителей Nx, Lm386 динамик/радиоустройство/беспроводной передатчик и т. д.

На ранних этапах, примерно в 1912 году, для усиления звука использовались вакуумные лампы, но примерно в 1970-х годах они были заменены биполярными транзисторами и МОП-транзисторами. Усилители мощности класса D (в которых используются транзисторы / МОП-транзисторы) наиболее широко используются для усиления звука.Также можно использовать усилители мощности класса AB, но класс D предпочтительнее из-за его легкого веса и низких характеристик рассеивания тепла.

Аудиоусилители используются во многих приложениях: от передатчиков радиоволн, устройств Hi-Fi, домашних аудиосистем, говорящих игрушек, роботов и даже в военных целях в качестве акустического оружия.

Что такое аудиоусилитель?

Базовый усилитель мощности , предназначенный для приема на вход аудиосигнала низкой мощности и формирования выходного сигнала, состоящего из значения высокой мощности.Этот процесс усиления используется в различных областях, где электрический сигнал преобразуется в акустический сигнал. Этот тип усилителей известен как аудиоусилители. Любая схема, обрабатывающая аудиосигнал, имеет аудиоусилитель как на входе, так и на выходе. Например, если микрофон получает входной сигнал звуковой волны, ему необходимо предварительное усиление сигнала перед его дальнейшей обработкой, и аналогично перед отправкой электрического сигнала на динамик его необходимо усилить.

Схема аудиоусилителя

Схема аудиоусилителя состоит из транзистора, устройства подачи входных сигналов и динамика на выходе. Транзисторы подключаются по необходимости. Важными факторами, которые необходимо учитывать при проектировании аудиоусилителя, являются усиление , шум, частотная характеристика и искажение . Чем выше усиление, тем выше будут искажения и шум, однако отрицательная обратная связь уменьшит усиление усилителя.

Цепь аудиоусилителя

Работа аудиоусилителя

Работа усилителя не на одном каскаде. Это усиление звуковых сигналов осуществляется на различных этапах. На основании критериев зала, инфраструктуры и значения импеданса происходит усиление сигналов. Мощность, генерируемая на выходе этих усилителей, зависит от их полезности.

Входной сигнал подается с помощью любого микрофона и по мере того, как он достигает транзистора, происходит перемещение основных и неосновных носителей.Если транзистор n-p-n-типа, то в этом случае соединения питания обеспечиваются таким образом, чтобы ширина обедненной области была меньше, что указывает на то, что транзистор должен находиться в полностью проводящем режиме.

Усилители могут иметь несколько транзисторов. На основе этих перемещений носителей сигнал достигает пункта назначения. Этот сигнал процесса, достигающий пункта назначения с копией входного сигнала, но усиленный с точки зрения мощности, известен как усиление .

Это примерно одноступенчатое усиление, исходя из критериев, по которым это количество каскадов варьируется. Этапы зависят от значения силы усиления. Таким образом работает усилитель. В зависимости от критериев усиления он может варьироваться, но факторы, называемые импедансом, мощностью и т. д., остаются неизменными.

 Применения

Аудиоусилители могут использоваться по-разному. Некоторые из них перечислены ниже:

  1. В звуковых системах эти усилители используются наиболее широко.
  2. В различных инструментах, которые относятся к музыке, устанавливаются эти усилители.
  3. В радиовещании используются эти усилители.
  4. Передача сигналов для дальней связи — это большинство усилителей, которые используются.
  5. Для беспроводной передачи сигналов требуется усиление звука.
Аудиоусилитель Nx

Этот аудиоусилитель Nx представляет собой тип усилителя, который достаточно хорош для усиления мощности звуковых сигналов.Этот усилитель выпускается в различных версиях. Каждая версия может быть разработана различными производителями. Он поддерживает усилители класса AB. Каждый тип поддерживает два канала. Различные версии обладают различными возможностями изменения максимальной мощности. Он также имеет различные значения импеданса.

Усилители звука Nx

Таким образом, можно описать, что это усилитель, который относится к усилению звука с различными параметрами звука, такими как изменение мощности, изменение импеданса.

Аудиоусилитель Lm386

Это своего рода операционный усилитель, предназначенный для выполнения определенных задач, например, если входной сигнал подается на усилитель, то он модулируется в десять раз, в сто раз и даже лучше.Это базовый усилитель в виде микросхемы, состоящей из 8 контактов. Начальный контакт 1 и последний контакт 8 обозначают значения коэффициента усиления этого конкретного усилителя. Это значение усиления можно регулировать, подключив к цепи конденсатор.

Усилитель звука Lm386

К нему подключен потенциометр, чтобы можно было регулировать громкость усилителя. В таких усилителях искажения усиливаемого сигнала будут низкими. Этот вид чипа аудиоусилителя работает от батареи.Поскольку выводы, которые используются в этой микросхеме, могут изменять и управлять усилением усилителя, он может действовать как гибкий усилитель. Следовательно, Lm386 может использоваться в различных приложениях портативных усилителей звука, ультразвуковых датчиков, преобразователей мощности и т. д.

Аудиоусилители являются базовыми усилителями мощности, которые могут быть различных типов, как и разработаны в различных версиях. Существуют различные технические параметры, и даже параметры, связанные с инфраструктурой, также влияют на усиление звука.Аудиоусилители выполнены в виде микросхем и различных размеров. Многие компании-производители разрабатывают этот набор усилителей на основе критериев, предоставленных клиентом. Наилучшим практическим примером аудиоусилителя является сирена, которая способна увеличивать мощность подаваемого сигнала и выдавать выходной сигнал с максимальной силой сигнала. Теперь вы можете привести еще один практический пример, где живо можно заметить применение усилителя звука?

 

 

Схема простейшего усилителя звука

Давно искал схему хорошего стереоусилителя.Я не фанат HiFi, я просто хотел создать простой стереоусилитель, который мог бы управлять некоторыми динамиками для моего настольного компьютера.

Все схемы, которые я смог найти, включали в себя множество труднодоступных компонентов, либо их приходилось использовать вместе с предварительным усилителем или каким-либо другим каскадом усилителя. Это всегда было что-то, что заставляло меня колебаться.

Но недавно я нашел эту замечательную маленькую микросхему под названием TEA2025! Вам нужно всего несколько конденсаторов, чтобы сделать из него достойный стереоусилитель.Его так просто построить, что я собрал его на доске всего за несколько часов.

Стереоусилитель 2,5 Вт * 2

На схеме усилителя показан стереоусилитель мощностью 2,5 Вт * 2. Также можно сделать из него моноусилитель на 5 Вт. (Дополнительную информацию см. в техническом описании TEA2025)

На входе следует использовать двойной потенциометр. Двойной потенциометр позволяет подключить левый и правый каналы к одному потенциометру.

Этот усилитель отлично подходит для использования с некоторыми динамиками для получения звука на настольном компьютере.Думаю поставить на кухню и в ванную тоже. Тогда, возможно, подключите их к моей домашней сети и подавайте музыку с сервера =) Есть много возможностей, когда вы можете сделать такой дешевый усилитель.

Схема усилителя и список деталей

Список деталей

Часть Значение Описание
C1 100 мкФ Поляризованный конденсатор C2 100 мкФ Поляризованный конденсатор
C3 100 мкФ Поляризованный конденсатор
C4 100 мкФ Поляризованный конденсатор C5 100 мкФ Поляризованный конденсатор C6 470115 470115 C7 100 мкФ Поляризованный конденсатор
C8 470 мкФ ПОЛЯРИЗОВАННЫЙ КОНДЕНСАТОР
C9 0.22 мкВФ Неполяризованный конденсатор
C10 0,22 мкВФ Non-поляризованный конденсатор C11 0,15 мкФ неполяризованный конденсатор C12 0.15 мкФ 0,15 мкФ Поляризованный конденсатор
Tea2025 Chee 4025b Chee 4025B 4-8 SPKR2 4-8 OHM Speaker
R1 + R2 10K ДВОЙНОЙ потенциометр

Общая стоимость компонентов (без учета динамиков) составляет около 9 долларов США.Самый дорогой компонент — потенциометр (около 3-4 долларов).

Скачать схемы и макеты плат Eagle

Вот схема (Eagle), разводка печатной платы (Eagle) и файлы Gerber. Эта доска была создана в соответствии с правилами дизайна Seeed Studio (май 2013 г.).

Стереоусилитель-TEA2025-(Eagle)

Чем я могу вам помочь?

Я хочу, чтобы больше людей создавали более качественные и крутые проекты. Каждый может совершенствоваться, даже если он новичок или построил много схем раньше.

Дайте мне знать ваши комментарии и вопросы ниже!

Лучшая схема аудиоусилителя — инженерные проекты

Любители электроники любят создавать собственные гаджеты, которые можно использовать в повседневной жизни. На сайте Best Engineering Projects мы опубликовали 100 таких проектов, которые делают жизнь легкой и сложной. В этом посте вы узнаете, как спроектировать собственную лучшую схему аудиоусилителя с премиальными характеристиками.

Спецификация лучших схем усилителей звука

  1. Выходное сопротивление цепи: 0.01 Ом
  2. Частотная характеристика, т. е. рабочая частота: от 20 Гц до 40 кГц
  3. Общее гармоническое искажение: 1,2% при 3 Вт.
  4. Нагрузка или динамик на выходе: от 3 до 8 Ом

Описание лучшей схемы усилителя звука

Для схемы аудиоусилителя требуется отдельный блок питания, поэтому мы также собираемся показать схему блока питания и метод проектирования.

Блок питания | Лучшая схема усилителя звука

Блок питания

выполнен на базе понижающего трансформатора, выпрямителя и последовательного регулятора напряжения.Вход сети подан на первичную обмотку трансформатора, понижающего напряжение до 15В переменного тока. Это 15 В переменного тока подается на вход мостового выпрямителя BR 1 , а пульсирующий постоянный ток получается с выхода выпрямителя. Этот пульсирующий постоянный ток фильтруется электролитическим конденсатором емкостью 1000 мкФ (C 1 ) и подается на вход последовательного линейного стабилизатора напряжения IC LM7812 (IC 1 ). Выход постоянного тока на выводе 3 IC 1 фильтруется конденсатором C 3 .

Один диод 1N4007 (D 1 ) подключен через выходной контакт (3) к входному контакту (2) ИС 1 , как показано на принципиальной схеме блока питания, для защиты ИС от обратного напряжения . Светодиод также подключен к последовательному токоограничивающему резистору для индикации источника питания, тогда как резистор защищает диод от перенапряжения и тока. Чистые 12 В постоянного тока доступны на разъеме CON2.

Секция усилителя звука | Лучшая схема усилителя звука

Секция усилителя разработана на микросхеме операционного усилителя LME49710 (IC 2 ).Входной звук подается на инвертирующий вывод IC 2 (выв. 2) через переменный резистор VR 1 и электролитический конденсатор C 4 . Переменный резистор ВР 1 используется для регулировки уровня громкости, а конденсатор С 4 блокирует сигнал постоянного тока. Сеть делителя напряжения, разработанная с использованием резисторов R 3 и R 4 , подключена к неинвертирующей клемме для подачи напряжения Vcc/2, т.е. 6 В, на неинвертирующую клемму (контакт 3). Конденсатор C 5 используется в качестве шунтирующего конденсатора.

Два конденсатора, один электролитический конденсатор (C 6 ) и один керамический конденсатор (C 7 ), соединенные параллельно, используются в качестве развязки, т. е. снижают уровень шума. Электролитический конденсатор C 6 уменьшает низкочастотный шум и шум минимальной частоты, присутствующий в источнике питания, тогда как керамический конденсатор снижает высокочастотный шум, присутствующий в линиях электропитания. Коэффициент усиления задается двумя резисторами R 2 и R 5 , где полоса пропускания усилителя задается резистором R 5 и конденсатором C 8 .

Ток смещения задается двумя резисторами R 6 и R 7 , который дополнительно регулируется переменным резистором VR 2 . Два диода Д 2 и Д 3 выполняют функцию умножителя. Этот ток смещения, устанавливаемый этими резистивными элементами, решает проблему включения падения эмиттерной базы транзисторов T 1 и T 2 , этот ток также используется для поддержания транзисторов T 1 и T 2 в активном состоянии. для получения выходной мощности, когда нагрузка подключена или нет.

Транзистор T 1 и T 2 используется для управления конденсатором громкоговорителя C 10 здесь используется для блокировки сигнала постоянного тока. Одна RC-цепочка, образованная резистором R 8 и конденсатором C 11 , подключена к громкоговорителю LS 1 . Эта сеть уменьшает высокочастотный шум, доступный в громкоговорителе, формируя тракт с низким импедансом.

Регулировка контура | Лучшая схема усилителя звука

  1. Подсоедините все компоненты, как показано на принципиальной схеме.
  2. Разъем аудиовхода (CON3) и переменный резистор VR 1 устанавливаются на передней панели коробки.
  3. Переменный резистор VR 2 должен быть настроен примерно на 11 Ом.
  4. Поместите всю схему в маленькую коробку и подключите первичную обмотку к сети.

ПЕРЕЧЕНЬ ЧАСТЕЙ ЛУЧШЕЙ СХЕМЫ УСИЛИТЕЛЯ ЗВУКА

Резистор (все ¼ Вт, ± 5% углерода, если не указано иное)
Р 1 = 2.2 кОм

R 2 = 1,8 кОм

R 3 , R 4 = 22 кОм

R 5 , R 7 = 10 кОм

R 6 = 1 кОм

R 8 = 10 Ом

VR 1 = 10 кОм

VR 2 = 50 Ом

Конденсаторы
C 1 = 1000 мкФ, 35 В (электролитический конденсатор)

C 2 , C 7 , C 9 , C 11 = 100 нФ (керамический диск)

C 3 – C 5 = 10 мкФ, 25 В (электролитический конденсатор)

C 6 = 470 мкФ, 25 В (электролитический конденсатор)

C 8 = 100 пФ (керамический диск)

C 10 = 3300 мкФ, 25 В (электролитический конденсатор)

Полупроводники
IC 1 = LM7812 (регулятор фиксированного напряжения серии 12 В)

IC 2 = LME49710 (операционный усилитель)

T 1 = 2SD882 (транзистор NPN)

T 2 = 2SB772 (транзистор PNP)

D 1 = 1N4007 (выпрямительный диод)

D 2 , D 3 = 1N4148 (Сигнальный диод)

BR 1 = DB107 (мостовой выпрямитель)

Светодиод 1 = 5 мм, светодиод любого цвета

Разное
CON1 = двухштыревая вилка переменного тока

CON2 , CON4 = 2-контактный разъем

CON3 = разъем аудиовхода

LS 1 = 8 Ом, 5 Вт Громкоговоритель

X 1 = 230 В, первичный трансформатор переменного тока на вторичный трансформатор 15 В, 1 А

 

%PDF-1.4 % 87 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 87 70 0000000016 00000 н 0000001748 00000 н 0000001839 00000 н 0000002560 00000 н 0000002775 00000 н 0000003142 00000 н 0000003923 00000 н 0000004301 00000 н 0000010729 00000 н 0000011270 00000 н 0000011508 00000 н 0000012074 00000 н 0000012478 00000 н 0000014938 00000 н 0000015294 00000 н 0000015738 00000 н 0000016141 00000 н 0000016523 00000 н 0000016801 00000 н 0000021933 00000 н 0000022594 00000 н 0000023013 00000 н 0000023828 00000 н 0000024514 00000 н 0000025143 00000 н 0000033100 00000 н 0000033571 00000 н 0000033993 00000 н 0000034372 00000 н 0000034663 00000 н 0000035470 00000 н 0000035522 00000 н 0000035574 00000 н 0000035755 00000 н 0000038421 00000 н 0000039219 00000 н 0000039768 00000 н 0000046294 00000 н 0000046719 00000 н 0000046741 00000 н 0000047250 00000 н 0000047848 00000 н 0000048214 00000 н 0000048613 00000 н 0000057371 00000 н 0000058054 00000 н 0000058076 00000 н 0000058663 00000 н 0000058685 00000 н 0000059389 00000 н 0000059411 00000 н 0000060075 00000 н 0000060097 00000 н 0000060830 00000 н 0000060852 00000 н 0000061545 00000 н 0000061567 00000 н 0000062233 00000 н 0000062255 00000 н 0000062334 00000 н 0000062429 00000 н 0000062874 00000 н 0000063469 00000 н 0000065679 00000 н 0000065908 00000 н 0000066625 00000 н 0000068818 00000 н 0000069109 00000 н 0000001986 00000 н 0000002538 00000 н трейлер ] >> startxref 0 %%EOF 88 0 объект > эндообъект 89 0 объект >/Кодировка >>> /DA (/Helv 0 Tf 0 г ) >> эндообъект 155 0 объект > ручей Hb«a«?Ab,WX-Vak

Основы аудиоусилителя — 1/9

Аудио является одним из наиболее распространенных средств массовой информации.Здесь это относится к представлению звука, которое может быть воспринято людьми. Аудио и видео являются важным компонентом любого электронного носителя. Электроника может использоваться для приема звуковых сигналов (через микрофон), записи звука в какое-либо хранилище, передачи звука (по проводным или беспроводным каналам связи) и воспроизведения звуковых сигналов (через динамики). Аудио может быть представлено и передано либо как аналоговые сигналы, либо как цифровые сигналы. В этой серии аналоговые аудиосигналы вызывают озабоченность.Звуковые сигналы имеют частотный диапазон от 20 Гц до 20 000 Гц.

Громкость аудиосигнала определяется амплитудой сигнала. Как и природа звука, звук в виде электрических сигналов также исчезает с расстоянием. Это было серьезной проблемой, стоявшей перед инженерами телефонии на начальном этапе развития коммуникационных технологий. Как правило, в проводном канале, если электрический сигнал, несущий звук, передается с одного конца и принимается с другого конца на расстоянии одной мили, он теряет 90 процентов своей мощности.Когда сигнал проходит по проводу, сопротивление провода вызывает уменьшение его мощности (P = I2/R). Потеря сигнала при передаче была серьезной проблемой для инженеров-электронщиков. Потери возникают независимо от того, передается ли сигнал только с микрофона на записывающее устройство, компьютер или аудиогенератор на динамик или он передается по проводам на большое расстояние. Чтобы решить эту проблему, инженеры разработали специальную электронику — «Усилители». Усилители увеличивают мощность сигнала, поэтому он достигает большего расстояния, прежде чем ослабнуть.За счет увеличения амплитуды входного сигнала в основном увеличивается выходная мощность схемы, поскольку сигналы высокой мощности могут передаваться на большее расстояние, чем сигналы малой мощности. Используя усилители на разных этапах, аудиосигналы можно безопасно передавать по проводному соединению.

 

Еще одним важным улучшением стало представление звука в виде цифровых сигналов. Благодаря представлению аудиосигналов в виде цифровых сигналов аудиоданные остаются защищенными.При цифровом кодировании аудиоданные становятся независимыми от амплитуды сигнала, поэтому они не изменяются и не теряются из-за шума в кабеле.

В этой серии аналоговые аудиосигналы по-прежнему вызывают озабоченность. Цифровое кодирование аудиосигналов обсуждаться не будет. Конструкция и использование усилителей различных типов будут обсуждаться в этой серии статей. В серии будут разработаны следующие схемы усилителей –

1) Усилитель мощности 250 мВт

2) Усилитель мощности 1 Вт

3) Усилитель низких частот

4) Автомобильный аудиоусилитель

5) Усилитель для наушников

6) Стереоусилитель

7) Предварительный усилитель MAX4468 ​​

8) Предварительный усилитель LM358

Усилитель увеличивает мощность звукового сигнала за счет увеличения его амплитуды.Увеличение амплитуды называется усилением. Вот почему он называется Усилитель. Аудиоусилитель должен быть разработан на основе его применения и требуемых характеристик. Все перечисленные выше усилители предназначены для различных приложений и имеют различные характеристики в соответствии с требованиями.

Рис. 1. Изображение типичного аудиоусилителя

Понимание звуковых сигналов 

Но, прежде чем переходить к электронике, используемой в конструкции различных усилителей, важно понять основы звуковых сигналов, чтобы можно было изучить характеристики схем усилителя.Электронные устройства обрабатывают звук так же, как человеческое тело. Звук возникает, когда что-то вибрирует в воздухе и, в свою очередь, вибрируют частицы воздуха. Вибрации распространяются по воздуху и воспринимаются человеческим ухом. Уши преобразуют эти вибрации в электрические сигналы и отправляют их в мозг. То же самое делает и микрофон. В микрофоне звуковые волны вызывают вибрацию его диафрагмы, которая вызывает вибрации в других компонентах, и вибрации преобразуются в электрический ток, формирующий звуковой сигнал.Этот электрический сигнал представляет собой аналоговый сигнал, представляющий звук. Он имеет две важные характеристики, которые распознают сигнал как уникальный звук —

.

1) Частота – Частота сигнала означает высоту звука. Это самый важный фактор в распознавании звука.

2) Амплитуда – Амплитуда сигнала означает громкость звука. Поскольку это уровень напряжения сигнала в определенный момент времени, он также представляет мощность сигнала.Существуют различные способы измерения амплитуды аудиосигнала, такие как амплитуда от пика до пика, амплитуда среднеквадратичного значения (RMS), амплитуда импульса, полуамплитуда и т. д. Значения амплитуды от пика до пика и среднеквадратичного значения будут использоваться в схеме. анализ звуковых усилителей, разработанных в этой серии.

Амплитуда от пика до пика – Амплитуда от пика до пика представляет собой разницу пика (самое высокое значение амплитуды) и минимума (самое низкое значение амплитуды) аналогового сигнала.

Рис.2: Диаграмма сигнала, показывающая амплитуду аудиосигнала от пика до пика 

Среднеквадратичная амплитуда. Среднеквадратичное значение означает среднеквадратичное значение. Обычно он используется в контексте аналоговых сигналов или сигналов переменного тока (AC). Среднеквадратичное значение представляет собой величину тока или напряжения, которая равна его эквивалентному постоянному току (DC). Таким образом, универсально определить среднеквадратичное значение для сигналов переменного тока при расчете мощности с точки зрения постоянного тока. Следующее уравнение используется для расчета среднеквадратичного значения напряжения от пика до пика напряжения —

.

Вэфф= Vp-p/ (2)1/2

Типы аудиоусилителей

Аудиоусилители можно разделить на несколько категорий.На основе применения аудиоусилителя его можно разделить на следующие категории —

.

1) Предусилитель

2) Усилитель мощности

Предварительный усилитель необходим для усиления очень низких входных сигналов микрофона или гитары. Он используется перед каскадом усилителя мощности. Усилители этого типа не помогают увеличить выходную мощность, но используются для выравнивания электрических сигналов от микрофона или гитары до стандартного линейного напряжения перед усилением.Выходной ток этих усилителей измеряется в микроамперах, поэтому иногда их также называют микроусилителями. Наряду с усилением напряжения они также уменьшают шум и искажения в выходном сигнале. После предварительного усиления усилитель мощности используется для увеличения выходной мощности за счет усиления тока, а также напряжения входного сигнала.

Характеристики усилителя звука

При создании любой схемы усилителя учитывается множество конструктивных факторов, таких как коэффициент усиления, полоса пропускания, выходная мощность и максимальное напряжение питания.Аудиоусилитель должен быть спроектирован с учетом всех этих важных конструктивных факторов. Некоторые из важных конструктивных параметров, связанных с изготовлением аудиоусилителя, следующие:

1) Усиление – Усиление является мерой способности любой системы увеличивать мощность или амплитуду сигнала. Коэффициент усиления схемы усилителя выражается как отношение выходного напряжения к входному напряжению (коэффициент усиления по напряжению), или отношение выходного тока к входному току (коэффициент усиления по току), или отношение выходной мощности к входной мощности (мощность). усиление).Выражается в дБ (децибелах). Уравнение для преобразования коэффициента усиления по напряжению в коэффициент усиления в дБ выглядит следующим образом:

.

Усиление (дБ) = 20logGv

Где Gv — коэффициент усиления по напряжению.

При анализе схем усилителей, разработанных в этой серии, коэффициент усиления по напряжению будет принят в качестве расчетного коэффициента. Коэффициент усиления по напряжению выражается как отношение выходного напряжения к входному напряжению.

Коэффициент усиления по напряжению = выходное напряжение/ входное напряжение

2. Громкость и скорость искажения – громкость звука определяется выходной амплитудой аудиосигнала.Поскольку усиление схемы определяет максимальную и минимальную амплитуду, громкость можно изменить только в диапазоне этой амплитуды. С помощью потенциометра можно изменить амплитуду сигнала и, таким образом, громкость или громкость звукового сигнала. Усилитель не может внезапно изменить громкость аудиосигнала. Максимальная скорость изменения выходного сигнала называется скоростью перекоса усилителя.

3. Выходная мощность. Выходная мощность аудиоусилителя эквивалентна тому, насколько громким может быть звук, выходящий из него.Обычно она выражается в ваттах или милливаттах. Чем крупнее будут динамики, тем больше для них потребуется выходная мощность от усилителя. Максимальная выходная мощность схемы усилителя может быть рассчитана следующим образом —

.

П = В2/2Р

Где,

P = выходная мощность

В = размах напряжения

R = сопротивление нагрузки

4) Линейность. Применительно к аудиоусилителям линейность относится к пропорциональности между входным и выходным сигналами.Чем больше будет линейность, тем больше будет истинное представление выходного звука входного аудиосигнала.

5) Полоса пропускания – Полоса пропускания относится к частотному диапазону, в котором может работать усилитель. Схемы усилителей этой серии предназначены для работы в диапазоне частот от 20 Гц до 20 КГц.

6) Эффект клиппинга. Схемы усилителя рассчитаны на то, чтобы выходные напряжения находились в определенном диапазоне. Обычно этот диапазон указывается со знаком плюс и/или минус.Например, усилитель может быть рассчитан на выходное напряжение в диапазоне +/- 50 В. Таким образом, в идеале уровень выходного напряжения этого усилителя не должен превышать 50 В относительно источника сигнала. Поскольку уровень напряжения и выходная мощность связаны, это также указывает на диапазон выходной мощности, которую может обеспечить усилитель. Если предпринята попытка (нагрузкой или динамиками на выходе усилителя) получить больше мощности или уровней напряжения, чем уровни мощности или напряжения, для которых был разработан усилитель, то форма выходного сигнала (несущая аудиосигналы) будет начать клип.

Под отсечением подразумевается, что уровень выходного напряжения становится постоянным и равным максимальному уровню напряжения, который он может выдавать для всех уровней напряжения, выходящих за пределы максимального выходного предела усилителя. Поскольку сигнал выходного напряжения является самим звуковым сигналом, отсечение вызовет искажение выходного звука. Если отсечение будет сильным, выходной сигнал может стать прямоугольным, а не синусоидальным, что приведет к потере аудиосигнала или к тому, что на выходе усилителя останется только шум.

Во-вторых, номинальная мощность прямоугольного сигнала в два раза выше, чем у синусоидального. Блок питания большинства усилителей не может выдерживать выходную мощность, вдвое превышающую номинальную, в течение длительного времени.

Также на выходе напряжение будет практически больше номинального напряжения, что вызовет проблемы с нагрузкой в ​​виде динамиков. Динамики рассчитаны на постоянный импеданс. Импеданс динамиков выражается в омах и обычно составляет 2, 4 или 8 Ом. Динамик с низким импедансом потребляет больше энергии, чем динамик с высоким импедансом.При клиппировании громкоговоритель с высоким импедансом или малой мощностью может практически выйти из строя.

Когда выходной сигнал усилителя обрезается, он действует как постоянный источник питания или фиксированный вход постоянного тока на входы динамиков. Динамики имеют внутреннюю катушку. При постоянном входе эта катушка не успевает остыть из-за клиппирования мягкого перехода в звуковом сигнале. В случае экстремального клиппирования твитеры взрываются нечасто. Твитер представляет собой разновидность громкоговорителя (купольного или рупорного типа), предназначенного для формирования высокой звуковой частоты в диапазоне от 2 кГц до 20 кГц.Риск повреждения динамика зависит от звукового сигнала (имеет ли он большое количество высоких частот), степени клиппинга и того, насколько устойчивый динамик выходит за пределы своей номинальной мощности. Таким образом, динамик высокой мощности и низкого импеданса можно использовать с маломощным усилителем, но наоборот – неверно.

Допустим, если динамик рассчитан на двойную выходную мощность усилителя, то проблем с динамиком в случае клиппинга не будет. Тем не менее, отсечение добавит искажения к выходному звуку, и качество звука может быть ужасно снижено, так что никто не сможет зависнуть.

Так что лучше запускать усилитель только для эпизодического клиппинга, так как клиппинг увеличивает вероятность повреждения динамика, может привести к перегрузке усилителя или ухудшению качества звука.

Эффект отсечения можно наблюдать на CRO. На следующем рисунке красная кривая представляет предполагаемый аудиовыход, а желтая кривая представляет собой обрезанную форму волны при использовании аудиоусилителя с более низкой номинальной мощностью.

 

Рис.3: Изображение формы волны, показывающее эффект отсечения аудиосигнала

7) Стабильность и отрицательная обратная связь. Способность схемы усилителя обеспечивать надежный выходной сигнал называется стабильностью. Для повышения устойчивости схемы в конструкции схем усилителя используется отрицательная обратная связь. Существуют различные преимущества отрицательной обратной связи, такие как стабильность усиления, снижение шума, увеличение входного сопротивления, снижение выходного сопротивления и увеличение полосы пропускания. Для обеспечения отрицательной обратной связи схемы усилителей этой серии выполнены в инвертирующей конфигурации.

8) Согласование импеданса. Для полной передачи мощности от входа к выходу импеданс источника и нагрузки должен быть одинаковым. Но невозможно правильно согласовать импеданс, поэтому существует правило, согласно которому выходное сопротивление/сопротивление нагрузки должно быть в 10 раз больше, чем сопротивление источника/входа. Это приводит к известным потерям мощности в размере 10%, и 90% мощности передается на выход. Таким образом, за счет увеличения выходного сопротивления можно значительно снизить потери мощности усилителя.

9) Эффективность. Эффективность аудиоусилителя выражается как отношение выходной мощности усилителя к мощности, потребляемой самим усилителем.

10) Шум и отношение сигнал-шум. Любая схема усилителя имеет некоторый шум на выходе. Этот шум создается полупроводниковыми компонентами, использованными в конструкции усилителя. Чем выше выходная мощность усилителя, тем больше шум на его выходе. Усилитель должен быть сконструирован так, чтобы шум на его выходе оставался постоянным независимо от сигнала.Также отношение сигнал/шум должно оставаться высоким для всего рабочего диапазона усилителя. Таким образом, усилитель должен иметь высокое отношение сигнал/шум (SNR), которое должно быть постоянным во всем рабочем диапазоне.

11) Гармонические искажения. Искажения представляют собой нежелательные сигналы, смешанные с исходным аудиосигналом или входным аудиосигналом. Если на вход усилителя подается звуковой сигнал постоянной частоты, предполагается, что он останется таким же и на выходе усилителя.Но на выходе усилителя добавляются частоты, кратные входной частоте. Эти частоты называются гармоническими искажениями и всегда являются целым кратным входной частоты. Уровень искажений на выходе усилителя измеряется полным гармоническим искажением (THD). Полное гармоническое искажение представляет собой отношение мощности всех частот гармоник, объединенных к мощности исходной частоты. Гармонические искажения в усилителе должны быть случайными, и THD для этих случайных появлений также должен быть в допустимых пределах.THD обычно выражается в процентах. Например, если усилитель имеет 2% THD, это означает, что мощность всех объединенных гармоник составляет всего 2% от мощности исходной частоты. Как правило, THD до 10% допустим, но он должен быть как можно ниже. Стандартные аудиоусилители имеют коэффициент нелинейных искажений менее 1 процента или 0,5 процента.

12) Заземление контура. В аудиоусилителях заземление контура также является одной из основных проблем, вызывающих гудение в динамиках.Различные компоненты усилителя подключены к разным узлам земли. В идеале на землю должно быть 0 Вольт, но из-за резистивного характера заземляющего провода он имеет разные напряжения по всей длине. Разница в напряжении в разных узлах земли добавляет шума в выходной звуковой сигнал. Для устранения проблемы контуров заземления будет использоваться топология «звезда» для заземления и питания схемы усилителя.

Рис. 4. Принципиальная схема звездообразной топологии для заземления и питания в простом усилителе

В этой серии статей коэффициент усиления и выходная мощность будут в основном учитываться при разработке схем усилителя.

Изготовление аудиоусилителей

Схема усилителя может быть разработана с использованием транзисторов или операционных усилителей. Транзистор может работать в трех состояниях — состоянии отсечки, активном состоянии и состоянии насыщения. В активном состоянии транзистор действует как усилитель, поэтому, настроив транзисторы в активном состоянии, их можно использовать для создания аудиоусилителей. И BJT, и MOSFET могут использоваться для разработки схемы усилителя.

Рис.5. Типичное изображение транзистора

.

OPAM состоит из группы транзисторов, соединенных друг с другом таким образом, что они помогают усиливать входной сигнал. Транзисторы можно использовать в качестве усилителей для простых аудиосистем, а для более сложных аудиосистем можно использовать операционные усилители для создания схемы аудиоусилителя.

Рис. 6: Типичное изображение микросхемы операционного усилителя (OPAM)

Проверка цепей аудиоусилителя

Для тестирования схем усилителей, разработанных в этой серии, в качестве источника входного сигнала используется функциональный генератор.Функциональный генератор используется для генерации синусоидальной волны постоянной амплитуды и частоты. Любой аудиосигнал также в основном представляет собой синусоидальную волну, поэтому вместо использования микрофона или реального источника звука можно использовать генератор функций. Таким образом, функциональный генератор можно использовать в качестве источника входного сигнала для тестирования схем аудиоусилителя. При тестировании также на выходе динамик не используется в качестве нагрузки, так как динамик является резистивным, а также индуктивным. На разных частотах меняется его индуктивность, что, в свою очередь, изменяет импеданс (комбинация R и L) динамика.Так, использование динамика в качестве нагрузки на выходе усилителя для получения его характеристик может дать ложные или нестандартные результаты. Вместо динамика будет использоваться фиктивная нагрузка, которая является чисто резистивной. Поскольку сопротивление не меняется с частотой, достаточно снять только одно или два показания.

Во время тестирования частота сигнала от функционального генератора будет поддерживаться в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц, что соответствует типичному звуковому диапазону, а наблюдения будут проводиться при усилении 26 дБ и 46 дБ.

Для тестирования цепей усилителя сначала будет установлено входное напряжение на желаемом уровне напряжения, при котором входное напряжение должно быть меньше напряжения смещения транзисторов, используемых в схемах усилителя. Затем выходной сигнал будет наблюдаться в CRO, а входной сигнал будет увеличиваться до тех пор, пока выходной сигнал не начнет отсекаться. Выходное напряжение от пика до пика непосредственно перед клиппингом будет измеряться для анализа схемы, например, для определения выходной мощности и коэффициента усиления усилителя.

Приступим к изготовлению схем усилителя. В следующем уроке будет разработан усилитель мощности 250 мВт.


Рубрики: Дополнительные выборы редактора, Учебные пособия

 


Создание схемы усилителя для стетоскопа

В этом посте объясняется, как сделать схему электронного усилителя для стетоскопа для обеспечения громкого звукового воспроизведения диагностируемых сердечных сокращений. В статье также показано, как то же самое можно применить в мобильном телефоне через беспроводную схему.Идея была запрошена доктором Анкитом.

Основные требования

  1. Прошу вас помочь мне со следующей схемой «Электронный стетоскоп».
  2. Значение. Обычный стетоскоп — это устройство, используемое для прослушивания дыхания и тонов сердца. Полая резиновая трубка соединена одним концом с дискообразной диафрагмой (размещенной над пациентом), а другим концом Y-образно соединена с ухом слушателя.
  3. Поскольку звуки дыхания и сердца создают легкие вибрации, они заставляют вибрировать диафрагму, после чего звук усиливается в диске и слышен через трубку на другом конце.
  4. В больницах часто слышен шум другого оборудования, поэтому слабые звуки, передаваемые стетоскопом, иногда не слышны, и слушатель пропускает важный диагноз.

Цель:

  • Требуется схема, которая улавливает звуковые колебания от диафрагмы стетоскопа и преобразует их в электронные сигналы, которые затем усиливаются и могут быть услышаны через динамик, достаточно громкий, чтобы подключение к ушам было не требуется, и ни один звук не пропускается (даже менее опытными практиками).
  • Используемая батарея может быть небольшой легкой на 4,5 В или 6 В (например, используемой в перезаряжаемом светодиодном фонарике) ИЛИ через мобильные блоки питания, поскольку стетоскоп должен быть портативным и в то же время легким для переноски, избегая подключения к настенной розетке для источника питания.
  • В качестве улучшения этой схемы. Если возможно, схема может напрямую получать питание через телефон Android И снова, если возможно, выходные сигналы могут быть визуализированы в виде графика на экране Android.
  • Поскольку нет прямого контакта с ушами, это также предотвратит перекрестное заражение ушей, что иногда происходит, когда один стетоскоп используется несколькими пользователями.

The Design

Звук сердцебиения может быть очень слабым и поэтому его невозможно услышать без минимально подходящего устройства, такого как стетоскоп.

Стетоскоп представляет собой базовое устройство, которое улавливает и передает колебания воздуха через трубку в уши пользователя.

Вибрации вызываются ударами сердца на чувствительной диафрагме стетоскопа, когда он подносится в непосредственной близости от грудной клетки, где расположено сердце, и движение диафрагмы приводит столб воздуха внутри трубки в соответствующий двухтактный вибрационный движение

Это, безусловно, означает, что хотя вибрация воздуха или звуковая вибрация, создаваемая сердцем, может быть достаточно небольшой, но достаточно громкой, чтобы ее можно было услышать без помощи электрического устройства, а это означает, что звук может быть достаточно сильным, чтобы его можно было усилить используя аудиоусилитель, потому что если невооруженным ухом можно услышать эти мельчайшие вибрации, то и микрофон усилителя тоже может.

Воспроизведение сердцебиения в громкоговорителе

Для того чтобы воспроизвести звук через громкоговоритель, сигнал необходимо значительно усилить, а также соответствующим образом обработать его для устранения любых сопутствующих помех.

Принципиальная схема предлагаемого электронного усилителя для стетоскопа разработана с использованием двух каскадов, один из которых состоит из схемы управления тембром на основе операционных усилителей, и встроенного собственно усилительного каскада.

Каскад управления тембром построен на ОУ 741 и с помощью соответствующих RC-цепей и потенциометров.Верхний потенциометр управляет нижним пределом частоты, а нижний потенциометр используется для управления верхним пределом частоты. Оба эти регулятора можно соответствующим образом настроить для достижения наилучшей чистоты звука.

В дополнение к обработке звука каскад на операционных усилителях также действует как предусилитель для повышения очень низкой амплитуды импульсов сердцебиения до уровня, подходящего для входа усилителя мощности. Это позволяет усилителю мощности улавливать сигналы выше требуемого минимального обнаруживаемого уровня и оптимально усиливать их на громкоговорителях.

Микрофон в качестве основного датчика

Основной каскад этого электронного стетоскопа состоит из электретного микрофона, который подключается к входу каскада регулировки тембра через RC-цепочку.

Чтобы микрофон мог воспринимать мельчайшие сигналы сердцебиения, микрофон заключен в резиновую трубку с резиновой воронкой, похожей на ротовое отверстие.

Предполагается, что отверстие в виде воронки наклеивается на грудь пациента прямо над областью сердца, чтобы позволить микрофону обнаруживать концентрированный звук частоты сердечных сокращений и преобразовывать его в мельчайшие пропорциональные пульсирующие электрические импульсы.

Схема операционного усилителя реагирует на эти сигналы и обрабатывает их надлежащим образом в соответствии с настройкой потенциометров фильтра нижних и верхних частот.

Окончательный сигнал подается на вход усилителя мощности, сконфигурированного на основе схемы усилителя TDA2003, который способен генерировать мощное усиление 10 Вт через громкоговоритель с сопротивлением 8 Ом.

Потенциометр между выходом 741 и входом TDA определяет громкость звука и может быть отрегулирован на то же самое.


Вы также можете изучить конструкцию схемы Bluetooth-стетоскопа


Более простая альтернатива (с использованием беспроводного FM-передатчика)

В запросе мы также видим упоминание устройства, совместимого с телефоном Android, чего трудно достичь, используя приведенную выше схему, поскольку минимальное рабочее напряжение этой схемы может превышать 12 В, поэтому ее нельзя легко использовать с существующей батареей мобильного телефона. мобильный телефон должен стать беспроводным.

Можно использовать небольшой контур FM-передатчика и расположить его рядом с грудью пациента, чтобы можно было слышать или записывать сердечные импульсы громко и четко на любом мобильном телефоне, оснащенном FM-радио, которое обычно имеется во всех стандартных мобильных телефонах, независимо от уровень его сложности.

Микрофон необходимо надлежащим образом заключить в кожух типа трубы/воронки, как было предложено в предыдущем обсуждении, чтобы другие формы помех не обнаруживались для микрофона.

После того, как сердцебиение будет записано внутри телефона Android, его можно легко использовать с подходящим приложением для преобразования его в графический формат и для более научной оценки состояния сердца пациента.

Беспроводной стетоскоп усилитель усилителя настроек можно понять из следующих диаграмм

Список деталей

  • R1 = 1M,
  • R2 = 2K2,
  • R3 = 470 Ом,
  • R4 = 39K,
  • R5 = 470 Ом,
  • R6 = 4к7
  • R7 = 270К
  • С1 = 0.1 УФ,
  • C2 = 4.7 UF,
  • C3, C6 = 0,001UF,
  • C4 = 3.3PF,
  • C5 = 10PF,
  • C7 = 100UF / 16V
  • D1 —- D4 = 1N4007
  • L1 = см. текст
  • T1, T2 = BC547B,
  • T3 = BC557B
  • TR1 = трансформатор, 0–9 В, 100 мА

Отзыв от Mr. Jan

обычный усилитель, но он недостаточно чувствителен, чтобы уловить любое сердцебиение.

Любые предложения относительно того, как я могу сделать это более чувствительным? Ваша помощь будет высоко оценена.

Решение вопроса схемы

Мой ответ: Описанная выше конструкция должна быть правильно оптимизирована для получения наиболее благоприятных результатов, однако, чтобы улучшить результат до максимума, на C5 можно установить транзисторный микрофонный предусилитель, как показано на следующей диаграмме, мы надеемся, что это должно сделать предлагаемую схему электронного стетоскопа чрезвычайно чувствительной и позволить громко слышать сердцебиение.

Январь:

Спасибо за обновление.

Я внес изменения и должен признать, что он намного более чувствителен, хотя я все еще не могу четко уловить сердцебиение. Думаю проблема может быть в микрофоне.

Вопрос: Все ли электретные микрофоны более или менее одинаковы или есть более чувствительные?

Анализ результатов цепи

Спасибо, Ян,

По моему мнению, все электретные микрофоны похожи по своим характеристикам, они будут вести себя одинаково, если только устройство не неисправно или случайно не является дубликатом низкокачественной детали.

Я думаю, вам нужно будет настроить схему для получения правильного оптимального отклика на выходе. Для этого сначала вы должны заменить динамик на наушники, чтобы исходный низкий неоптимизированный звук стал немного слышен в наших ушах.

Как только вы овладеете звуком, вы можете начать регулировку высоких частот до тех пор, пока в наушниках не появится наиболее приятный звук, позже, когда звук станет идеальным, наушники можно будет заменить обратно на динамики.

Если существующая ступень высоких частот низких частот кажется вам неадекватной, вы можете заменить ее следующим 10-ступенчатым эквалайзером и получить доступ к 10-ступенчатому управлению оптимизацией.

https://www.homemade-circuits.com/2013/06/10-band-graphic-equalizer-circuit-for.html

С наилучшими пожеланиями.

Предупреждение: Концепция не была проверена на предмет ее точности и достоверности, и автор никоим образом не одобряет использование этой схемы для серьезной диагностики сердца. Проконсультируйтесь с квалифицированным медицинским персоналом, прежде чем использовать описанную схему практически на пациенте.

Прослушивание сердцебиения через громкоговоритель

Эта простая схема, подключенная к аудиоусилителю, позволяет слышать сердцебиение. Низкочастотное усиление операционных усилителей регулируется резисторами R1 и R3 вместе с резисторами VR1 и R4. Предустановка VR1 позволяет регулировать усиление в диапазоне 60-80 дБ.

C1 и C2 генерируют небольшой срез низких частот, снижая наводку на 50 Гц, а конденсаторы C4 и C5 устраняют проблемы с нестабильностью из-за высокого коэффициента усиления схемы.

Выход схемы должен быть подключен к входу аудиоусилителя, который должен иметь функцию регулировки низких частот. Регулятор баса должен быть отрегулирован на максимальное значение для получения наилучшего возможного отклика на звук сердцебиения.

Audio Amp Schematicsбесплатные электронные схемыСсылки

Линейный усилитель мощностью 1 Вт, 2,45 ГГц, использующий радиочастотные микроустройства RF2126 — Только схема __ Разработан Майклом Мичили

Аудиоусилитель мощностью 1 Вт на TDA7052 — схема любительского радио __ Разработано Гаем Роэлсом ON6MU

Усилитель класса C мощностью 1 Вт — только схема, без описания схемы __ Контактное лицо: Чарльз Венцель из Wenzel Associates, Inc.

Ушные наушники с усилителем 1,5 В – полезны для прослушивания слабых звуков Работа от батареи 1,5 В включает предварительный усилитель для электретного микрофона, который работает от постоянного тока 1,5 В и может напрямую управлять мини-наушниками с сопротивлением 32 Ом. это

Микрофон для iPod, 1,5 В. Подходит для iPod 3-го и 4-го поколения, а также для iPod оригинального цвета. Не работает с: iPod 1-го, 2-го и 5-го поколения, nano, mini или shuffle iPod __ Дизайн Скотта Митчелла

Экспериментальная выходная мощность 10 Вт и рамочная антенна длиной 1 метр для Lowfer 187 кГц —  На этой странице описываются антенна, конечный выходной каскад мощностью 1 Ватт и схема преобразования для радиоэкспериментов на частоте 187 кГц.

Усилитель мощности звука мощностью 10 Вт на дискретных транзисторах (включая разводку печатной платы) — только схема, описание схемы не включено] __ Благодарности Усилитель мощностью 10 Вт взят из публикации Mullard

«Transistor Audio and Radio Circuits».

Миниатюрный аудиоусилитель мощностью 10 Вт. Этот мощный усилитель можно использовать в любом небольшом аудиопроекте.Он очень маленький (6,5 х 4,5 см). Он выдает 10 Вт и использует батарею 9 В.

Усилитель мощности 10 Вт. На этой странице описываются антенна, конечный выходной каскад мощностью 1 Вт и схема преобразования для радиоэкспериментов на частоте 187 кГц.

Аудиоусилитель мощностью 100 Вт. Это исключительно хорошо спроектированный усилитель с большим запасом мощности, высокой точностью воспроизведения, низким уровнем искажений, хорошим соотношением сигнал/шум, высокой чувствительностью, низким энергопотреблением и полной защитой.__ Разработано компанией Smart Kit Electronics

Аудиоусилитель мощностью 100 Вт. В свободное время я научился обращаться с электроникой. Музыка также является одним из моих увлечений, поэтому я решил использовать свои знания в области электроники для создания аудиоусилителя. Мой усилитель не самый мощный из существующих, но он выдает хорошее качество звука. Также он успешно прошел «партийное испытание». Это означает, что он играл максимально громко без искажений в течение почти 6 часов при нагрузке 3 Ом __ Дизайн Raphal Assnat

Усилитель на 100 Вт. Вот простой и дешевый в изготовлении усилитель.Я мог бы сделать печатную плату меньше, но «какого черта» __ Дизайн Джон Тайрон, он же Джон Фишер

FM-усилитель мощностью 100 Вт. Этот усилитель мощности оснащен биполярным транзистором, знаменитым MRF317. Как и во многих других FM-усилителях, силовой транзистор имеет смещение класса C. Все импедансные цепи (вход и выход) были определены с использованием __ разработанного Мишелем П.

.

Гитарный усилитель мощностью 100 Вт. Гитарные усилители всегда представляют собой интересную задачу.Регуляторы тембра, характеристики усиления и перегрузки очень индивидуальны, и идеальная комбинация варьируется от одного гитариста к другому и от одной гитары к другой. Не существует усилителя, удовлетворяющего всем требованиям, и это предложение не станет исключением __ Дизайн Рода Эллиотта  ESP

Усилитель HiFi MOSFET мощностью 100 Вт. Отличительной чертой серии 5000 является то, что она была построена на новых (на тот момент) полевых МОП-транзисторах Hitachi с боковой мощностью. В большинстве мощных полевых МОП-транзисторов   (VMOS, траншейных полевых транзисторах, шестигранных полевых транзисторах и т. д.) используется вертикальная структура, в которой ток течет вертикально.Это

100 Вт RMS/канальный стереоусилитель — часть 3 — Заключительная статья посвящена сборке остальных модулей, а также подробному подключению и настройке. __ Силиконовый чип

101 AT Keyboard to ASCII Decoder с использованием микроконтроллера 68HC705J1A — зачем вам интерфейс клавиатуры? Клавиатура IBM может быть дешевой альтернативой клавиатуре микропроцессорной системы разработки. Или, может быть, вам нужен удаленный терминал, просто соедините его с ЖК-модулем. Возможно, у вас есть сканер штрих-кода RS-232 или другие устройства ввода, которые вы хотите использовать с существующим программным обеспечением, позволяющим вводить только цифры или буквы.Вы можете сами сконструировать маленькую коробочку для преобразования RS-232 в клавиатурную передачу, сделав ее прозрачной для программного обеспечения __ Дизайн Craig Peacock

Усилитель класса А мощностью 10–14 Вт. Я собрал этот усилитель, и он звучит хорошо. Он требует предусилителя, так как он не имеет большого усиления. Он требует больших радиаторов и большого трансформатора, отличного источника питания и тщательной проводки, но, в конце концов, он чрезвычайно прост и звучит очень хорошо. Стабилитрон подавляет любые пульсации, исходящие от источника питания, но вам все равно нужны пульсации не более 10 мВ.Пульсации, достигающие входа, усиливаются, поэтому стабилитрон избавляется от этого, но любые пульсации все равно достигают силового каскада.

Стереоусилитель звука мощностью 10–30 Вт — только схема, без описания схемы

Аудиоусилитель мощностью 10 Вт с усилением басов — высокое качество, очень простая конструкция Предварительный усилитель не требуется __ Контактное лицо: Флавио Деллепиане, fladello @ tin.it

Усилитель мощности класса D мощностью 10 Вт — аудиоусилители класса D с TDA7480. Основным преимуществом этого усилителя является очень низкая рассеиваемая мощность по сравнению с обычными усилителями класса AB.Для нормальной работы требуется только небольшой «бортовой» медный радиатор. Микросхема имеет встроенную функцию ожидания и отключения звука, защиту от перенапряжения, защиту от короткого замыкания и защиту от тепловой перегрузки. __ хоббикоманда @ хобби-час.com

Миниатюрный аудиоусилитель мощностью 10 Вт. Вы можете использовать этот мощный усилитель в любом небольшом аудиопроекте. Он очень маленький (6,5 х 4,5 см). Он выдает 10 Вт и использует батарею 9 В. __ Контактное лицо: IQ Technologies

Усилитель 12 В, 5 Вт. В этом полупроводниковом усилителе используются 10 транзисторов и 5 диодов.Он может выдавать 5 Вт на громкоговоритель с сопротивлением 4 Ом и около 3 Вт на громкоговоритель с сопротивлением 8 Ом. Он сделан с использованием китайских транзисторов 1970-х и 1980-х годов. __ Дизайн Юлиуса Чена

Аудиоусилитель 4 x 15 Вт с питанием 12 В – используется микросхема автомобильной аудиосистемы и предназначен для установки внутри компьютера. __ Дизайн Манфред Морнхинвег

12-Ваттный аудиоусилитель с тоном — схема усилителя для радиолюбителей __ Разработано Гаем Роэлсом ON6MU

Усилитель мощностью 15 Вт. Усилитель мощностью 15 Вт, изготовленный с использованием дискретных компонентов Серхио Гарка де Альба Гарсин из Гвадалахары, Мексика.__ Дизайн Серхио Гарка де Альба Гарсин

Усилитель на 150 Вт. Думаю, это самая дешевая схема усилителя на 150 Вт, которую вы можете приобрести. Эта схема, основанная на двух силовых транзисторах Дарлингтона TIP142 и TIP147, может обеспечить впечатляющую среднеквадратичную мощность 150 Вт для динамика с сопротивлением 4 Ом. Достаточно для вас, чтобы раскачиваться?, тогда попробуйте

Аудиоусилитель мощностью 150 Вт, недорогой в сборке с использованием силовых транзисторов Дарлингтона TIP142 / TIP147. По-моему, это самая дешевая схема усилителя мощностью 150 Вт, которую вы можете изготовить.Эта схема, основанная на двух силовых транзисторах Дарлингтона TIP 142 и TIP 147, может обеспечить взрывную мощность 150 Вт на динамик с сопротивлением 4 Ом. Достаточно для вас, чтобы раскачиваться? Тогда попробуйте это.

Усилитель 16 Вт. Эта схема обеспечивает усиление 16 Вт. он построен с использованием двух усилителей мощности LM383. используйте подходящие радиаторы с микросхемами. __ Дизайн Энди Уилсона

Аудиоусилитель 18 Вт — высококачественный очень простой блок — нет необходимости в предварительном усилителе __ Контакт: IQ Technologies

Усилитель мощностью 19 Вт на микросхеме LA4440. Это принципиальная схема простого усилителя мощностью 19 Вт на микросхеме LA4440 от Sanyo.Он использует очень меньше компонентов, кроме IC LA4440. Схема очень высокого качества по отношению к своей стоимости и идеально подходит для начинающих.

1-конденсатор для питания аудиомикшера —  14.

0 comments on “Схема усилитель звука: Схемы усилителей мощности на транзисторах, самодельные УНЧ и УМЗЧ

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *