Унч своими руками
Добавил пользователь Дмитрий К. Обновлено: 18.09.2024
В этой статье мы поговорим об усилителях. Они же УНЧ (усилители низкой частоты), они же УМЗЧ (усилители мощности звуковой частоты). Эти устройства могут быть выполнены как на транзисторах, так и на микросхемах. Хотя некоторые радиолюбители, отдавая дань моде на винтаж, делают их по старинке – на лампах. Здесь советуем посмотреть отличный сборник схем. Особое внимание начинающих хочу обратить на микросхемы автомобильных усилителей с 12-ти вольтовым питанием. Используя их можно получить довольно качественный звук на выходе, причем для сборки практически достаточно знаний школьного курса физики. Порой из обвеса, или говоря другими словами, тех деталей на схеме, без которых микросхема не будет работать, на схеме бывает буквально 5 штук. Одна из подобных, усилитель на микросхеме TDA1557Q приведена на рисунке:
Усилитель на микросхеме TDA1557Q
Такой усилитель в свое время был собран мною, пользуюсь уже несколько лет им вместе с советской акустикой 8 Ом 8 Вт, совместно с компьютером. Качество звучания намного выше, чем у китайских пластмассовых колонок. Правда, чтобы почувствовать существенную разницу, мне пришлось купить звуковую карту creative, на встроенном звуке разница была незначительная.
Усилитель можно собрать навесным монтажом
Также усилитель можно собрать навесным монтажом, прямо на выводах деталей, но я бы не советовал собирать этим методом. Лучше потратить немного больше времени, найти разведенную печатную плату (или развести самому), перенести рисунок на текстолит, протравить его и получить в итоге усилитель, который будет работать много лет. Обо всех эти технологиях многократно рассказано в интернете, поэтому более подробно останавливаться на них не буду.
Усилитель прикрепленный к радиатору
Сразу скажу, что микросхемы усилителей при работе сильно нагреваются и их необходимо крепить, нанеся термопасту на радиатор. Тем же, кто хочет просто собрать один усилитель и нет времени или желания изучать программы по разводке печатных плат, технологии ЛУТ и травление, могу предложить использовать специальные макетные платы с отверстиями под пайку. Одна из них изображена на фото ниже:
Фото сборка на макетной плате
Как видно на фото, соединения осуществляются не дорожками на печатной плате, как в случае с печатным монтажом, а гибкими проводками, подпаиваемыми к контактам на плате. Единственной проблемой при сборке таких усилителей, является источник питания, выдающий напряжение 12-16 вольт, при токе потребления усилителем до 5 ампер. Разумеется, такой трансформатор (на 5 ампер) будет иметь немаленькие размеры, поэтому некоторые пользуются импульсными источниками питания.
Трансформатор для усилителя – фото
У многих, думаю, дома есть блоки питания компьютеров, которые сейчас морально устарели, и больше не используются в составе системных блоков, так вот такие блоки питания способны выдавать по цепям +12 вольт, токи намного большие чем 4 ампера. Конечно, такое питание среди ценителей звучания считается худшим, чем стандартное трансформаторное, но я подключал импульсный блок питания для питания своего усилителя, после сменил его на трансформаторный – разница в звучании можно сказать незаметна.
Диод для выпрямителя усилителя
После выхода с трансформатора, разумеется, нужно поставить для выпрямления тока диодный мост, который должен быть рассчитан на работу с большими токами, потребляемыми усилителем.
Электролитический конденсатор 2200 мкФ
После диодного моста идет фильтр на электролитическом конденсаторе, который должен быть рассчитан на заметно большее напряжение, чем у нас в схеме. Например, если у нас в схеме питание 16 вольт, конденсатор должен быть на 25 вольт. Причем этот конденсатор должен быть как можно большей емкости, у меня стоят подключенные параллельно 2 конденсатора по 2200 мкф, и это не предел. Параллельно питанию (шунтируем) нужно подключить керамический конденсатор емкостью 100 нф. У усилителя на входе ставят пленочные разделительные конденсаторы емкостью от 0,22 до 1 мкф.
Подключение сигнала к усилителю, с целью снизить уровень наводимых помех, должно осуществляться экранированным кабелем, для этих целей удобно пользоваться кабелем Джек 3.5 – 2 Тюльпана, с соответствующими гнездами на усилителе.
Кабель джек 3.5 – 2 тюльпана
Регулировку уровня сигнала (громкости на усилителе) осуществляют с помощью потенциометра, если усилитель стерео, то сдвоенного. Схема подключения переменного резистора показана на рисунке ниже:
Подключение потенциометра к усилителю – схема
Разумеется усилители могут быть выполнены и на транзисторах, при этом питание, подключение и регулировка громкости в них применяются точно так же, как и в усилителях на микросхемах. Рассмотрим, к примеру, схему усилителя на одном транзисторе:
Усилитель на 1 транзисторе схема
Здесь также стоит разделительный конденсатор, и минус сигнала соединяется с минусом питания. Ниже приведена схема двухтактного усилителя мощности на двух транзисторах:
Двухтактный усилитель мощности на транзисторах
Следующая схема также на двух транзисторах, но собранная из двух каскадов. Действительно, если присмотреться, она состоит как-бы из 2 почти одинаковых частей. В первый каскад у нас входят: С1, R1, R2, V1. Во второй каскад C2, R3, V2, и нагрузка наушники В1.
Двухкаскадный усилитель на транзисторах – схема
Если же мы хотим сделать стерео усилитель, нам нужно будет собрать два одинаковых канала. Точно также мы можем, собрав две схемы любого моно усилителя, превратить его в стерео. Ниже приведена схема трехкаскадного усилителя мощности на транзисторах:
Трехкаскадный усилитель на транзисторах – схема
Схемы усилителей также различаются по напряжению питания, некоторым достаточно для работы 3-5 вольт, другим необходимо 20 и выше. Для работы некоторых усилителей требуется двуполярное питание. Ниже приведены 2 схемы усилителя на микросхеме TDA2822, первая стерео подключение:
Стерео подключение TDA2822m
На схеме в виде резисторов RL обозначены подключения динамиков. Усилитель нормально работает от напряжения в 4 вольта. На следующем рисунке изображена схема мостового включения, в ней используется один динамик, зато она выдает большую мощность, чем в стерео варианте:
Мостовое подключение TDA2822m
На следующем рисунке изображены схемы усилителя на микросхеме TDA2030, обе схемы взяты из даташита. Питание 18 вольт, мощность 14 Ватт:
Микросхема tda 2030 схема включения
Далее изображена эта же микросхема в мостовом включении, (вернее их здесь используется две):
Мостовая схема усилителя на tda 2030
Акустика, подключаемая к усилителю, может иметь разное сопротивление, чаще всего это 4-8 Ом, иногда встречаются динамики с сопротивлением 16 Ом. Узнать сопротивление динамика, можно перевернув его тыльной стороной к себе, там обычно пишется номинальная мощность и сопротивление динамика. В нашем случае это 8 Ом, 15 Ватт.
Фото динамика с тыльной стороны
Если же динамик находится внутри колонки и посмотреть, что на нем написано, нет возможности, тогда динамик можно прозвонить тестером в режиме омметра выбрав предел измерения 200 Ом.
Мультиметр в режиме омметра меряет динамик
Динамики имеют полярность. Кабеля, которыми акустика подключается, обычно имеют пометку красным цветом, для провода который соединен с плюсом динамика.
Акустический кабель динамика
Если провода не имеют пометок, проверить правильность подключения можно, соединив батарейку плюс с плюсом, минус с минусом динамика (условно), если диффузор динамика выдвинется наружу – то мы угадали с полярностью. Больше различных схем УНЧ, в том числе ламповых, можно посмотреть в данном разделе. Там собрана, думаем, самая большая подборка схем в интернете.
Схема усилителя на микросхеме TDA7294. На этот раз я сделал усилитель специально для воспроизведения басов и звука низкой частоты. Раньше мне приходилось собирать усилитель, используя микросхему LM3886, а…
Усилитель сабвуфера можно рассматривать как громкоговоритель, который формирует низкочастотные аудио сигналы. Это специально сконфигурированные электронные схемы, которые используются для повышения мощности сигнала и качества низких частот любого входного…
Усилитель голоса для микрофона. Когда мы разрабатывали схему усилителя, мы старались учитывать все, в том числе и источник входного аудио сигнала и целевое устройство вывода или целевую спецификацию…
Хотя TDA2030 способен выдавать 20 Вт мощности звука, я намеренно уменьшил выходную мощность примерно до 8 Вт, чтобы управлять динамиками мощностью 10 Вт. Этого более чем достаточно для…
Микросхема TDA7560 по сути является одним из простейших четырехканальных усилителей мощности звука, который способен отдавать в нагрузку мощность 50 Вт на каждый канал. Следовательно суммарная акустическая мощность усилителя…
Схема усилителя для наушников класса А является наиболее популярной у меломанов за счет простоты своей конструкции. Это выражается несколькими характеристиками искажения звукового сигнала на входе, которые обеспечивают высокое…
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.
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.
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.
У каждого радиолюбителя есть мечта, собрать мощный усилитель низкой частоты своими руками. Благодаря современным технологиям любую мечту легко осуществить. Например, собрать высококачественный усилитель мощности HI-FI класса устанавливаемый в дорогой радиоаппаратуре на микросхеме TDA7850. Эта микросхема представляет собой 4-х канальный усилитель НЧ с максимальной выходной мощностью 4х50 Вт на каждый канал при подключении динамических головок с сопротивлением 4 Ом, что в сумме составляет 200 Вт. Номинальная мощность усилителя 4х30 Вт. Чем отличается максимальная мощность от номинальной? Тем, что максимальную мощность усилитель выдает кратковременно, например во время воспроизведения баса. Номинальная мощность, это мощность при которой усилитель может работать без повреждений длительное время, например воспроизводить музыку.
На этом рисунке изображена схема усилителя низкой частоты на микросхеме TDA7850.
Усилитель звука НЧ на микросхеме TDA7850
Чтобы собрать эту схему, вам понадобится минимальное количество радиодеталей. Процессором усилителя является микросхема TDA7850 заменить её можно только на TDA7560, других аналогов нет. Ни в коем случае не ставьте сюда микросхемы TDA7850A, TDA7850EP, TDA7850H у них совершенно другая распиновка. Все резисторы металлоплёночные мощностью 0.125 Вт или 0.25 Вт. Чтобы не было искажения звука конденсаторы лучше всего поставить полиэстеровые с рабочим напряжением не менее 25 вольт. Конденсаторы С5, С7, С8 обычные электролитические. Кстати С7 и С8 можно заменить одним конденсатором емкостью 10000 мкФ 25В. Большая емкость нужна, чтобы не было просадки напряжения и хрипов во время сочного баса. У микросхемы имеется функция бесшумного включения ST-BY устраняющая щелчки при включении усилителя и функция MUTE, которая устраняет шипение во время отсутствия сигнала на входе усилителя.
По умолчанию эти две функции желательно включить поставив две перемычки в местах отмеченных на схеме Jmp1 и Jmp2. К усилителю можно подключать четыре динамические головки с сопротивлением катушки 4 Ом и номинальной мощностью 50 Вт. Напряжение питания усилителя однополярное от 12 до 16В. Для питания усилителя лучше всего использовать блок питания от компьютера или бортовую сеть автомобиля. На максимальной громкости с четырьмя динамиками усилитель потребляет более 6А. Во время работы, особенно на максимальной громкости микросхема TDA7850 очень сильно нагревается, поэтому необходимо поставить большой радиатор от компьютерного процессора или принудительное охлаждение в виде небольшого вентилятора.
Детали усилителя разместите на печатной плате размером 80х53 мм. Жёлтыми линиями на печатной плате отмечены перемычки, которые необходимо установить. Если вы хотите подключить усилитель к 4-х канальной магнитоле, тогда необходимо удалить две перемычки соединяющие входы IN1, IN2 и IN3, IN4. При подключении к МП3 плееру, телефону, 2-х канальной магнитоле, перемычки должны стоять на своих местах.
В качестве источника звука я подключил универсальный МП3 плеер. Провода соединяющие вход усилителя с источником звука обязательно должны быть экранированными, иначе будет присутствовать противный фоновый шум.
К усилителю можно подключать 4 динамика с сопротивлением катушки 4 Ом и номинальной мощностью 50 Вт. Я подключил всего два динамика АС JVC CS-DR1720, для моих целей вполне достаточно. Звук очень громкий и качественный, как в дорогих автомобильных магнитолах. Осталось установить динамики на свои места и наслаждаться великолепным звучанием.
Радиодетали для сборки усилителя звука низкой частоты
- Микросхема TDA7850 или TDA7560
- Резисторы 0.125 — 0.25 Вт R1, R5 470K, R2, R3 10K, R4 47K
- Конденсаторы C1, C2, C3, C4 0.1mf, C5 47mf 50V, C6, C9 1mf, C7, C8 4700mf 35V, C10 0.47mf
- Динамики 4 шт. сопротивление катушки 4 Ом номинальная мощность 50 Вт из недорогих и качественных АС JVC CS-DR1720
Друзья, желаю вам удачи и хорошего настроения! До встречи в новых статьях!
Рекомендую посмотреть видеоролик о том, как сделать усилитель звука своими руками
Читайте также: