Самый простой усилитель звука: Самый простой усилитель звука | Практическая электроника

Содержание

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

Как сделать усилитель звука своими руками из подручных материалов. Самый простой усилитель звука

В этой статье будет рассмотрена схема усилителя звука для бытовых нужд. В зависимости от того, в какой сфере будет использоваться усилитель (его еще называют УНЧ — усилитель у него будут различные габариты и сложность построения схемы.

В статье будет затронуто сразу три типа усилителей — на транзисторах, микросхемах и лампах. И начать стоит именно с последних.

Только максимальный объем ограничен, потому что усилитель искажается на более высоком уровне громкости. В противном случае, с небольшими обзорными динамиками с низкой грузоподъемностью можно легко управлять на очень мощном усилителе. Пока громкость не настолько высока, что громкоговоритель слышно искажен, все в порядке.

Список действительно необходимых деталей оборудования для полного усилителя очень короткий, потому что на самом деле вам нужен только селектор источника сигнала, будь то кнопками или поворотным переключателем, и регулятором громкости. Балансестер иногда полезен, но вы можете обойтись без правильного регулирования звука. По крайней мере, по моему опыту, совершенно необязательно добиваться так называемой регулировки громкости, при которой низкие и высокие частоты слегка поднимаются при низких объемах, чтобы компенсировать изменение частоты уха на низких частотах.

Ламповый УНЧ

Такие можно часто встретить в старой аппаратуре — телевизорах, радиоприемниках. Несмотря на устаревание, такая техника все еще пользуется популярностью у меломанов. Бытует мнение, будто ламповый звук намного чище и красивее, нежели «оцифрованный». Вполне возможно, во всяком случае такого эффекта, как от ламп, не добиться применением транзисторных схем. Стоит заметить, что звука (простейшая, с использованием ламп) может быть реализована на одном лишь триоде.

Поскольку ухо менее привыкло к низкочастотному и высокочастотному звучанию, оно звучит громко и грязно с регулировкой громкости. И если вы не можете выбирать между двумя усилителями, просто возьмите дешевле или красивее на свой вкус. Есть определенные фильмы, которые просто звучат лучше. Из этого быстро показываются эталонные фильмы, которые рекомендуется повсюду тестировать домашний кинотеатр, — чтобы показать, что вы можете выбраться. То же самое касается музыки. Многие музыканты уже отправились с новым объектом и были разочарованы, потому что каким-то образом пропал пар.

В данном случае необходимо сигнал подавать на сетку радиолампы. К катоду подводится напряжение смещения — корректируется путем подбора сопротивления в цепи. На анод через конденсатор и первичную обмотку трансформатора подается напряжение питания (свыше 150 Вольт). Соответственно, вторичная обмотка подключается к динамику. Но это простая схема, а на практике часто применяют двух- или трехкаскадные конструкции, в которых имеется предварительный и оконечный усилитель (на мощных лампах).

С другой стороны, другие записи обладают потрясающим качеством звука. Акустика помещенияКачество громкоговорителейОпределение громкоговорителей. . Однако, несомненно, космическая акустика является наиболее часто забытым фактором. Это не означает, что помещение должно быть изолировано поглотителями или если на задней стенке висят дорогие диффузоры. Нормальное жилое пространство без нарушения реверберации вполне достаточно.

Полноценная настройка громкоговорителей столь же важна, как и ее качество: это должны быть уже массивные громкоговорители, без грабежа. Таким образом, особенно высококлассные системы начального уровня с высоким, к сожалению, практически исключены, что не означает, что это не может звучать хорошо.

Недостатки и преимущества ламповых конструкций

Какой же недостаток может быть у ламповой техники? Выше было упомянуто о том, что анодное напряжение должно быть свыше 150 Вольт. Вдобавок к этому обязательно наличие переменного напряжения 6,3 В для питания нитей накалов ламп. Иногда требуется 12,6 В, так как существуют лампы с таким напряжением накала. Отсюда вывод — огромная необходимость использовать массивные трансформаторы.

Настройка динамиков и объемного звучания

Очень сильное влияние на воспринимаемое качество звука имеет и то, что выходит из них вообще. В работе фильма вопрос меньше, так как здесь почти всегда должно выполняться 1 или 1. В музыке все по-другому. Вы слышите это в чистом стерео? Или должно быть сделано увеличение объемного звучания, чтобы создать больше пространства и фактически использовать существующие динамики? Оба имеют свои прелести.

Чистое или искусственное улучшение: всегда помните, что вы должны использовать одни и те же настройки для сравнения между разными источниками.


Но есть плюсы, которые отличают ламповую технику от транзисторной: простота монтажа, долговечность, практически невозможно вывести из строя всю схему. Разве что разбить нужно баллон лампы, чтобы сломать ее. Чего не скажешь о транзисторах — чрезмерно нагретое жало паяльника или статика запросто могут разрушить структуру перехода. Такая же проблема и с микросхемами.

Даже немного более высокий объем может создать впечатление лучшего звука. Вот почему не совсем не важно поднимать что-то громче обычного объема комнаты. Вы когда-нибудь встречали людей, которые клянутся классическими рекордами? Различные записи последних десятилетий значительно отличаются по качеству звука.


То же самое происходит с лентами и их более поздними, более компактными дисками, кассета. Технология магнитной ленты также имеет специальные звуковые характеристики, которые можно найти только с аналоговыми носителями. Это не значит, что с аналоговыми фонограммами раньше все было лучше. Можно также сказать, что эти средства массовой информации могли прекрасно переносить доброе время.

Транзисторные схемы

Выше приведена схема усилителя звука на транзисторах. Как можно заметить, она достаточно сложная — используется большое количество компонентов, которые позволяют всей системе работать. Но если разбить их на мелкие составляющие, то окажется, что не все так и сложно. И вся схема работает практически так же, как и вышеописанная на вакуумном триоде. По сути, полупроводниковый транзистор — это не что иное, как триод.

И именно поэтому некоторые фильмы, концертные записи или альбомы звучат лучше, чем большинство. Их просто взяли и смешали. Мирянин также слышит это различие, даже если он не может сказать, в чем причина. Кстати, электронная музыка звучит немного легче, чем звучание обычных музыкальных инструментов. Причина в том, что здесь запись в основном обойдена микрофоном. Все звуки генерируются непосредственно в цифровой форме и, таким образом, идеальны во всем. Ничто не влияет на запись или создает различия в качестве.

Снова и снова интернет-клише появляются в Интернете, пытаясь повлиять на влияние многих факторов хорошего звука на отношения. Теперь я, наконец, хочу сделать свой собственный торт! Но подождите немного, это полная глупость! Акустика — это такое сложное физическое поле, что невозможно оценить отдельные компоненты цепи воспроизведения почти реалистично. Можно лишь приблизительно оценить, сколько процентов является фактором хорошего звука. Кроме того, эти диаграммы обычно не нейтральны: кто-то, кто хочет продать кабель громкоговорителя, будет, разумеется, равным 20% от коэффициента кабеля громкоговорителя.


Простейшая конструкция — это схема на одном полупроводнике, на базу которого подается сразу три напряжения: от плюса питания через сопротивление положительное и от общего провода отрицательное, а также от источника сигнала. Снимается усиленный сигнал с коллектора. Выше приведена в пример схема усилителя звука (простейшая на транзисторах).

Она в чистом виде не используется.

Небольшие усилители со сравнительно малой мощностью становятся все более популярными, поскольку не каждый гитарист всегда хочет носить с собой тяжелый пятистах или сотней ламповых монстров — или если усилитель используется только в студии или дома. Предварительные этапы часто совпадают с большими моделями, но выходная мощность снижается, что не означает, что пять ватт-ламп не могут быть громкими и могут также использоваться на концерте! Конечно, также возможно подключить большие громкоговорители, которые генерируют еще более мощный звук.

Микросхемы

Намного современнее и качественнее будет усилитель на микросхемах. Благо на сегодняшний день их великое множество. Простейшая схема усилителя звука на микросхеме содержит крайне малое количество элементов. И сделать самостоятельно хороший УНЧ сможет любой человек, который умеет более-менее сносно обращаться с паяльником. Как правило, микросхемы содержат пару-тройку конденсаторов и сопротивлений.

В дополнение к усилителю есть также ножной переключатель для переключения каналов, силовой кабель и инструкции. Маленький «тяжелый металл» имеет следующие размеры: ширина 443 мм, глубина 249 мм и высота 444 мм. Обработка чрезвычайно надежная и дорогая. Черная металлическая решетка обеспечивает эффективную защиту встроенного громкоговорителя и дает усилителю определенную «металлическую экипировку». Элементы управления аккуратно расположены на матовой и черной металлической панели, а кнопки, к счастью, сделаны из металла.

Усилитель можно легко транспортировать только с 12, 3 кг. Четкий канал имеет только один регулятор громкости и один регулятор тембра. Очень простой, но также чрезвычайно эффективный и несложный. По-прежнему не хватает никаких дополнительных возможностей, поскольку регулятор тона очень хорошо настроен.


Все остальные элементы, необходимые для работы, имеются в самом кристалле. Но самое главное — это питание. Для некоторых конструкций нужно использовать двухполярные блоки питания. Зачастую проблема возникает именно в них. Микросхемы, которым нужно такое питание, например, довольно сложно использовать для изготовления автомобильного усилителя.

Создание собственного аудиоусилителя для вашего мобильного телефона очень просто. В этом сообщении вы увидите, как с небольшой схемой вы можете получить коэффициент усиления напряжения до 200 дБ, не испытывая большого искажения. Как только вы поймете работу схемы, для адаптации этого усилителя к любому другому проекту достаточно небольших изменений.

Особенности этого устройства. Не беспокойтесь, если вы не поняли некоторые из данных, которые вы только что прочитали. Чтобы реализовать аудиоусилитель, нет необходимости, чтобы вы их понимали. Понемногу вы познакомитесь с ними. Нет большой разницы в отношении других базовых конфигураций этого устройства, поэтому, если вы можете завершить этот проект, у вас не должно быть проблем с другими.

Полезные «примочки»

Раз уж начался разговор об усилителях на микросхемах, то нелишним будет упомянуть о том, что они могут использоваться с темброблоками. Специально для таких устройств выпускаются микросхемы. Они содержат в себе все необходимые компоненты, останется только правильно произвести монтаж всего устройства.

В этом случае это проект, который вы можете использовать независимо или встроить в другую схему. По этой причине интересно, что вы видите электрическую схему. Чтобы понять эту схему, вы должны рассмотреть несколько вещей. Этот аудиоусилитель предназначен для воспроизведения монофонического звука, хотя его можно адаптировать. Убедитесь, что они поддерживают напряжение, которое вы собираетесь применять, и которое может рассеять эту мощность. Если вы не можете найти компонент точного значения для схемы, используйте ближайшую коммерческую модель. Коэффициент усиления будет зависеть от мощности, которую вы передаете системе, и импеданса динамика. Если вы не видите себя в состоянии выполнить этот проект, вы можете приобрести звуковой усилитель, подобный этому. Будьте осторожны при выборе компонентов. . Надеюсь, вам понравился этот пост, и вы приступите к работе.

И у вас появится возможность производить регулировки тембра звучания музыки. Вкупе со светодиодным эквалайзером это будет не только удобным, но и красивым средством визуализации звука. И самое интересное для любителей автозвука — это, конечно же, возможность подключения сабвуфера. Но этому стоит посвятить отдельный раздел, ведь тема интересная и познавательная.

Как вы можете видеть, создание базового аудиоусилителя не сложно. Шаги, чтобы поместить код в комментарии. Некоторые проекты спикеров могут быть завершены в выходные, в то время как другие могут длиться годами. Бюджет начинается около 100 евро, в то время как первое оборудование и компоненты линии могут добавить несколько тысяч долларов. Независимо от суммы, которую вы решили потратить на динамики, это, вероятно, будет то, что будет звучать так же хорошо, как коммерческий продукт от стоимости хранения столько, сколько в 10 раз больше строить.

Так что если у вас есть доступ к таблице увидел, лобзик, дрель, немного столярного клея, зажимы, и место, чтобы сделать немного опилками, то у вас есть возможность строить свои собственные акустические системы. Что позволяет вам выбрать свой собственный кабель помогает производителям снизить затраты, спикерфон и позволяешь выбрать точный тип и длину кабеля, который вы хотите. Вам также нужно будет подумать о том, как вы подключите кабель динамика к динамикам.

Сабвуфер — это просто

Преимущества современных усилителей на микросхемах

Рассмотрев все возможные типы усилителей, можно сделать вывод: наиболее качественные и простые изготавливаются только на современной элементной базе. Очень много микросхем выпускается именно для усилителей низких частот. В качестве примера можно привести УНЧ типа TDA с различными цифровыми обозначениями.

Большинство динамиков используют любой из пружинных клемм или клемм для их соединения, и каждый тип предлагает несколько вариантов подключения кабелей. Типы клемм Пружинные клеммы являются одним из двух наиболее широко используемых соединений на динамиках. Пружинные клеммы имеют красные и черные вкладки большого пальца, маленькие квадраты, которые нажимают вниз, чтобы открыть соединение.

Это колонки или также называемые простыми терминалами, для которых не требуется никакого соединения, кроме голого провода. Связывающие сообщения — это надежный тип терминала, который используется в динамиках более высокого качества или более высокой мощности. Они состоят из пары толстых столбов с красными и черными колпачками, нанизанными на них. При отвинчивании они обнаруживают перфорированное отверстие для проводов динамика.

Они используются практически везде, так как имеются как маломощные, так и мощные микросхемы. Например, для портативных колонок компьютера лучше всего использовать микросхемы, у которых мощность не выше 2-3 Вт. А вот для автомобильной техники или акустики домашнего кинотеатра желательно применять микросхемы мощностью свыше 30 Вт. Но обратите внимание на то, что нуждаются в защите звука. Схемы должны содержать плавкий предохранитель, который защитит от короткого замыкания в цепи.

Подключение к клеммам пружины. Стандартный способ подключения к клеммам пружины состоит в том, чтобы раздеть концы кабеля громкоговорителя и вставить их в клеммы. Однако, если вы не будете осторожны — или если вы часто повторно подключаете громкоговорители, кабели могут сокрушиться со временем. Это может привести к короткому замыканию, что вызовет перегрев вашего усилителя. Чтобы минимизировать этот риск, некоторые поклонники «оловянный» зачищенные концы кабеля с тонким слоем припоя, что делает твердый наконечник.

Альтернативой является наконечник штыря, который обжимает или сваривает на кабеле и дает тонкий, жесткий разъем. Они особенно полезны для прикрепления дополнительной громкой спины к пружинным клеммам. Подключение к клеммам. Связывающие стойки имеют несколько вариантов подключения. Олово может наконечником наконечников или использовать штифты, например, с пружинными клеммами. Вы также можете обжимать или сваривать вилочные разъемы сверхмощных вилок на кабелях, перемещать их по стойкам и затягивать крышки.

Плюс еще и в том, что не требуется массивный блок питания, поэтому можно без проблем использовать готовый, например, от ноутбука, ПК, старых МФУ (у новых, как правило, блок питания находится внутри). Легкость монтажа — это то, что важно для начинающих радиолюбителей. Единственное, что требуется для таких устройств, — это качественное охлаждение. Если речь идет о мощной технике, то придется устанавливать принудительное — один или несколько кулеров на радиаторе.


Многие интересуются способом изготовления портативных колонок или динамиков для смартфонов и планшетов. Однако перед тем, как приступить к изготовлению самих динамиков, нужно позаботиться об усилителе. В этом материале мы сделаем обзор видеоролика, который посвящен сборке простейшего усилителя.

А начнем с просмотра авторского видеоматериала

Итак, что же нам понадобится, чтобы собрать усилитель:
— коннектор для кроны;
— крона на 9 вольт;
— динамик 0.5-1 Вт и сопротивлением 8 Ом;
— мини джек на 3.5 мм;
— резистор на 10 Ом;
— выключатель;
— микросхема ЛМ386;
— конденсатор на 10 вольт.

Чтобы процесс сборки не показался очень сложным, представляем вашему вниманию схему будущего усилителя.



Посмотрев на микросхему с более близкого расстояния, можно увидеть, что она имеет по четырем лапкам с обеих сторон. В сумме получается 8 лапок. Для того, чтобы не перепутать и не перевернуть микросхему вверх ногами и тем самым ошибиться с пайкой, на микросхеме предусмотрена небольшая метка похожая на полукруг. Эта метка должна располагаться сверху.

Начнем с пайки первого провода, который будет идти к выключателю и плюсовому контакту кроны. Этот проводок необходимо припаять к шестой лапке микросхеме, то есть второй снизу на правой стороне.



Следующий конец проводка необходимо припаять к выключателю. Тут стоит отметить, что по словам автора идеи, сама схема не представляет никакой трудности и со сборкой может справиться даже тот, кто не имеет особых навыков в электронике .



После успешной пайки первого провода нужно перейти ко второму контакту выключателя, который на данный момент свободен. Тут нужно припаять плюсовой провод, идущий от коннектора кроны. После такой несложной пайки, можно сказать, что первый этап изготовления усилителя успешным образом пройден.



Перейдем к следующей лапке, которая на схеме отмечена цифрой 5 и находиться непосредственно под шестой лапкой, то есть той, к которой мы припаяли провод на предыдущем этапе работы. К этой лапке нужно припаять плюсовой контакт конденсатора.



От конденсатора у нас остается минусовой контакт, который необходимо припаять к плюсовому контакту динамика. При желании можно отказаться от прямой пайки конденсатора к динамику, чтобы уберечь его от возможных повреждений, как это делает автор. В таком случае нужно укоротить контакт конденсатора и удлинить его проводком.



После этого можно припаять проводок от минуса конденсатора к плюсу динамика.



Минусовой контакт динамика необходимо припаять к четвертой и второй лапкам на микросхеме. Соответственно это нижняя и вторая сверху лапки на левой стороне. Для этого берем проводок и припаиваем к минусу динамика.



После этого соединяем этот провод с четвертой лапке микросхемы.



Чтобы соединить этот же провод со второй лапкой, необходимо сделать перемычку. Берем короткий проводок. Один конец припаиваем к четвертой лапке, на которой уже есть один провод, а второй конец – ко второй лапке.

Разбираем мини джек. На мини джеке, который использует автор, есть два контакта – на левый и правый каналы. Их нужно соединить между собой и припаиваем провод, идущий от резистора к контактам.



Минус или массу от джека нужно припаять к минусовому контакту на динамике.



В заключении остается припаять минус от коннектора кроны к минусу на динамике.



После таких несложных манипуляций можно получить очень эффектный усилитель, который мы будем использовать для изготовления портативной колонки для планшета или смартфона.

Самый простой усилитель звука для мобильного телефона

24.07.2019 Электронная техника

У большинства обладателей смартофонов и планшетов стоит неприятность звука, правильнее его недостаточной громкости. К сожалению, программно, решить ее удается весьма редко. Исходя из этого необходимо применить способ достаточно несложный и бюджетный, дабы сделать несложное электронное устройство, которое увеличит мощность вашего устройства.

 Тогда возможно будет слушать любимую музыку и просматривать видео на обычной а также весьма сильной громкости.

В этом видео-уроке будет продемонстрирован самый несложный усилитель звука, что может сделать любой человек, кроме того школьник, что ни при каких обстоятельствах не брал в руки паяльник.  Его схема, подходящая для сотового телефона, складывается из несложных компонентов.  В то время, когда усилитель готовься , возможно улучшить уровень качества воспроизведения звука, воспользовавшись внешним динамиком.

О том, как его сделать, продемонстрировано в отдельном видео на сайте.

В данной же статье обращение отправится об усилителе, к которому возможно присоединить легко динамик, либо воспользоватся идеей, как сообщено выше.

Что необходимо для сборки усилителя?

Во-первых, нам нужен разъем для кроны, крона на 9 вольт, один динамик, мощностью 1 Вт и сопротивление 8 Ом. Также кроме этого нужен один мини-джек на 3,5 мм, один резистор на 10 ом, тумблер, микросхема LM386 и один конденсатор на 10 В и 220 MF.  Схема была нарисована на листе бумаги.

Схема усилителя для телефона

Как вы имеете возможность заметить, эта микросхема содержит четыре фиксатора на каждой стороне, имеется 8 фиксаторов в целом. Дабы не путать и не перевернуть микросхему вверх ногами и припаять неправильно, на ней имеется углубление в форме полукруга. Нам необходимо положить микросхему так, дабы данный значок расположился сверху и возможно паять все ход за шагом.

Вы имели возможность бы подметить, что номер 6-это предпоследняя лапка справа, к ней припаяем один провод. Данный провод должен быть привязан к выключателю, второй контакт от выключателя должен быть связан с плюсом коннектора кроны.

Следующий этап.

Под номером 5 контакт, он последний с правой стороны. К нему необходимо припаять конденсатор, у которого имеется два полюса — плюс и минус. Как мы должны идентифицировать их?

Имеется ноль с тёмной полосой – это минус, вторая сторона — это плюс. По схеме мы соединяем плюс с последним контактом справа.

Позволяйте двигаться вперед. Минус от конденсатора нужно припаять к плюсу динамика. Мы планируем взять провод и удлинить контакт конденсатора. Сейчас припаяем провод минуса конденсатора к плюсу от динамика.

Потом минус от динамика присоединим к  4-му и 2-му фиксаторам микросхем. Будем применять наряду с этим перемычку между данными ножками микросхемы.

Сейчас нужно подключить резистор. К второй его ножке припаяем проводок.  Он есть плюсом от мини-джека.

 В случае если разобрать его, вы имеете возможность заметить в том месте два контакта для правого и левого каналов. Соединим их совместно и припаяем красный провод, которым мы удлинили провод от резистора. Минус, либо, в противном случае говоря, масса от мини-джека должен быть припаян к минусу динамика.

Наконец, мы легко должны припаять минус разъема кроны к минусу динамика. Берем провод и припаиваем к минусу динамика. Вот и все. Это весьма легко.

Вы имели возможность подметить, что это заняло 5-10 мин..

Сейчас возможно проверить усилитель звука для смартфонов и мобильных телефонов.

Видео блогера Романа Урсу

Усилитель звука для телефона из любого радио


Похожие статьи, которые вам понравятся:
  • Усилитель 3g сигнала для модема

    Тема этого видео урока: Как сделать самодельный усилитель сигнала 3G модема. Разглядим пара весьма несложных, но в также время действенных способов….

  • Схема простого реле времени для начинающих радиолюбителей

    В этом выпуске канала Паяльник TV разглядим несложную схему. Она является несложный таймер, либо реле времени. Выполнена всего на одном активном…

  • Лайфхак для телефона

    В двух представленных ниже роликах лайфхак для вашего телефона. В случае если родной аккумулятор смартфона куда-то затерялся либо , то не отчаивайтесь,…

Простой усилитель звука для подключения колонок к ПК (TDA1552Q)

Для подключения мощных колонок к персональному компьютеру (ПК) обычно необходимо собрать усилитель,блок питания, а также найти корпус, в котором бы все это поместилось.

Собрав же простой и надежный усилитель мощности на микросхеме TDA1552Q (рис. 1), можно сэкономить на блоке питания, корпусе и на охлаждении радиатора микросхемы. Такой подход реализуют, используя свободное место в системном блоке ПК.

Технические характеристики УМЗЧ на TDA1552Q

  • Номинальная выходная мощность при напряжении питания 14,4 В — 2×22 Вт;
  • Коэффициент нелинейных искажений — не более 10%;
  • Входное сопротивление — 60 кОм;
  • Уровень собственных шумов — не более -80 дБ;
  • Сопротивление нагрузки — 4…8 Ом;
  • Напряжение питания — 6…18 В.

Принципиальная схема

Рис. 1. Простой и надежный усилитель мощности на микросхеме TDA1552Q.

Микросхема TDA1552Q содержит встроенный стабилизатор напряжения, а также схемы защиты от перегрева, короткого замыкания в нагрузке и переполюсовки питания.

Детали и монтаж

Номиналы элементов С3 и R1 задают время задержки подключения динамиков, что защищает от характерных хлопков при включении питания усилителя. Задержку можно регулировать, изменяя сопротивление резистора или емкость конденсатора.

На изготовление и монтаж уйдет не более 1 ч. Дополнительной настройки не требуется, при правильном монтаже устройство работает сразу.

Так как усилитель потребляет ток не более 5 А, то разъем блока питания ПК для дисковых накопителей и периферийных устройств вполне сгодится.

Он содержит четыре контакта, имеющих цветовую маркировку: +12 В — желтый; общий — два черных; +5 В — красный. Для подключения используют желтый («+”) и черный провода.

Выход звуковой карты через переходник соединяют с входом усилителя, а к двум свободным “тюльпанам» подключают колонки (рис.2).

Рис. 2. Встроенный в компьютер усилитель мощности НЧ.

Включив компьютер, запускают любой проигрыватель (например, Winamp) и регулируют громкость через встроенную в нем «линейку» или же через системные настройки.

В.Г. Скрипник, г. Днепродзержинск.

Простой усилитель мощности 4×50 Вт – Sam-Sdelay.

RU – Сделай сам!


Одна из разработок — микросхема TDA1514A
– может помочь в создании Hi-Fi усилителя даже начинающим радиолюбителям, так как не требует никаких подстроечных элементов и предварительного подбора транзисторов, а ее схема включения лишь немного сложнее, чем обычного операционного усилителя.
Еще раз перечислю достоинства чипа TDA1514:
— приемлемая цена — высокая мощность, до 50 Ватт! — низкие искажения — тепловая защита — отсутствие щелчка при включении/выключении

Могу сказать, пожалуй, поёт она и правда хорошо. Вернее сказать, пела… Наверное, потому и перестали выпускать. Маркетинг, блин. Ловите момент, берите, если сможете найти. Уходящая натура…

Ниже привожу куски статьи Н. Сухова и разные дополнения.

Содержание / Contents

  • 1 Добавка из личной переписки
  • 2 Дополнение от Александра Воробьева, плата-двухканалка
  • 3 Вариант платы в «Sprint Layout» от BLACK EAGLE

До недавнего времени любители звуковоспроизведения высокой верности (Hi-Fi) относились к возможности создания высококачественного УМЗЧ на единственной микросхеме с известной долей скепсиса. Ведь нельзя же считать высококачественным усилитель с выходной мощностью менее 5 Вт и коэффициентом гармоник более 1%, который можно создать на получившей распространение, в телевизорах МС К174УН7
(на этой микросхеме были выполнены усилители в магнитофонах серии «Маяк 233»).

Несколько более серьезным будет усилитель, выполненный на микросхеме К174УН19

(аналог TDA2030) с выходной мощностью до 20Вт и коэффициентом гармоник порядка нескольких десятых процента. Но настоящих меломанов не устроит такой усилитель. Они предпочтут значительно более сложный усилитель на дискретных транзисторах с коэффициентом гармоник на один, а то и на два порядка меньше. Создание такого усилителя – дело непростое и для неопытных радиолюбителей нередко оборачивается кучкой сгоревших транзисторов и разочарованием.

Одна из новых разработок — микросхема TDA1514A

– может помочь в создании Hi-Fi усилителя даже начинающим радиолюбителям, так как не требует никаких подстроечных элементов и предварительного подбора транзисторов, а ее схема включения (рис. 1) лишь немного сложнее, чем обычного операционного усилителя.


Микросхема выполнена в пластмассовом 9-выводном корпусе типа SOT131A,имеющем размеры 12,0х23,7 мм (шаг выводов 2,54 мм), что позволяет без труда разместить все элементы схемы (без радиатора и блока питания) на печатной плате размером 80х25 мм. Как видно из рис.1, транзисторы выходного каскада имеют две системы защиты от перегрева и от перегрузок по току. В таблице приведены характеристики, заявляемые изготовителем.

Испытания усилителя

, собранного по рекомендуемой изготовителем схеме рис.1 (на монтаж ушло не более 15 мин.), были проведены автором при питании от стабилизированных источников +27,5/-27,5 Вольт и подключении эквивалента нагрузки по стандарту IHF A202, рекомендуемого для испытаний усилителей мощности звуковой частоты (1). Смещение нуля на выходе усилителя составило -84,8 мВ, что соответствует спецификации изготовителя, но примерно на порядок больше, чем у престижных Нi-Fi усилителей на дискретных элементах, как правило, имеющих специальные подстроечные резисторы для установки «нуля». Недостаток легко устранить, включив последовательно с резистором R2 неполярный конденсатор емкостью не менее 50 мкФ или введя регулировку нуля по любой из схем, применяемых для обычных операционных усилителей. В режиме молчания потребляемый ток по обеим шинам питания составил 53 мА. Из этого можно сделать вывод, что транзисторы выходного каскада работают в режиме класса AB без отсечки коллекторного тока.

При увеличении амплитуды входного сигнала частотой 1кГц ограничение наступает при выходном напряжении 16,4В (среднеквадратическое значение), что соответствует мощности 67,2Вт. На нагрузке сопротивлением 4Ом и 33,6Вт на нагрузке 8Ом. При работе на нагрузку 4Ом ограничение нижней полуволны наступает несколько ранее, чем положительной, что свидетельствует о небольшой асимметрии выходного каскада.

Спектр выходного сигнала при работе на эквивалент нагрузки IHF A202 и выходной мощности 95% от порога ограничения насыщен гармониками до 16-й, но уровень гармоник не превышает -90дБ, а это соответствует очень малому для микросхем УМ коэффициенту гармоник – не более 0,01%. При выходной мощности 67,2Вт на нагрузке 4Ом усилитель потребляет ток 1,9А, что соответствует потребляемой мощности 104,5Вт и КПД 64% — цифры обычные для усилителей с выходными ступенями класса АВ. При пониженном напряжении питания +/- 15 Вольт максимальное выходное напряжение уменьшается до 9,2В (21Вт/4Ом) при потребляемом токе 1А. Минимальное напряжение питания, при котором сохраняется работоспособность — +/-8,5 Вольт. При этом выходное напряжение 4,6В (5,3Вт/4Ом), а потребляемый ток 0,55А.

АЧХ усилителя

в диапазоне 20Гц….20кГц имеет неравномерность 0,5дБ, но на частоте 100кГц имеется горб высотой 4дБ, приводящий к небольшим выбросам на фронтах переходной характеристики. Спад вершин прямоугольного импульса частотой 1кГц не превышает нескольких процентов и объясняется наличием на входе разделительного конденсатора сравнительно небольшой емкости, образующего с резистором R1 ФВЧ с частотой среза 8Гц. Скорость нарастания выходного напряжения при работе на нагрузку IHF A202 составила 7,5В/мкс для положительного перепада напряжения и 15В/мкс для отрицательного, что с большим запасом обеспечивает полную выходную мощность даже на верхней границе звукового диапазона, а также гарантирует отсутствие динамических и интермодуляционных искажений при работе с реальными звуковыми сигналами.

Схемы защиты

от перегрузок по току и перегрева испытаны путем короткого замыкания выхода и съема микросхемы с радиатора. Обе схемы обеспечивают автоматическое восстановление режима работы после устранения перегрузки.

Тест на запас устойчивости

проведен путем подключения к выходу усилителя емкостной нагрузки. Устойчивость сохраняется при эквивалентной емкости нагрузки до 0,47мкФ. При подключении нагрузки емкостью 202мкФ (общепринятый тест в мировой практике для исследования устойчивости усилителей класса Hi-Fi) рекомендуется для предотвращения выхода микросхемы из строя последовательно с нагрузкой включить LR стабилизирующую цепочку, отсекающую емкостную нагрузку и образующую при этом дополнительный полюс АЧХ из петли ООС. К сожалению, возникающий при самовозбуждении сквозной ток транзисторов выходных каскадов не ограничивается внутренней схемой защиты, что при отсутствии защиты по току блоке питания может привести к выходу микросхемы из строя.

Корпус микросхемы электрически соединен с выводом 4 (минусовая шина питания), поэтому несколько микросхем можно разместить на одном радиаторе без изолирующих прокладок.

Схему включения можно упростить за счет исключения цепочки вольтодобавки

R4R5 и конденсатора 220мкФ, при этом вывод 7 соединяют с выводом 6. В таком включении максимальная выходная мощность уменьшается на 4Вт, но улучшается подавление пульсаций питающих напряженией. При соединении выводов 3 и 4 микросхема переводится в дежурный режим с пониженным энергопотреблением (18мА).

Заключение

Микросхема обладает очень хорошей линейностью и пригодна для создания усилителей мощности высокой верности. При мостовом включении двух микросхем можно получить мощность 100Вт на нагрузке 8Ом при коэффициенте гармоник 0,01%. Параметры микросхемы реально конкурируют с параметрами таких усилителей на дискретных элементах, как «Барк», «Одиссей», «Вега» и другие. Микросхема является хорошей альтернативой «дискретных» для тех, кто не имеет достаточного опыта или времени налаживания и доводки сложных схем. Схему включения желательно дополнить параллельной LR-цепочкой (L=10-20мкГн, R=10-20Ом), включаемой последовательно с нагрузкой, и схемой регулировки «нуля» на выходе. Для уменьшения спада вершины прямоугольного импульса емкость конденсатора на входе желательно увеличить до 5мкФ.

Простой усилитель мощности 4×50 Вт

Этот наипростейший усилитель звуковой частоты, способен выдать 50 Ватт мощности на каждый канал из четырёх. В сумме это получается 200 Вт звуковой мощности. И это, как оказалось, не предел. Микросхема, на которой построен усилитель, может дать и 80 Вт на канал на 2-х Омную нагрузку. В наше время построить мощный усилитель своими руками не составляет труда. И все это благодаря современной элементной базе. Сегодня речь пойдет о простом усилителе на микросхеме TDA7560, который запросто может сделать человек, практически не разбирающийся в электронике.

Стоит TDA7560 али экспресс абсолютно смешные деньги, порядка 1 доллара – смотрите тут

.


Микросхема TDA7560 фирмы Филипс — это просто находка, особенно для тех, кто не сталкивался с ней раньше. Её давно облюбовали как начинающие радиолюбители, так и автолюбители, за её низкое напряжение питания. У микросхемы TDA7560 есть полный, но более старый аналог – TDA7388, чуть менее мощный. Характеристики усилителя Выходная мощность:

  • На нагрузке 4 Ома максимальная – 4 x 50 Втт.
  • На нагрузке 4 Ома номинальная – 4 x 45 Втт.
  • На нагрузке 2 Ома максимальная – 4 x 80 Втт.
  • На нагрузке 2 Ома номинальная – 4 x 75 Втт.
  • Напряжение питания от 8 до 18 Вольт.

Остальные характеристики смотрите в даташит. Схема усилителя


Схему включения микросхемы всегда можно посмотреть в даташит. Все просто и очевидно: слева четыре входа, справа четыре выхода на акустические системы. Естественно входа можно замыкать между собой, но не выхода. Каждый выход микросхемы должен быть нагружен на свою акустическую систему. С этим, я думаю, вопросов не возникнет. Единственное, что стоит пояснить так это вывода «ST-BY» и «MUTE». «ST-BY» – это ждущий режим, обычное его сразу соединяют с плюсом питания и усилитель всегда активен. «MUTE». – это режим выключенного звука, обычное его так же соединяют с плюсом питания и усилитель всегда становится активен. На плате для того стоят перемычки. Плата усилителя


Платы можно сделать обычным ЛУТ за несколько десятков мину. Скачать ее можно тут:

tda7560.zip [7,32 Kb] (cкачиваний: 15)

После спайки и сборки усилителя не забудьте установить микросхему на радиатор, желательно большой если вы меломан, который любит громкость.


Применение усилителя Микросхема изначально разрабатывалась для применения как усилитель мощности звука в автомагнитолах. Поэтому использовать данный усилитель в машине — это отличный выбор. Но учтите, что желательно использовать толстые провода питания. Так же возможно потребуется солидно увеличить емкость фильтрующих конденсаторов питания. Усилитель на микросхеме отлично подходит и для домашнего использования. Питать его можно от старого компьютерного блока питания, как это делал я в свое время. А охлаждающий радиатор использовать с вентилятором – это существенно уменьшит его размеры. Думаю, ничего сложного тут нет, но если кому-то чего-то не понятно – жду ваши вопросы в комментариях. Всем спасибо!


Смотрите видео теста усилителя Источник

Вам может понравиться:

  • Вязаные коврики крючком: интересные модели, схемы и…
  • Вязаные коврики крючком: интересные модели, схемы и…
  • Мощный импульсный блок питания на 12 В своими руками
  • Блок питания на стабилитроне и транзисторе
  • Идеи для подушек из старых свитеров… Никогда бы не…
  • Автономная gsm сигнализация из мобильного телефона…
  • «Реанимация» автомобильного усилителя
  • Что можно сделать своими руками: полезные поделки для дома
  • Рюкзак из джинсов своими руками, лучшие мастер-классы
  • Красивые и оригинальные новогодние поделки 2018
  • Из всего этого, девушка создала невероятной красоты…
  • Как переделать старый советский сервант в стильную…

↑ Дополнение от Александра Воробьева, плата-двухканалка

Сама конструкция собрана на двух идентичных микросхемах и представляет собой 2-х канальный (стерео) усилитель с выходной мощностью 100 Ватт (2×50W). Входной сигнал подается на фильтр нижних-высших частот, образованный R1(R9), C1(C11), R2(R9), C2(C12)и далее на 1-ю ножку микросхемы. Отказываться от этих цепочек фильтра не стоит, так как частоты ниже 20Гц и выше 30 кГц, в основном, это — сигналы-помехи и интермодуляционные частотные составляющие, могут существенно подпортить звуковую картину.

Коэффициент усиления каскада задается отношением резисторов R5(R13)/R3(R11) и для данной схемы равен 30. Цепочка R6(R14), R7(R15), C4(C15) называется «вольтодобавкой» и служит для запитывания предоконечного каскада микросхемы повышенным напряжением. Это позволяет увеличить выходную мощность усилителя в целом на 10%-20%. По расхожему мнению, она несколько ухудшает динамические характеристики, поэтому для любителей эксперимента, из схемы вполне можно исключить цепочки R7(R15), C4(C15), а вместо R6(R14) поставить проволочные перемычки. Безо всякого вреда для микросхемы.

Конденсаторы С3(С6), С5(С13), С9, С10 необходимы для устранения индуктивной составляющей цепей питания и служат для устранения возбуждения усилителя на частотах выше звукового диапазона. Аналогичную роль выполняет и цепочка R8(R16), C8(C16). Выходные обмотки трансформатора питания и выпрямительные диоды, не указанные на схеме, должны обеспечивать ток в 3А при переменном напряжении 18в — 22в. Очень удобно для этого применять трансформатор от старых телевизоров ТС180. Сетевая обмотка оставляется без изменений, а взамен других обмоток наматывается новая, проводом диаметром не менее 1 мм.

5 — ваттный усилитель мощности на диапазон 1,8…54 МГц

Zack Lau, KH6CP/1. Оригинал статьи опубликован в журнале
QEX, May 1992, pp.7,8
Вам необходим простой и стабильный усилитель для многодиапазонного QRP передатчика? Этот усилитель был не только оптимизирован по стабильности работы с помощью компьютерной программы Touchstone, но и выдержал подключение к нему в процессе работы различного рода не согласованных (высокоомных) нагрузок, так, например, РА использовался для снятия характеристик фильтров при выходной мощности 5 Вт. Усиление двухкаскадного РА в пределах любительских диапазонов составляет 28…30 дБ и имеет небольшой подъём в пару дБ на частотах вблизи 37 МГц. Для простоты и неприхотливости РА, в качестве оконечного его транзистора был выбран MRF137 фирмы Motorola. С MRF138 усилитель, возможно, будет более линеен, но по этому транзистору у меня очень мало информации, чтобы быть полностью в нём уверенным. Некоторых радиолюбителей отталкивает повышенная стоимость этих транзисторов, но, как говорится: “скупой платит дважды”- дешёвые транзисторы имеют обыкновение часто “вылетать”. Усилитель с полевыми транзисторами даёт на выходе “чистый” SSB сигнал, сравнимый по интермодуляционным продуктам высоких порядков с обычными усилителями на биполярных транзисторах. Например, худшее значение уровня интермодуляционных продуктов для диапазонов 3,5, 7, 14 и 28 МГц составляет — 38 дБ на 28 МГц, причём, продукты пятого порядка имеют уровень -61 дБ по отношению к РЕР. Усилитель имеет выходную мощность 5 Вт РЕР при токе 0,5 А (напряжение питания 28 В).

Наверное, самым большим недостатком является своеобразное питание полевых транзисторов – они “любят” высокое напряжение и, действительно, хорошо, при этом, работают. MRF137 — не исключение. Я питал MRF137 напряжением 28,2 В при токе покоя 0,55 А. Ток увеличивался до 0,6 А при выходной мощности 4,6 Вт на 28 МГц. На драйвер подавалось обычное, в таких случаях, напряжение питания 12 В.

Входной каскад усилителя (Рис. 1а) выполнен на биполярном транзисторе 2N5109 с обратной связью, настроенной так, чтобы скомпенсировать усиление MRF137. Последовательная цепь, состоящая из резистора сопротивлением 470 Ом и конденсатора ёмкостью 12 пФ, установлена между коллектором и общим проводом для обеспечения стабильности усилителя на всех его рабочих частотах. MRF137 на 54 МГц уже снижает собственное усиление на несколько дБ, однако, эту разницу компенсирует усилитель на биполярном транзисторе. Обратные потери по входу лучше, чем 18 дБ в диапазоне частот 1,4…29,9 МГц, но ухудшаются до 12 дБ на частоте 50 МГц. КСВ по входу с высокоомными нагрузками не проверялся.

Каскад оконечного усилителя мощности “собственной персоной” показан на Рис. 1 б и представляет собой прекрасный усилительный блок с усилением в 16 дБ и неравномерностью усиления менее 0,5 дБ в диапазоне частот 1…32 МГц. Трансформатор на передающей линии, включенный по входу усилителя позволяет улучшить обратные потери и КСВ, которые составляют, соответственно, более 18 дБ и 1,3 : 1 в диапазоне частот 1…50 МГц. Я думаю, что подключение на выходе усилителя другого трансформатора на передающей линии, позволит создать более мощный РА с меньшим усилением на тот же частотный диапазон, такая вариация, правда, не испытывалась.

Под усилитель использовалась простейшая плата, какую я мог только придумать. На куске фольгированного с двух сторон стеклотекстолита я вырезал две дорожки под выводы затвора и стока, затем, обернул плату по краям медной фольговой лентой и припаял её для надёжности “заземления” (экранировки).

Рис. 1а. Маломощный усилитель, разработанный для компенсации спада АЧХ

усилителя мощности на MRF137. Схема принципиальная электрическая.

Q1 – 2N5109, 2,5-ваттный транзистор с креплением на радиатор, граничная

частота Ft = 1200 МГц.

Т1 – 15 витков двойным проводом #28 на кольцевом сердечнике FT-37-43.

После сверления отверстий под транзистор MRF137, винты его крепления в плате и в прокладке, выполненной из алюминиевой ленты толщиной 0,05 дюйма, я прикрепил прокладку, плату и транзистор к радиатору, с помощью винтов 4-40 (в теле радиатора для этой цели просверлены отверстия и в них нарезана соответствующая резьба). Стандартный метод, “прижатый” к общему проводу, был использован для монтажа и других деталей. Усилитель на транзисторе 2N5109 смонтирован на своей собственной заземляющей площадке, и ещё: если в одном каскаде РЧ усилителя “задрано” усиление, то такой усилитель работает менее стабильно (т. е., усиление между каскадами следует распределять более равномерно).

Три таких усилителя были построены Mike’oм Gruber’oм, WA1SVF для использования в лаборатории. Он заметил, что сопротивление резистора R8 для получения необходимого смещения для получения тока 0,5 А должно быть изменено с 4,7 кОм на 1 кОм. Дополнительно: используемые Mike’ом транзисторы MRF137 имели большее пороговое напряжение затвора (напряжение смещения необходимое для открывания транзистора), но это не повлияло на параметры усилителя.

Рис. 1б. Усилитель мощности на МОП (TMOS)-транзисторе с выходной мощностью 5

Вт. Схема принципиальная электрическая.

L1 – 26 витков эмалированного (обмоточного) провода #26 на кольце Т-44-2,

индуктивность – 3,9 мкГн.

Q2 – транзистор MRF137.

R9 – потенциометр (подстроечный резистор) сопротивлением 10 кОм

поворотного типа для установки напряжения смещения транзистора.

RFC1 – 21 виток обмоточного провода #26 на кольце FR-37-67.

Т2 – 4 витка 25-омным коаксиальным кабелем на кольце FT-50-43. 25-омный

кабель образован двумя отрезками 50-омного кабеля уложенного

параллельно. В прототипе использовался кабель RG-196/U.

U1 — 78LO5 – интегральный 5-вольтовый стабилизатор.

Свободный перевод с английского: Виктор Беседин (UA9LAQ) г. Тюмень январь, 2003 г

↑ Вариант платы в «Sprint Layout» от BLACK EAGLE


В архиве схемы включения и чертёж ПП в Лэйаут: ▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.
При правильном монтаже и исправных деталях, усилитель начинает работать сразу и в налаживании не нуждается. Нужно только проконтролировать, чтобы на выходах обоих каналов был нулевой потенциал. В противном случае придется искать ошибку в монтаже или другой экземпляр чипа.

Даташит на TDA1514 у нас в справочнике.

Схема УМЗЧ на транзисторах (50 Вт)

Транзисторный УМЗЧ (рис. 2.36) Юрия Ежкова отличается высокой скоростью изменения выходного напряжения — 50 В/мкс. Хотя для обеспечения выходной мощности 90 Вт в нагрузке 4 Ом на высшей частоте звукового диапазона 20 кГц вполне достаточно 4 В/мкс, Юрий считает, что 10-кратный запас по скорости позволяет практически избавиться от генерации гармоник высших порядков в усилителе с общей ООС.

Входной дифкаскад выполнен на паре полевых транзисторов (КП103) в каскодном включении с биполярными Тг4Тг5. Высокая линейность и перегрузочная способность этого каскада обеспечены генератором тока ТгЗ и стабилизатором напряжений сток-исток, выполненном на Trl D1.

Активная нагрузка первого каскада Тr6 обеспечивает переход от дифференциального выхода на однотактный без потери коэффициента передачи и с компенсацией шумов генератора тока ТгЗ.

Рис 2.36. Схема 50-ваттого транзисторного УМЗЧ

Пояснения к рис. 2.36. Второй каскад на Тг8 выполнен по схеме с общей базой и нагружен на генератор тока Тг7. Стандартная схема термостабилизации тока смещения выходных транзисторов выполнена на Тг9 (монтируется на радиаторе Тг22/Тг23), резистором R18 при налаживании устанавливаются токи эмиттеров Тг22 и Тг23 120 мА.

Симметричная двухтактная выходная ступень содержит 3 каскада. Первый — каскодный усилитель напряжения Тг10Тг12 (Тг11Тг1З) с местной ООС R33 II (R27+0.5R28), второй — усилитель тока с повышенной линейностью Trl6Trl8 (Тг17Тr19) и также местной ООС через R40 (R43), третий — каскад с ОЭ на параллельно включенных Тг20Тг22 (Тг21Тг23).

Местную линеаризацию этого каскада выполняет ООС по току коллектора Тг20Тг22, выделяемому на R44 и подаваемому в противофазе на базы Тг20Тг22 через Тг18. Вся выходная ступень также охвачена местной ООС через R36, R33 || (R27+0.5R28), которая задает ее коэффициент усиления (с базы Тг10) 4,7. Транзистор Тг14 с диодом D12 обеспечивают для Тг20Тг22 режим неотключаемого генератора минимального тока, предотвращая отсечку тока коллектора и возникновение «переключательных» искажений.

Резистором R28 при налаживании минимизируют уровень четных гармоник, a R8 устанавливают нуль на выходе. Линеаризация всех каскадов местными ООС позволила снизить глубину общей ООС, а также без негативных последствий ввести в нее регуляторы тембра НЧ (R10 в нижней части схемы) и ВЧ (R6). Регулятор тембра можно отключить переключателем обшей ООС. Коэффициент гармоник усилителя при выходной мощности 10 Вт не превышает 0,03% в диапазоне частот 20 Гц — 20 кГц. Максимальная выходная мощность 90 Вт на нагрузке 4 Ом и 50 Вт на нагрузке 8 Ом.

Источник: Сухов Н. Е. — Лучшие конструкции УНЧ и сабвуферов своими руками.

Журнал Радиохобби — https://radiohobby.ldc.net

Самодельный ламповый усилитель звука на 50 ватт.

  • AndReas говорит:
    Обзор на радиоконструктор MX50 SE. Лучший из несложных самодельных УНЧ средней мощности? Вам интересно? Тогда читать обзор! Мультиобзор: усилитель, корпус, предусилитель, конденсаторы и прочее.

    Предисловие. Почему собрал этот УНЧ?

    Была у меня идея по-быстрому собрать несложный компактный УНЧ не очень большой мощности. Первоначально планировал собрать УНЧ на LM1875 — . Приобрел китайский кит как базовый тестовый макет, корпус и трансформатор. После сборки конструктора выяснилось, что УНЧ на этой микросхеме на предельных напряжениях питания не может нормально работать на нагрузку 4 Ома — микросхема быстро нагревается, не успевает отдать тепло на радиатор. И отключается по теплозащите. Меня это не устраивало. Так как самые дорогие радиодетали (корпус и трансформатор) были куплены — то принял решение искать схему другого компактного УНЧ. В комментариях к обзору тов. Fizik и тов..html#comment2043615) порекомендовали сабж. Решил попробовать собрать этот УНЧ. Дело было в мае. Сейчас декабрь. УНЧ собран:-)

    Перечислим параметры хорошего «народного» УНЧ 1. Должен быть дешев 2. Не содержать сильно дефицитных деталей 3. Прост в сборке и настройке 4. Обладать достаточной мощностью 5. Должен хорошо играть музыку и обладать хорошими характеристиками.

    LJM MX50 SE — кандидат это звание. Радиоконструктор можно купить за 12$ на электронных площадках типа ebay и алиэкспресс. Обычная цена около 15-16$. Я указал другого продавца на ebay. Тот, у кого покупал, сейчас не продает этот товар.

    Другие варианты этого кита

    На али-ебее продают спаянные варианты этого кита (стоят на 8-10$) дороже. Есть киты с выходными транзисторами Сакен 2SA1295/2SC3264 или 2SA1186/2SC2837. Стоят сильно дороже. Оригинальность транзисторов проверить невозможно. Поэтому лучше купить дешевый кит, а транзисторы выходные потом купить в проверенном месте и установить на отлаженную плату. Китайцы продают вариант MX100 (ищется по этому имени) — то же самое, что и MX50 SE, но на одной плате: два канала, БП и защита акустики от постоянки+задержка при вкл питания.

    Продают в виде кита, собранной платы или даже собранного УНЧ. В эту версию тоже пихают перемаркированные KEC дорогие сакены:

    Если бы не моя ситуация с готовым корпусом и трансформатором, то скорее всего купил бы готовый УНЧ и доводил его до ума. Как это можно сделать — см ниже. Во время работы над этим проектом не знал о существовании MX100. Продают трансформаторы питания, клеймы для подключения, радиаторы под транзисторы, корпуса и проч. для этого УНЧ
    Комплектация
    Пришла посылка с небольшим пакетиком, двумя платами и деталями:

    К качеству односторонней печатной платы претензий нет. Все сделано отлично. Легко паяется. Все подписано.

    Выходные транзисторы южнокорейские KEC. Производятся по лицензии Тошибы. Стоят копейки. Соответственно, никто их не подделывает. Выводы не магнитятся.

    Другие радиодетали, если кому-то интересно

    На международном форуме народ отмечал хорошее качество радиодеталей за такую небольшую цену. Электролиты «Рубикон», филиппинские обычные конденсаторы и прочее. Как проверишь правда это или нет? Поверим международному сообществу радиолюбителей. Лишних деталей нет (подкладки под транзисторы не считаем). Положили все, что на плате указано.

    Сборка

    Собирается все это хозяйство не спеша за четыре-пять часов.

    Трансформатору на 200-250 Ватт с двумя вторичными обмотками на 18 В переменки (у меня, правда, трансформатор с 4-мя вторичными обмотками на 18В — поэтому и два диодных моста). Блок питания — диодный мост и два электролита 4700 мкФ на 50 В на каждую из шин. Питание у УНЧ двухполярное. 26 Вольт на каждую шину после выпрямителя.

    На стенде:

    Транзисторы выходные через подкладки на радиатор устанавливаются, чтобы не было прямого контакта металлической пластины и радиатора. Правильно собранный усилитель в настройке не нуждается и начинает работать сразу при подключении нагрузки и подаче сигнала. Но сразу включать страшно. Поэтому стандартная процедура проверки. Вместо нагрузки на выход мощный резистор на 8 Ом, вход закоротить. Первое включение через лампочку. Если лампочка вспыхнула и тут же погасла, ничего не задымилось и не взорвалось — то все ок. Иначе беда — проверяйте монтаж, сопли, транзисторы. Дальше проверяем питание на плате УНЧ и постоянное напряжение между выходом УНЧ и землей. Должно быть до 30 мВ. У меня в первом варианте было вообще все шикарно на обеих каналах:

    Отключаем закороченный на землю вход и лампочку. Если вы все еще боитесь подключать динамики и подавать сигнал, тогда воспользуемся звуковым генератором и осциллографом. И подадим на вход тестовый сигнал — синус 1 кГц:

    Должен быть ровный неискаженный синус. Получаем на нагрузку 8 Ом мощность максимальную Pмах=80 Ватт Pсреднеквадратич=58 Ватт. При питании 26 В на одной шине. Дальше наступает клипинг. На вход подавался сигнал Vpp=1.6 В. При меньших мощностях с синусом тоже все ок на разных частотах.

    Почему указываю Vpp (напряжение между макс и мин значением сигнала) на входе УНЧ

    Потому что такой сигнал показывает мой генератор на своем экране и так мне удобно отлаживать, когда я смотрю на его экран

    Подадим прямоугольник:

    Тут тоже все шикарно.

    Вот теперь подключаем (лучше через схему защиты от постоянки на выходе) динамик и можно слушать музыку.

    Все эти работы по сборке УНЧ и тестированию можно выполнить за выходной день — часов за 6 свободного времени. Отладки УНЧ почти никакой нет. Все сразу работает. Все — готово? НЕТ. Начинается самое не интересное — доводка до готовой конструкции. Эта доводка занимает примерно 90% процентов усилий и времени, чем сборка схемы.

    Первым делом выберем корпус для УНЧ. Все остальное диктуется корпусом. Самоделку начинают с корпуса, а потом все остальное — платы, БП и проч.

    Корпус

    Корпус был у меня такой:

    Ищется на ebay «Full Aluminum amplifier chassis amp Enclosure DAC Box 260*270*90mm L163-67» Стоил с доставкой около 4800 руб (75$).2. Толщина подложки 6 мм.

    Минусы корпуса: 1. Хилая кнопка питания SW-3. При неосторожной сборке может сломаться. Лучше купить на али ЗИП — «AC 250V 2A/8A Latching SPST Push Button Power 2Pin Switch SW-3 Switches» 2. Селектор каналов не запоминает включенный вход при выключении питания. Всегда включается центральный вход. 3. Так как блок реле напаивается прямо на разъемы, то получается сложно разбираемая схема. 4. Нет вентиляционных отверстий снизу корпуса. Только сверху. 5. Для того, чтобы все части корпуса были соединены вместе, нужно зачистить краску — иначе части корпуса не прозваниваются и не образуют экран. 6. Когда собрал окончательно УНЧ обнаружил, что если на вход не подключен источник сигнала или не стоит заглушка на землю в разъеме, то при переключении на этот вход на максимальной громкости очень тихо слышен сигнал с другого входа (разумеется если там он есть). Грешу на разводку земли на входных RCA разъемах — я их спаял все вместе и подключил к плате селектора. Возможно, было лучше тянуть отдельные провода от каждого RCA разъема на регулятор громкости или на общую точку земель? Если кто-то знает причину — подскажите.

    Питание для УНЧ

    Силовой трансформатор

    Как известно, мощность и качество УНЧ определяется его питанием. Силовым трансформатором и блоком питания. Силовой трансформатор — общая мощность 200-250 VA (Ватт) для двух каналов (стерео). Первичная — 220 В. Две вторичные обмотки. Питание ведь двухполярное. Вторичная зависит от нагрузки. На международном форуме появляется разработчик это кита под ником LJM_LJM. Он советует следующие напряжения вторичных обмоток для акустики сопротивлением: 2 Ома — 12 В переменного напряжения — после выпрямителя около 17 В 4 Ома — 18 В переменного напряжения — после выпрямителя около 26 В 8 Ом — 25 В переменного напряжения — после выпрямителя около 35 В

    Естественно, акустику большего сопротивления можно подключать к УНЧ с меньшим питанием. Мощность уменьшится. Если подключит акустику 4 Ома к варианту питания 35В, то этот эксперимент приведет к выходу из строя выходных транзисторов KEC B817/D1047. Другие транзисторы нужно туда ставить. Поднимать питание выше 35В тоже не рекомендуют. Выход из строя транзисторов, ухудшение параметров, пересчет схемы, изменение схематехники… Народ с международного форума мучал схему в симуляторе и признали, что детали из набора — оптимальная схема. По параметрам, схемотехнике, деталям, цене. LJM_LJM написал, что если большая мощность нужна — купите другой кит.

    Я решил остановиться на трансформаторе 250 Ватт с питанием вторички 18 В. Получаем УНЧ на 4 Ома (макс 100 Ватт) либо 8 Ом (макс 60 Ватт). В ЧиД был такой троидальный транс «Торэл ТТП250 (2х2х18В, 3.5A), Трансформатор тороидальный, 2х2х18В, 3.5A» — купил его за 2300 р. Четыре вторичные обмотки позволят либо сделать «двойное моно» либо использовать на каждое плечо две обмотки, использовав двухполупериодный выпрямитель. В ходе экспериментов сделал две схемы, но в итоге остановился на варианте «двойное моно» — отдельный БП на канал.

    Между трансформатором и корпусом — изолирующая прокладка из силикона. Так как сверху трансформатора у меня расположен блок питания, то сверху тоже заизолировал такой же прокладкой.

    У трансформатора от Торэл по окончанию сборки выяснилась такая особенность — он немного гудит, если включается в розетку в одной из комнат квартиры. Гудит слегка даже без нагрузки. С нагрузкой гудит так же. В закрытом корпусе почти не слышно. В той комнате, где отлаживался УНЧ, все было ок. Разные провода проводки от счетчика на входе в квартиру идут на разные комнаты. Грешу на качество проводки в квартире, электропитания в сети и качество трансформатора от Торел. На всякий случай, заказал еще один на замену. Как придет — попробую сначала протестировать. Если все ок будет, заменю. Первый раз с таким столкнулся.

    Блок питания

    Стандартный выпрямитель и конденсаторы фильтра.

    Диодные мосты собраны на диодах Шотки MBR20100CT. Установил их на радиаторы небольшие. Даже на полной нагрузке они не греются. Конденсаторы фильтра — Nichicon Elko Low ESR 35В 4700 мкФ. Обычные, не для аудио. Брал в Германии на ebay. По два на плечо. Всего 8 штук. Общая емкость — 37600 мкФ.

    Шунтирование SMD керамикой 0.1 мкФ. Запаяно прямо на выводы конденсаторов. Резисторы для разряда конденсаторов — 2 Ватта 4.7 кОм. Предохранители на 2А. Накосячил немного — диоды индикации питания на шинах надо было установить после предохранителей. Установил до. Переделывать не стал. Еще потом добавил по резистору 5 ваттному 0.68 Ома между конденсаторами фильтра для уменьшения пульсаций (CRC -фильтр) — но решил отказаться от них — закоротил. На уровень фона УНЧ они не влияли. Печатку сделал ЛУТ-ом:

    На питании 220 В стоит предохранитель на 2А. Софт-старт устанавливать не стал. Предохранитель не перегорает от заряда батареи конденсаторов при включении. Так же установил после включателя питания перед трансформаторами EMI фильтр на 10А — ищется на ebay по словам «250VAC 10A Power Line EMI Filter Three Lines Metal Housing EMI Filter CW1B-10A-L»

    Защита АС по постоянного напряжения и задержка при включении

    Применил такой кит с ebay — «UPC1237 Speaker Protection Board DIY KIT Used Japan OMRON Relay for Dual Channel» стоимостью около 10$

    Выбирал защиту исходя из габаритов. Сейчас думаю лучше было сделать две отдельные защиты самому для двойного моно. Защита оказалась не очень удобной — нет светодиода для индикации состояния срабатывания и светодиода индикации питания. Немного доработал, добавив функцию Mute (отключение звука временное) — подпаял тумблер (вывел его на переднюю панель) в разрыв дорожки от 7 выхода микросхемы UPC1237 или на первую ножку через тумблер питание подал от стаба на плате защиты — не помню сейчас уже как сделал.

    Питание защиты — отдельный трансформатор на 12В. Одна вторичная обмотка этого трансформатора на защиту АС, вторая на питание модуля коммутации входов.

    Защита срабатывает при появлении 2В постоянки на входе:

    Схемотехника УНЧ. UPGRATE

    Схематехнику УНЧ китайцы взяли из . Немного непринципиально ее изменили и применили недорогие детали, разработали печатную плату.

    Это усилитель мощности В-класса. Ток покоя устанавливается резистором R17.

    Напишу о возможных модернизациях. Идеи брал с международного форума и из статьей Jake Rothman «MX50 power amplifier kit — Part-1/Part-2» Everyday Practical Electronics 2020 год номер 5 и номер 6.

    Полезные модернизации

    1. Из китового набора заменить входной конденсатор на что-то более приличное емкостью от 1 до 4.7 мкФ. Место под большой конденсатор есть. Можно попробовать пленку типа Wima MKP, неполярные электролиты и прочее. Я пробовал разные варианты, которые у меня были. Больше всего звук понравился с неполярными электролитами Nichicon BP-S-GB 2,2uF 50V. Покупал в Швейцарии на Ebay.

    2. С2 установил пленку Wima 330 пФ. С рекомендованной емкостью 470 пФ мне показалось, что слишком много баса. 3. Установить на выход УНЧ цепь Буше — резистор и катушка индуктивности — эмалированный провод на каркасе, намотанна на резистора 2 Ватт 4.7 Ом. Выводы катушки запаять на выводы резистора и установить в разрыв выхода УНЧ.

    Нейтральные модернизации — которые пользу не принесли

    1. Менял остальные обычные конденсаторы на качественные — Wima. На звук и измерения изменений не заметил. Оставил те, что в составе кита шли. 2. Замена выходных транзисторов. Ставил оригинальные Sanken 2sa1186/2sc2837 и Тошибу 2Sa1943/2Sc5200 (подозрение на подделку качественную) — изменений в звуке не заметил. Оставил KEC B817/D1047 — смысл тратиться и искать оригиналы, если и со стоком хорошо работает. 3. Менял T9 на 2SC3071 по совету из статьи Everyday Practical Electronics. Изменений не заметил. Постоянка на выходе до 40 мВ выросла.

    Вредные модернизации

    1. В статье Everyday Practical Electronics предлагают напаивать на предохранители в БП резистор — чтобы он задымился, в случае если сгорит предохранитель

    Припаивать тяжело на предохранитель, и потом на каждый новый, если сгорит. Торчит он сверху. Не всегда удобно. Лучше светодиоды после предохранителей поставить. 2. В статье Everyday Practical Electronics предлагают установить защиту от короткого замыкания на выходе УНЧ:


    Реализовал эту защиту, как допплату, которая крепиться над выходными транзисторами на отверстия для крепления платы усилителя:

    Защита работает — пробовал накоротко замыкать выход. Отключалось. Убираем КЗ — все дальше играет, как ни в чем не бывало. Но от этой защиты резко увеличился уровень фона. Без защиты:

    С защитой:

    Фон слышно из-за колонок, даже на небольшой громкости в паузах музыки. Я поначалу думал, что это из-за БП, земли или разводки проводов. Нет — это была эта самая защита. Фон был независимо от расположения платы с усилителем. Решил по этой причине не устанавливать эту защиту. 3. Предусилитель. Вдруг вам понадобился предусилитель к этому УНЧ. Рекомендуют такой предусилитель — ищется на али по словам «Mini P7 preamp Board for MX50»:

    Я похожий собрал c :

    Резистором, который тут 22кОм, можно регулировать усиление этого преда. Я в 3 раза сделал. Какой резистор туда впаял — не помню. Планировал сначала встроить в УНЧ. Питал от первой версии БП (общее питание на два канала). На «семейной» фото первой версии усилителя БП (по центру) и пред (левый нижний угол):

    В той версии был один БП на два канала. Пред питался от основных шин через линейные стабилизаторы на 12В.2. Общий провод акустических систем подключен к платам усилителей, а не к модулю защиты АС. На защите АС общая земля на два канала — сигналы смешиваются и теряется стереоэффект. Поэтому подключил таким образом.

    Другие фото без верхней крышки

    Получился в корпусе вот такой усилитель:

    Другие фото

    Взвесим:

    По сравнению с Hi-Fi корпусом 430 мм:

    Измерения

    Измерим ток покоя. Сразу после включения. Резистор в разрыве цепи питания 0.5 Ом. Ток покоя по закону Ома = 40.8 мА:

    Через 20 мин. Ток покоя по закону Ома = 36.8 мА:

    В клипинг усилитель входит при входном сигнале 1.6 В (между макс и минимумом сигнала).

    Стандартные сигналы. Нагрузка — резистор 8 Ом. 1 кГц. Синус (на входе сигнал 1.5 В между макс и мин сигнала):

    Подсчитаем мощность. Pmax=54 Ватт. Pсреднеквадратич=27 Ватт.

    Прямоугольник:

    Треугольник:

    Искажений типа «ступенька» не наблюдается на разных мощностях и частотах.

    Замеры в программе RMAA делались на мощности Pmax=34,5 Ватт, Pсреднеквадратич=17,25 Ватт. При больших мощностях начинаются искажения на спектре. При меньшей — уменьшаются.

    Оценка звука

    Фона нет. Точнее на максимальной громкости при замкнутых входах на землю, фон около 100 Гц перестает быть слышным в 10 см от колонки. Помех от сотового телефона нет. Время «прогрева» УНЧ около 20-30 мин. На максимальной громкости через час мои радиаторы нагреваются градусов до 30 — можно руку держать на них. На маленькой обычной — холодные. Звук чистый. Бас, высокие — все есть в норме. Звук четкий и прозрачный. На основных моих полочных колонках Mission M51 играет нормально. На колонках AEG LB 4720 низкие жестко долбят, как молотком. В впрочем, такой же эффект есть и у других усилителей (кроме JLh2969). По сравнению с другими УНЧ играет (субъективно) лучше усилителей на микросхемах TDA2030/TDA2050/LM1875 ( ), LM3886(), TDA7294(). JLh2969 () играет приятнее и «детальнее», «теплее». Клон Naim NAP250 играет четче, более жестко и динамичней. Все оценки субъективные:-)

    Общая оценка

    На 5 характеристик хорошего «народного» УНЧ данная отлично схема подходит. Так ее и характеризуют, все кто повторял ее. Для озвучки комнаты мощности хватает. Так же на основе (из-за компактности плат, небольших радиаторов) ее собирают радиолюбители для встраивания внутрь акустики, многоканальные усилители или ресиверы. +137 +235

    Полный УНЧ 2 х 50 Ватт на LM3886 + NE4558.

    Как вы уже поняли из названия статьи, ниже рассмотрен проект полного стереофонического усилителя, реализованного на микросхеме LM3886. Узел предварительного усиления сигнала с регулировками громкости, высоких, средних и низких частот построен на двух операционных усилителях NE4558. Все регуляторы установлены непосредственно на плату усилителя. Также на плате расположен блок питания, включающий в себя диодную сборку и сглаживающие конденсаторы, поэтому на плату подводится переменное напряжение с трансформатора через блок предохранителей. Мощность каждого канала составляет 50 Ватт на нагрузку сопротивлением 8 Ом. Коэффициент гармоник – 0,03%.

    Вообще на различных радиолюбительских форумах встречается множество информации по поводу интегральных усилителей мощности звукового сигнала, в основном идет сравнение таких МС как TDA7293/94 и LM3886. Многие отдают предпочтение последней. Ну, в общем, дело вкуса и того что есть в наличии под руками, а мы сразу перейдем к принципиальной схеме проекта на TDA3886:

    В принципе, по схеме должно быть все понятно, на входе между двумя половинками микросхем NE4558 стоят регуляторы тембра, через спаренный регулятор громкости сигнал поступает на входы каналов усилителей мощности, ниже которых показана схема защиты аккустики от постоянного напряжения на выходе усилителя, исполнительным элементом которой является реле. Левее показаны схемы блока питания оконечного каскада и ниже двуполярный блок питания для микросхем NE4558, собранный на интегральных стабилизаторах 78L12 и 79L12.

    Резисторы, обозначенные на схеме “RES” в блоке питания – 2Вт 300 Ом.

    Разъем J5 (Term-A) на плате усилителя предназначен для подключения термодатчика на температуру 70°С (если вы будете его использовать). Если не будете – поставьте перемычку.

    Выходные катушки мотаются прямо на резисторы номиналом 10 Ом (мощность 1 Ватт), 10…12 витков проводом 1,2 мм.

    В нашем распоряжении была вот такая картинка печатной платы усилителя (для увеличения картинок кликайте на их изображении):

    В результате преобразования в формат LAY6 получилось следующее:

    И фото-вид платы LAY6 формата:

    Интегральные стабилизаторы блока питания микросхем темброблока установлены на алюминиевую пластину через изоляцию, пасту и втулки. Диодная сборка, обе микросхемы усилителя мощности и стабилизатор напряжения от которого запитан узел защиты установлены на один основной радиатор также через изоляцию. Реле с обмоткой на 12 Вольт и двумя группами переключающихся контактов.

    Перед платой усилителя по питанию подключен блок предохранителей. Печатная плата этого блока показана на следующем изображении:

    На ней расположены четыре фильтрующих конденсатора емкостью 2х100n и 2х220n, и пара предохранителей на ток 6А. 50 Ватт на выходе на нагрузке 8 Ом будет при напряжении питания ±35 Вольт. Соответственно трансформатор нужен с двумя обмотками вторички по 25 Вольт переменки. Для нагрузки 4 Ома выбирайте или мотайте трансформатор со вторичкой 2 х 20 В переменки. Диодная сборка в блоке питания минимум на 6 Ампер, лучше на 10.

    Скачать схему усилителя, печатные платы, и исходники можно одним файлом с нашего сайта. Размер архива – 1,85 Mb.

  • \главная\р.л. конструкции\усилители мощности\…

    Простой усилитель для наушников — AudioKiller’s site

    Этот усилитель можно использовать как отдельное устройство, так и встраивать его в различную аппаратуру — усилители, ЦАПы, и т.п.

    Это простая, но очень неплохая схема. Я задумал еще четыре схемы, причем очень высокого качества, и таких, которые можно (и нужно) изготовить в виде отдельного блока в отдельном корпусе. И которые не уступят хорошим дорогим моделям (а то и превзойдут, т.к. планируются использовать не выдумки, а хорошие технические решения). Схемы разные и интересные и находятся в состоянии проработки. Вот первая из них. Как только они будут готовы, я их опубликую в журнале «Радио» а потом на сайте

    В «школьных» учебниках термину «усилитель» дают такое определение: усилитель – устройство, у которого мощность на выходе больше, чем мощность на входе. То есть, усилитель обязательно усиливает либо напряжение, либо ток, либо и то, и другое одновременно. Однако это не всегда так. По-другому можно сказать, что усилитель – это устройство, обеспечивающее в нагрузке требуемые параметры сигнала (напряжение, ток, мощность, АЧХ, и т.п.) при заданных параметрах источника сигнала. Это более точное определение и оно очень хорошо подходит к усилителям наушников, потому что обычно от них не требуют усиливать ни напряжение, ни ток, ни мощность. Наоборот, иногда это все нужно уменьшать. Например, для большинства наушников рабочее напряжение меньше одного вольта амплитуды, а на выходе стационарного СД-плеера или «нормальной» звуковой карты оно достигает трех вольт. И выходного тока этих устройств обычно вполне достаточно для работы наушников. Поэтому, если просто подключить наушники к выходу звуковой карты или СД-плеера, то они, скорее всего, играть будут. И скорее всего слишком громко. В звуковой карте можно отрегулировать громкость программно и слушать. Другое дело, что выходы этих устройств не рассчитаны на подключение такой низкоомной нагрузки. Например, там могут стоять выходные конденсаторы маленькой емкости – для высокоомной нагрузки, каковой является усилитель, это в самый раз. А подключив наушники, получим спад АЧХ на частоте 300…500 Гц. Да и блок питания электроники источника сигнала может быть не рассчитан на дополнительный ток миллиампер в 30…50, уходящий в наушники.

    Хотя, если честно, то усилитель наушников (да и любой другой) все-таки усиливает мощность: ведь у него высокое входное сопротивление, и мощность, потребляемая от источника сигнала, очень маленькая. Намного меньше, чем выходная мощность на наушники.

    Поэтому основные задачи, решаемые усилителем наушников, таковы:

    1. Иметь высокое входное сопротивление, которое «ожидает увидеть» на своем выходе источник сигнала.
    2. Иметь регулятор громкости.
    3. Иметь низкое выходное сопротивление и возможность легко выдать на выход ток примерно до 20…50 мА на канал.
    4. Иметь на выходе нулевой потенциал по постоянному току, причем без выходных разделительных конденсаторов.

    Все эти задачи легко решает практически любой современный операционный усилитель (ОУ). Так что самый простой и достаточно хороший усилитель для наушников может быть собран всего на одном ОУ. И качество звучания он дает такое, что многие переход на лучший усилитель на самом деле не заметят.

    Важное замечание. Этот усилитель для наушников не предназначен для внесения каких-нибудь «красиво звучащих» искажений, он не изменяет усиливаемый сигнал и поэтому «не звучит красиво». Он звучит максимально правильно, чтобы сигнал в ваших наушниках был максимально похож на то, что слышал бы (в наушниках) звукорежиссер, слушая подготовленную к тиражированию фонограмму. Если хотите «приукрашенного» звука – делайте усилитель на одном транзисторе, в инете таких схем много. По этой же причине в данный усилитель не нужно ставить офигенно дорогих аудиофильских деталей – он прекрасно работает с нормальными качественными. Перебирая проводочки и конденсаторы, можно конечно изменить его звучание, но на самом деле это будет всего лишь самовнушение.

    Итак, усилитель для наушников на одном ОУ. Поскольку напряжение источника сигнала усиливать не нужно, то ОУ включается повторителем напряжения. При этом глубина его ООС максимальна, а искажения – минимальны. Уменьшить уровень сигнала (что практически всегда требуется) можно регулятором громкости.

    Схема усилителя для наушников.

    Переменный резистор Р1-Р2 – регулятор громкости. В скобках даны пределы его сопротивлений, при которых все тоже работает, но лучше выбирать те значения, что без скобок. По-хорошему, он должен иметь логарифмическую зависимость сопротивления от угла поворота, но для наушников, громкость которых обычно не регулируют в широких пределах, а настраивают один раз, вполне подойдет линейный регулятор. Конденсаторы С1 и С2 отсекают постоянное напряжение во входном сигнале и одновременно являются фильтром инфранизких частот. С такой емкостью нижняя рабочая частота усилителя примерно равна 10 Гц. Снижать ее не стОит, а вот повысить (уменьшив емкость конденсаторов) в принципе можно, особенно если вы берете входной сигнал с проигрывателя виниловых грампластинок – в них из-за коробления пластинки и эксцентриситета могут возникать мощные колебания с частотой примерно 0,5…3 Гц. Чтобы их лучше подавить, частоту входного фильтра усилителя можно выбрать примерно 25 Гц, тем более, что более низкие частоты на винил практически не пишут.

    Выходные резисторы R5,R6 помогают ОУ защищаться от КЗ при включении-выключении наушников. Кроме того, они немного повышают выходное сопротивление усилителя. Некоторые наушники при повышении (в разумных пределах) выходного сопротивления усилителя немного лучше звучат. Так что с этими резисторами можно немного поэкспериментировать, подбирая их под себя. Только не забывайте, что R5=R6.

    Резисторы R0R и R0L нужны в том редчайшем случае, если при полной громкости ее все равно не хватает, и наушники звучат тихо. Установка этих резисторов увеличивает коэффициент усиления в два раза. Для того, чтобы минимизировать постоянную составляющую на выходе, хорошо бы при этом сделать R1 = R2 = 24кОм.

    Ну и самое «вкусное» — напоследок. Микросхемы. На самом деле, подойдут любые «обычные» ОУ с выходным током, достаточным для ваших наушников. Список тех, что я проверял экспериментально – на схеме. ОУ других типов применять в принципе можно, но неизвестно, насколько хорошо они подойдут по выходному току. По идее, неплохо подойдут и TL072. «Сверхбыстрые», или какие-нибудь Rail-to-rail ставить не рекомендую: огромная скорость на самом деле не нужна, а в режиме повторителя они могут возбуждаться. Или ловить ВЧ помехи. Иногда приходится слышать: а давайте установим «супермикросхему», типа она будет очень хорошо работать в облегченном режиме. Это все равно, что на Жигули установить двигатель от Боинга, чтобы он работал в облегченном режиме. Насчет того, какая микросхема лучше по звучанию: практически никакая. В «зрячем» прослушивании мы хорошо замечаем разницу, потому что видим микросхему. Я проводил слепой тест сравнения такого усилителя между микросхемами JRC4556, имеющую большой выходной ток и высоколинейный выходной каскад (Линейность ОУ при больших выходных токах), и JRC4558 у которой выходной каскад весьма слаботочный. Наушники Sennheiser HD-598 сопротивлением 50 Ом (т.е. достаточно низкоомные, чтобы потреблять сравнительно большой ток), и тест показал, что эти две сильно разные микросхемы (микросхему 4558 я даже вообще не рекомендую) различаются слабо: различие есть, но оно статистически малозначимо (хотя и прослушиваний было мало – я пока только отлаживаю все это дело). Так что если такие сильно разные микросхемы (а одна из них практически не пригодна для питания наушников) различаются несильно, то хорошие микросхемы между собой будут неразличимы (это если вы микросхему в возбуждение не загоните).

    Питание усилителя может быть стабилизированным и не стабилизированным. Стабилизированное немного лучше. Напряжение от 12 до 15 вольт на плечо. Если напряжения плеч одинаковые – это очень хорошо, но не обязательно, лишь бы не сильно различались. Для стабилизатора обеспечить одинаковость напряжений легко, а вот в случае нестабилизированного питания и разбаланса напряжений обмоток силового трансформатора, можно словить и разные напряжения. Чтобы этого не случилось, следует использовать «стандартную» схему двухполярного двухполупериодного выпрямления с одним диодным мостом, в ней каждая из полуобмоток трансформатора работает поочередно на оба плеча выпрямленного напряжения. Что-то типа вот этого (это очень варьируемая схема):

    Ток, потребляемый усилителем от источника питания порядка 50…100 мА.

    Как лучше делать блок питания – отдельным, или на плате усилителя? Если на плате, то надо помнить, что через конденсаторы фильтров проходят импульсы зарядного тока в несколько ампер. И это все рядом с сигналом. Если отдельно – то начинает сказываться сопротивление и индуктивность кабеля. Хотя, во втором случае конденсаторы в цепи питания на самой плате помогают избавиться не только от влияния кабеля, но и вообще отстроиться от неидеальности отдельного блока питания.

    Напряжение питания 12 вольт предпочтительнее, т.к. до ограничения далеко, а микросхема меньше греется, что при низкоомной нагрузке заметно. Если есть в наличии конденсаторы с низким ESR, то их лучше устанавливать на самой плате (а не в отдельном блоке питания). Если нет – не страшно. Не нужно гнаться за суперконденсаторами, типа Rubycon, Elna, Nichicon (хотя, если они есть — ставьте, они очень хорошие). Вполне подойдут «обычные» конденсаторы Jamicon, CapXon, Samwha, ELNA, Panasonic, Epcos. Лишь бы не какие-нибудь «Суньвынь». С отечественными надо быть осторожными – есть с хорошими параметрами, но большими габаритами; есть с маленькими габаритами и плохими параметрами; есть с большими габаритами и плохими параметрами. И вроде как появились маленькие и хорошие. Не измерив, не скажу. Емкость С4, С5 можно увеличить, но без маньячества: огромные конденсаторы вызовут появление индуктивности у длинных проводов и дорожек платы. Если питание стабилизированное, С3…С5 можно использовать керамические.

    В принципе, как сделать источник питания можно почитать здесь: Маломощный блок питания. Причем там на рисунке 5 приведена схема с резисторами в первичной обмотке. Их сопротивления можно увеличить в 2…3 раза (для трансформатора с габаритной мощностью не более 20 ВА), что уменьшит бросок тока при включении и слегка снизит индукцию в трансформаторе, а значит и излучаемые им помехи. Только нужно проконтролировать температуру резисторов (перед этим НАДО ВЫКЛЮЧИТЬ блок питания из сети!!!) – если греются, увеличить их мощность или снизить сопротивление. И напряжение на выходе выпрямителя из-за влияния резисторов может немного упасть, хотя это не страшно — на усилитель можно подавать и более низкое напряжение, но все же меньше 9 вольт на плечо не следует. И микросхемы стабилизатора использовать без индекса L, в корпусе ТО220 (большом), как рисунке 10 слева — они легко обеспечат нужный ток и не будут сильно греться.

    Дополнение.

    Был задан вопрос: действительно ли один обычный операционный усилитель потянет наушники? Ведь есть схемы, где ОУ умощняется дополнительными транзисторами. Причем в старой советской аппаратуре только такие схемы и использовались.

    Действительно, старые ОУ (в том числе и советские) имели сравнительно небольшой выходной ток и сильно нелинейный выходной каскад, поэтому их приходилось умощнять. Выходной ток современных ОУ в 3…6 раз больше, а собственные искажения выходного каскада при этом могут быть даже меньше! Посмотрите графики Кг и особенно нормированного к номеру гармоники Кг’, показывающего преобладание «плохо звучащих» высших гармоник. Так что современные качественные ОУ, особенно такие, у которых выходной каскад может выдать сравнительно большой ток при низких искажениях, звучат очень хорошо, и именно их я и рекомендовал для этого усилителя. Скорее всего, что очень многие люди не заметят разницы между «голым» (но хорошим) ОУ и более «крутой» схемой с умощненным операционником. Если же в схеме используются старые «советские» детали (ОУ и транзисторы), то она может иметь даже худшие параметры из-за плохих свойств устаревших компонентов. Я уже писал выше, что при работе на сравнительно низкоомные наушники сопротивлением 50 Ом (причем наушники не дешевые, так что их собственное качество звучания высокое) даже применение сравнительно слабой и «не очень» современной микросхемы (такой, которую я не рекомендую по причине ее небольшого выходного тока и высоких искажений) «не бросается в глаза» – снижение качества звучания не очень заметно, но все же оно есть. А с хорошей микросхемой – так и еще намного лучше!

    Схема на одном ОУ применяется, например, для питания наушников в серьезной музыкальной звуковой карте EMU-0404. Такой же выход я использую в своем мультимедийном усилителе Обзор и доработка Top device TD 180/2.0 (только я забыл там на рисунке изменить название ОУ — у меня на наушники реально работает ОРА2134). И звучит вполне хорошо (от звуковой карты ESI [email protected]).

    На самом деле я планирую собрать и более «навороченные» схемы усилителей для наушников (потому что они способны дать максимальное качество звука), причем уже вчерновую проработал три интересные схемы умощнения ОУ, но пока что нет времени на это. Когда соберу, то обязательно сравню их со схемой на одном ОУ в слепом тесте (только такой тест дает реальное сравнение именно звука, а не моих визуальных предпочтений или сиюминутных настроений). Вот тогда и посмотрим – есть ли разница и велика ли она…

    31.08.2013 — 11.09.2013

    Total Page Visits: 1147 — Today Page Visits: 2

    Мощный усилитель звука своими руками на транзисторах. Описание работы усилителя мощности звука на транзисторах MOSFET. Источник питания для умзч

    Простейший усилитель на транзисторах может быть хорошим пособием для изучения свойств приборов. Схемы и конструкции достаточно простые, можно самостоятельно изготовить устройство и проверить его работу, произвести замеры всех параметров. Благодаря современным полевым транзисторам можно изготовить буквально из трех элементов миниатюрный микрофонный усилитель. И подключить его к персональному компьютеру для улучшения параметров звукозаписи. Да и собеседники при разговорах будут намного лучше и четче слышать вашу речь.

    Частотные характеристики

    Усилители низкой (звуковой) частоты имеются практически во всех бытовых приборах — музыкальных центрах, телевизорах, радиоприемниках, магнитолах и даже в персональных компьютерах. Но существуют еще усилители ВЧ на транзисторах, лампах и микросхемах. Отличие их в том, что УНЧ позволяет усилить сигнал только звуковой частоты, которая воспринимается человеческим ухом. Усилители звука на транзисторах позволяют воспроизводить сигналы с частотами в диапазоне от 20 Гц до 20000 Гц.

    Следовательно, даже простейшее устройство способно усилить сигнал в этом диапазоне. Причем делает оно это максимально равномерно. Коэффициент усиления зависит прямо от частоты входного сигнала. График зависимости этих величин — практически прямая линия. Если же на вход усилителя подать сигнал с частотой вне диапазона, качество работы и эффективность устройства быстро уменьшатся. Каскады УНЧ собираются, как правило, на транзисторах, работающих в низко- и среднечастотном диапазонах.

    Классы работы звуковых усилителей

    Все усилительные устройства разделяются на несколько классов, в зависимости от того, какая степень протекания в течение периода работы тока через каскад:

    1. Класс «А» — ток протекает безостановочно в течение всего периода работы усилительного каскада.
    2. В классе работы «В» протекает ток в течение половины периода.
    3. Класс «АВ» говорит о том, что ток протекает через усилительный каскад в течение времени, равного 50-100 % от периода.
    4. В режиме «С» электрический ток протекает менее чем половину периода времени работы.
    5. Режим «D» УНЧ применяется в радиолюбительской практике совсем недавно — чуть больше 50 лет. В большинстве случаев эти устройства реализуются на основе цифровых элементов и имеют очень высокий КПД — свыше 90 %.

    Наличие искажений в различных классах НЧ-усилителей

    Рабочая область транзисторного усилителя класса «А» характеризуется достаточно небольшими нелинейными искажениями. Если входящий сигнал выбрасывает импульсы с более высоким напряжением, это приводит к тому, что транзисторы насыщаются. В выходном сигнале возле каждой гармоники начинают появляться более высокие (до 10 или 11). Из-за этого появляется металлический звук, характерный только для транзисторных усилителей.

    При нестабильном питании выходной сигнал будет по амплитуде моделироваться возле частоты сети. Звук станет в левой части частотной характеристики более жестким. Но чем лучше стабилизация питания усилителя, тем сложнее становится конструкция всего устройства. УНЧ, работающие в классе «А», имеют относительно небольшой КПД — менее 20 %. Причина заключается в том, что транзистор постоянно открыт и ток через него протекает постоянно.

    Для повышения (правда, незначительного) КПД можно воспользоваться двухтактными схемами. Один недостаток — полуволны у выходного сигнала становятся несимметричными. Если же перевести из класса «А» в «АВ», увеличатся нелинейные искажения в 3-4 раза. Но коэффициент полезного действия всей схемы устройства все же увеличится. УНЧ классов «АВ» и «В» характеризует нарастание искажений при уменьшении уровня сигнала на входе. Но даже если прибавить громкость, это не поможет полностью избавиться от недостатков.

    Работа в промежуточных классах

    У каждого класса имеется несколько разновидностей. Например, существует класс работы усилителей «А+». В нем транзисторы на входе (низковольтные) работают в режиме «А». Но высоковольтные, устанавливаемые в выходных каскадах, работают либо в «В», либо в «АВ». Такие усилители намного экономичнее, нежели работающие в классе «А». Заметно меньшее число нелинейных искажений — не выше 0,003 %. Можно добиться и более высоких результатов, используя биполярные транзисторы. Принцип работы усилителей на этих элементах будет рассмотрен ниже.

    Но все равно имеется большое количество высших гармоник в выходном сигнале, отчего звук становится характерным металлическим. Существуют еще схемы усилителей, работающие в классе «АА». В них нелинейные искажения еще меньше — до 0,0005 %. Но главный недостаток транзисторных усилителей все равно имеется — характерный металлический звук.

    «Альтернативные» конструкции

    Нельзя сказать, что они альтернативные, просто некоторые специалисты, занимающиеся проектировкой и сборкой усилителей для качественного воспроизведения звука, все чаще отдают предпочтение ламповым конструкциям. У ламповых усилителей такие преимущества:

    1. Очень низкое значение уровня нелинейных искажений в выходном сигнале.
    2. Высших гармоник меньше, чем в транзисторных конструкциях.

    Но есть один огромный минус, который перевешивает все достоинства, — обязательно нужно ставить устройство для согласования. Дело в том, что у лампового каскада очень большое сопротивление — несколько тысяч Ом. Но сопротивление обмотки динамиков — 8 или 4 Ома. Чтобы их согласовать, нужно устанавливать трансформатор.

    Конечно, это не очень большой недостаток — существуют и транзисторные устройства, в которых используются трансформаторы для согласования выходного каскада и акустической системы. Некоторые специалисты утверждают, что наиболее эффективной схемой оказывается гибридная — в которой применяются однотактные усилители, не охваченные отрицательной обратной связью. Причем все эти каскады функционируют в режиме УНЧ класса «А». Другими словами, применяется в качестве повторителя усилитель мощности на транзисторе.

    Причем КПД у таких устройств достаточно высокий — порядка 50 %. Но не стоит ориентироваться только на показатели КПД и мощности — они не говорят о высоком качестве воспроизведения звука усилителем. Намного большее значение имеют линейность характеристик и их качество. Поэтому нужно обращать внимание в первую очередь на них, а не на мощность.

    Схема однотактного УНЧ на транзисторе

    Самый простой усилитель, построенный по схеме с общим эмиттером, работает в классе «А». В схеме используется полупроводниковый элемент со структурой n-p-n. В коллекторной цепи установлено сопротивление R3, ограничивающее протекающий ток. Коллекторная цепь соединяется с положительным проводом питания, а эмиттерная — с отрицательным. В случае использования полупроводниковых транзисторов со структурой p-n-p схема будет точно такой же, вот только потребуется поменять полярность.

    С помощью разделительного конденсатора С1 удается отделить переменный входной сигнал от источника постоянного тока. При этом конденсатор не является преградой для протекания переменного тока по пути база-эмиттер. Внутреннее сопротивление перехода эмиттер-база вместе с резисторами R1 и R2 представляют собой простейший делитель напряжения питания. Обычно резистор R2 имеет сопротивление 1-1,5 кОм — наиболее типичные значения для таких схем. При этом напряжение питания делится ровно пополам. И если запитать схему напряжением 20 Вольт, то можно увидеть, что значение коэффициента усиления по току h31 составит 150. Нужно отметить, что усилители КВ на транзисторах выполняются по аналогичным схемам, только работают немного иначе.

    При этом напряжение эмиттера равно 9 В и падение на участке цепи «Э-Б» 0,7 В (что характерно для транзисторов на кристаллах кремния). Если рассмотреть усилитель на германиевых транзисторах, то в этом случае падение напряжения на участке «Э-Б» будет равно 0,3 В. Ток в цепи коллектора будет равен тому, который протекает в эмиттере. Вычислить можно, разделив напряжение эмиттера на сопротивление R2 — 9В/1 кОм=9 мА. Для вычисления значения тока базы необходимо 9 мА разделить на коэффициент усиления h31 — 9мА/150=60 мкА. В конструкциях УНЧ обычно используются биполярные транзисторы. Принцип работы у него отличается от полевых.

    На резисторе R1 теперь можно вычислить значение падения — это разница между напряжениями базы и питания. При этом напряжение базы можно узнать по формуле — сумма характеристик эмиттера и перехода «Э-Б». При питании от источника 20 Вольт: 20 — 9,7 = 10,3. Отсюда можно вычислить и значение сопротивления R1=10,3В/60 мкА=172 кОм. В схеме присутствует емкость С2, необходимая для реализации цепи, по которой сможет проходить переменная составляющая эмиттерного тока.

    Если не устанавливать конденсатор С2, переменная составляющая будет очень сильно ограничиваться. Из-за этого такой усилитель звука на транзисторах будет обладать очень низким коэффициентом усиления по току h31. Нужно обратить внимание на то, что в вышеизложенных расчетах принимались равными токи базы и коллектора. Причем за ток базы брался тот, который втекает в цепь от эмиттера. Возникает он только при условии подачи на вывод базы транзистора напряжения смещения.

    Но нужно учитывать, что по цепи базы абсолютно всегда, независимо от наличия смещения, обязательно протекает ток утечки коллектора. В схемах с общим эмиттером ток утечки усиливается не менее чем в 150 раз. Но обычно это значение учитывается только при расчете усилителей на германиевых транзисторах. В случае использования кремниевых, у которых ток цепи «К-Б» очень мал, этим значением просто пренебрегают.

    Усилители на МДП-транзисторах

    Усилитель на полевых транзисторах, представленный на схеме, имеет множество аналогов. В том числе и с использованием биполярных транзисторов. Поэтому можно рассмотреть в качестве аналогичного примера конструкцию усилителя звука, собранную по схеме с общим эмиттером. На фото представлена схема, выполненная по схеме с общим истоком. На входных и выходных цепях собраны R-C-связи, чтобы устройство работало в режиме усилителя класса «А».

    Переменный ток от источника сигнала отделяется от постоянного напряжения питания конденсатором С1. Обязательно усилитель на полевых транзисторах должен обладать потенциалом затвора, который будет ниже аналогичной характеристики истока. На представленной схеме затвор соединен с общим проводом посредством резистора R1. Его сопротивление очень большое — обычно применяют в конструкциях резисторы 100-1000 кОм. Такое большое сопротивление выбирается для того, чтобы не шунтировался сигнал на входе.

    Это сопротивление почти не пропускает электрический ток, вследствие чего у затвора потенциал (в случае отсутствия сигнала на входе) такой же, как у земли. На истоке же потенциал оказывается выше, чем у земли, только благодаря падению напряжения на сопротивлении R2. Отсюда ясно, что у затвора потенциал ниже, чем у истока. А именно это и требуется для нормального функционирования транзистора. Нужно обратить внимание на то, что С2 и R3 в этой схеме усилителя имеют такое же предназначение, как и в рассмотренной выше конструкции. А входной сигнал сдвинут относительно выходного на 180 градусов.

    УНЧ с трансформатором на выходе

    Можно изготовить такой усилитель своими руками для домашнего использования. Выполняется он по схеме, работающей в классе «А». Конструкция такая же, как и рассмотренные выше, — с общим эмиттером. Одна особенность — необходимо использовать трансформатор для согласования. Это является недостатком подобного усилителя звука на транзисторах.

    Коллекторная цепь транзистора нагружается первичной обмоткой, которая развивает выходной сигнал, передаваемый через вторичную на динамики. На резисторах R1 и R3 собран делитель напряжения, который позволяет выбрать рабочую точку транзистора. С помощью этой цепочки обеспечивается подача напряжения смещения в базу. Все остальные компоненты имеют такое же назначение, как и у рассмотренных выше схем.

    Двухтактный усилитель звука

    Нельзя сказать, что это простой усилитель на транзисторах, так как его работа немного сложнее, чем у рассмотренных ранее. В двухтактных УНЧ входной сигнал расщепляется на две полуволны, различные по фазе. И каждая из этих полуволн усиливается своим каскадом, выполненном на транзисторе. После того, как произошло усиление каждой полуволны, оба сигнала соединяются и поступают на динамики. Такие сложные преобразования способны вызвать искажения сигнала, так как динамические и частотные свойства двух, даже одинаковых по типу, транзисторов будут отличны.

    В результате на выходе усилителя существенно снижается качество звучания. При работе двухтактного усилителя в классе «А» не получается качественно воспроизвести сложный сигнал. Причина — повышенный ток протекает по плечам усилителя постоянно, полуволны несимметричные, возникают фазовые искажения. Звук становится менее разборчивым, а при нагреве искажения сигнала еще больше усиливаются, особенно на низких и сверхнизких частотах.

    Бестрансформаторные УНЧ

    Усилитель НЧ на транзисторе, выполненный с использованием трансформатора, невзирая на то, что конструкция может иметь малые габариты, все равно несовершенен. Трансформаторы все равно тяжелые и громоздкие, поэтому лучше от них избавиться. Намного эффективнее оказывается схема, выполненная на комплементарных полупроводниковых элементах с различными типами проводимости. Большая часть современных УНЧ выполняется именно по таким схемам и работают в классе «В».

    Два мощных транзистора, используемых в конструкции, работают по схеме эмиттерного повторителя (общий коллектор). При этом напряжение входа передается на выход без потерь и усиления. Если на входе нет сигнала, то транзисторы на грани включения, но все равно еще отключены. При подаче гармонического сигнала на вход происходит открывание положительной полуволной первого транзистора, а второй в это время находится в режиме отсечки.

    Следовательно, через нагрузку способны пройти только положительные полуволны. Но отрицательные открывают второй транзистор и полностью запирают первый. При этом в нагрузке оказываются только отрицательные полуволны. В результате усиленный по мощности сигнал оказывается на выходе устройства. Подобная схема усилителя на транзисторах достаточно эффективная и способна обеспечить стабильную работу, качественное воспроизведение звука.

    Схема УНЧ на одном транзисторе

    Изучив все вышеописанные особенности, можно собрать усилитель своими руками на простой элементной базе. Транзистор можно использовать отечественный КТ315 или любой его зарубежный аналог — например ВС107. В качестве нагрузки нужно использовать наушники, сопротивление которых 2000-3000 Ом. На базу транзистора необходимо подать напряжение смещения через резистор сопротивлением 1 Мом и конденсатор развязки 10 мкФ. Питание схемы можно осуществить от источника напряжением 4,5-9 Вольт, ток — 0,3-0,5 А.

    Если сопротивление R1 не подключить, то в базе и коллекторе не будет тока. Но при подключении напряжение достигает уровня в 0,7 В и позволяет протекать току около 4 мкА. При этом по току коэффициент усиления окажется около 250. Отсюда можно сделать простой расчет усилителя на транзисторах и узнать ток коллектора — он оказывается равен 1 мА. Собрав эту схему усилителя на транзисторе, можно провести ее проверку. К выходу подключите нагрузку — наушники.

    Коснитесь входа усилителя пальцем — должен появиться характерный шум. Если его нет, то, скорее всего, конструкция собрана неправильно. Перепроверьте все соединения и номиналы элементов. Чтобы нагляднее была демонстрация, подключите к входу УНЧ источник звука — выход от плеера или телефона. Прослушайте музыку и оцените качество звучания.

    Схема № 1

    Выбор класса усилителя . Сразу предупредим радиолюбителя — делать усилитель класса A на транзисторах мы не будем. Причина проста — как было сказано во введении, транзистор усиливает не только полезный сигнал, но и поданное на него смещение. Проще говоря, усиливает постоянный ток. Ток этот вместе с полезным сигналом потечет по акустической системе (АС), а динамики, к сожалению, умеют этот постоянный ток воспроизводить. Делают они это самым очевидным образом — вытолкнув или втянув диффузор из нормального положения в противоестественное.

    Попробуйте прижать пальцем диффузор динамика — и вы убедитесь, в какой кошмар превратится при этом издаваемый звук. Постоянный ток по своему действию с успехом заменяет ваши пальцы, поэтому динамической головке он абсолютно противопоказан. Отделить же постоянный ток от переменного сигнала можно только двумя средствами — трансформатором или конденсатором, — и оба варианта, что называется, один хуже другого.

    Принципиальная схема

    Схема первого усилителя, который мы соберем, приведена на рис. 11.18.

    Это усилитель с обратной связью, выходной каскад которого работает в режиме В. Единственное достоинство этой схемы — простота, а также однотипность выходных транзисторов (не требуется специальные комплементарные пары). Тем не менее, она достаточно широко применяется в усилителях небольшой мощности. Еще один плюс схемы — она не требует никакой настройки, и при исправных деталях заработает сразу, а нам это сейчас очень важно.

    Рассмотрим работу этой схемы. Усиливаемый сигнал подается на базу транзистора VT1. Усиленный этим транзистором сигнал с резистора R4 подается на базу составного транзистора VT2, VT4, а с него — на резистор R5.

    Транзистор VT3 включен в режиме эмиттерного повторителя. Он усиливает положительные полуволны сигнала на резисторе R5 и подает их через конденсатор C4 на АС.

    Отрицательные же полуволны усиливает составной транзистор VT2, VT4. При этом падение напряжения на диоде VD1 закрывает транзистор VT3. Сигнал с выхода усилителя подается на делитель цепи обратной связи R3, R6, а с него — на эмиттер входного транзистора VT1. Таким образом, транзистор VT1 у нас и играет роль устройства сравнения в цепи обратной связи.

    Постоянный ток он усиливает с коэффициентом усиления, равным единице (потому что сопротивление конденсатора C постоянному току теоретически бесконечно), а полезный сигнал — с коэффициентом, равным соотношению R6/R3.

    Как видим, величина емкостного сопротивления конденсатора в этой формуле не учитывается. Частота, начиная с которой конденсатором при расчетах можно пренебречь, называется частотой среза RC-цепочки. Частоту эту можно рассчитать по формуле

    F = 1 / (R×C) .

    Для нашего примера она будет около 18 Гц, т. е. более низкие частоты усилитель будет усиливать хуже, чем он мог бы.

    Плата . Усилитель собран на плате из одностороннего стеклотекстолита толщиной 1.5 мм размерами 45×32.5 мм. Разводку печатной платы в зеркальном изображении и схему расположения деталей можно скачать . Видеоролик о работе усилителя в формате MOV скачать для просмотра можно . Хочу сразу предупредить радиолюбителя — звук, воспроизводимый усилителем, записывался в ролике с помощью встроенного в фотоаппарат микрофона, так что говорить о качестве звука, к сожалению, будет не совсем уместно! Внешний вид усилителя приведен на рис. 11.19.

    Элементная база . При изготовлении усилителя транзисторы VT3, VT4 можно заменить любыми, рассчитанными на напряжение не менее напряжения питания усилителя, и допустимым током не менее 2 А. На такой же ток должен быть рассчитан и диод VD1.

    Остальные транзисторы — любые с допустимым напряжением не менее напряжение питания, и допустимым током не менее 100 мА. Резисторы — любые с допустимой рассеиваемой мощностью не менее 0.125 Вт, конденсаторы — электролитические, с емкостью, не менее указанной на схеме, и рабочим напряжением на менее напряжения питания усилителя.

    Радиаторы для усилителя . Прежде чем попробовать изготовить нашу вторую конструкцию, давайте, уважаемый радиолюбитель, остановимся на радиаторах для усилителя и приведем здесь весьма упрощенную методику их расчета.

    Во-первых, вычисляем максимальную мощность усилителя по формуле:

    P = (U × U) / (8 × R), Вт ,

    где U — напряжение питания усилителя, В; R — сопротивление АС (обычно оно составляет 4 или 8 Ом, хотя бывают и исключения).

    Во-вторых, вычисляем мощность, рассеиваемую на коллекторах транзисторов, по формуле:

    P рас = 0,25 × P, Вт .

    В-третьих, вычисляем площадь радиатора, необходимую для отвода соответствующего количества тепла:

    S = 20 × P рас, см 2

    В-четвертых, выбираем или изготавливаем радиатор, площадь поверхности которого будет не менее рассчитанной.

    Указанный расчет носит весьма приблизительный характер, но для радиолюбительской практики его обычно бывает достаточно. Для нашего усилителя при напряжении питания 12 В и сопротивлении АС, равным 8 Ом, «правильным» радиатором была бы алюминиевая пластина размерами 2×3 см и толщиной не менее 5 мм для каждого транзистора. Имейте ввиду, что более тонкая пластина плохо передает тепло от транзистора к краям пластины. Хочется сразу предупредить — радиаторы во всех остальных усилителях тоже должны быть «нормальных» размеров. Каких именно — посчитайте сами!

    Качество звучания . Собрав схему, вы обнаружите, что звук усилителя не совсем чистый.

    Причина этого — «чистый» режим класса В в выходном каскаде, характерные искажения которого даже обратная связь полностью скомпенсировать не способна. Ради эксперимента попробуйте заменить в схеме транзистор VT1 на КТ3102ЕМ, а транзистор VT2 — на КТ3107Л. Эти транзисторы имеют значительно больший коэффициент усиления, чем КТ315Б и КТ361Б. И вы обнаружите, что звучание усилителя значительно улучшилось, хотя все равно останутся заметными некоторые искажения.

    Причина этого также очевидна — больший коэффициент усиления усилителя в целом обеспечивает большую точность работы обратной связи, и больший ее компенсирующий эффект.

    Продолжение читайте


    Всем Привет! В этой статье я буду подробно описывать как изготовить классный усилитель для дома или авто . Усилитель несложный в сборке и настройке, и имеет хорошее качество звучания. Ниже вашему вниманию представлена принципиальная схема самого усилителя.


    Схема выполнена на транзисторах и не имеет дефицитных деталей. Питание усилителя двуполярное +/- 35 вольт, при сопротивлении нагрузки в 4 Ома. При подключении 8-ми Омной нагрузки, питание можно увеличить до +/- 42 вольт.

    Резисторы R7, R8, R10, R11, R14 — 0,5 Вт; R12, R13 — 5 Вт; остальные 0.25 Вт.
    R15 подстроечный 2-3 кОм.
    Транзисторы: Vt1, Vt2, Vt3, Vt5 — 2sc945 (на корпусе пишется обычно c945).
    Vt4, Vt7 — BD140 (Vt4 можно заменить нашим Кт814).
    Vt6 — BD139.
    Vt8 — 2SA1943.
    Vt9 — 2SC5200.

    ВНИМАНИЕ! У транзисторов c945 есть разная цоколевка: ЭКБ и ЭБК. Поэтому перед впайкой нужно проверять мультиметром.
    Светодиод обычный, зеленого цвета, именно ЗЕЛЕНОГО! Он здесь не для красоты! И НЕ должен быть сверхъярким. Ну а остальные детали видно на схеме.

    И так, Погнали!

    Для изготовления усилителя нам понадобятся инструменты :
    -паяльник
    -олово
    -канифоль (желательно жидкий), но можно обойтись и обычным
    -ножницы по металлу
    -кусачки
    -шило
    -медицинский шприц, любой
    -сверло 0.8-1 мм
    -сверло 1.5 мм
    -дрель (лучше какую-нибудь мини дрель)
    -наждачная бумага
    -и мультиметр.

    Материалы:
    -односторонняя текстолитовая плата размером 10х6 см
    -лист тетрадной бумаги
    -ручка
    -лак для дерева (желательно темного цвета)
    -небольшой контейнер
    -пищевая сода
    -лимонная кислота
    -соль.

    Список радиодеталей я перечислять не буду, их видно на схеме.
    Шаг 1 Готовим плату
    И так, нам нужно изготовить плату. Так как лазерного принтера у меня нет (вообще нет ни каково), плату мы будем изготавливать «по старинке»!
    Для начала нужно просверлить отверстия на плате для будущих деталей. У кого есть принтер, просто распечатайте эту картинку:


    если нет, то тогда нам надо перенести на бумагу разметку для сверловки. Как это сделать вы поймете на фото ниже:


    когда будете переводить, не забудьте про размер платы! (10 на 6 см)


    вот как то так!
    Отрезаем ножницами по металлу нужный нам размер платы.


    Теперь прикладываем листок к вырезанной плате и фиксируем скотчем, чтобы не съехала. Далее берем шило и намечаем (по точкам) где будем сверлить.


    Можно конечно обойтись без шила и сверлить сразу, но сверло может съехать!


    Теперь можно и начать сверловку. Сверлим дырки 0.8 — 1 мм.Как я говорил выше: лучше использовать мини дрель, так как сверло очень тонкое и легко ломается. Я например использую моторчик от шуруповерта.


    Дырки под транзисторы Vt8, Vt9 и под провода сверлим сверлом 1.5 мм. Теперь надо зачистить наждачкой нашу плату.


    Вот теперь можно и начать рисовать наши дорожки. Берем шприц, стачиваем иголку, чтоб была не острой, набираем лак и вперед!


    Подравнивать косяки лучше когда лак уже застынет.


    Шаг 2 Травим плату
    Для травления плат я использую самый простой и самый дешевый метод:
    100 мл перекиси, 4 ч ложки лимонной кислоты и 2 ч ложки соли.


    Размешиваем и погружаем нашу плату.


    Далее счищаем лак и получается вот так!


    Желательно сразу все дорожки покрыть оловом для удобства пайки деталей.


    Шаг 3 Пайка и настройка
    Паять удобно будет по этой картинке (вид со стороны деталей)


    Для удобства с начало впаиваем все мелкие детали, резисторы и прочее.


    А потом уже все остальное.


    После пайки плату нужно отмыть от канифоли. Отмыть можно спиртом или ацетоном. На крайняк можно даже бензином.


    Теперь можно и пробовать включать! При правильной сборке усилитель работает сразу. При первом включении резистор R15 надо вывернуть в сторону максимального сопротивления (меряем прибором). Колонку не подключать! Выходные транзисторы ОБЯЗАТЕЛЬНО на радиатор, через изолирующие прокладки.

    И так: включили усилитель, светодиод должен гореть, меряем мультиметром напряжение на выходе. Постоянки нет, значит все хорошо.
    Далее нужно установить ток покоя (75-90mA): для этого замкните вход на землю, нагрузку не подключать! На мультиметре поставьте режим 200mV и подсоедините щупы к коллекторам выходных транзисторов. (на фото отмечено красными точками)

    Читатели! Запомните ник этого автора и никогда не повторяйте его схемы.
    Модераторы! Прежде чем меня забанить за оскорбления, подумайте, что Вы «подпустили к микрофону» обыкновенного гопника, которого даже близко нельзя подпускать к радиотехнике и, тем более, к обучению начинающих.

    Во-первых, при такой схеме включения, через транзистор и динамик пойдет большой постоянный ток, даже если переменный резистор будет в нужном положении, то есть будет слышно музыку. А при большом токе повреждается динамик, то есть, рано или поздно, он сгорит.

    Во-вторых, в этой схеме обязательно должен быть ограничитель тока, то есть постоянный резистор, хотя бы на 1 КОм, включенный последовательно с переменным. Любой самоделкин повернет регулятор переменного резистора до упора, у него станет нулевое сопротивление и на базу транзистора пойдет большой ток. В результате сгорит транзистор или динамик.

    Переменный конденсатор на входе нужен для защиты источника звука (это должен обьяснить автор, ибо сразу же нашелся читатель, который убрал его просто так, считая себя умнее автора). Без него будут нормально работать только те плееры, в которых на выходе уже стоит подобная защита. А если ее там нет, то выход плеера может повредиться, особенно, как я сказал выше, если выкрутить переменный резистор «в ноль». При этом на выход дорогого ноутбука подастся напряжение с источника питания этой копеечной безделушки и он может сгореть. Самоделкины, очень любят убирать защитные резисторы и конденсаторы, потому-что «работает же!» В результате, с одним источником звука схема может работать, а с другим нет, да еще и может повредиться дорогой телефон или ноутбук.

    Переменный резистор, в данной схеме должен быть только подстроечным, то есть регулироваться один раз и закрываться в корпусе, а не выводиться наружу с удобной ручкой. Это не регулятор громкости, а регулятор искажений, то есть им подбирается режим работы транзистора, чтобы были минимальные искажения и чтобы из динамика не шел дым. Поэтому он ни в коем случае не должен быть доступен снаружи. Регулировать громкость, путем изменения режима НЕЛЬЗЯ. За это нужно «убивать». Если очень хочется регулировать громкость, проще включить еще один переменный резистор последовательно с конденсатором и вот его уже можно выводить на корпус усилителя.

    Вообще, для простейших схем — и чтобы заработало сразу и чтобы ничего не повредить, нужно покупать микросхему типа TDA (например TDA7052, TDA7056… примеров в интернете множество) , а автор взял случайный транзистор, который завалялся у него в столе. В результате доверчивые любители будут искать именно такой транзистор, хотя коэффициент усиления у него всего 15, а допустимый ток аж 8 ампер (сожгет любой динамик даже не заметив).

    Схема простого усилителя звука на транзисторах , которая реализована на двух мощных составных транзисторах TIP142-TIP147 установленных в выходном каскаде, двух маломощных BC556B в дифференциальном тракте и один BD241C в цепи предварительного усиления сигнала — всего пять транзисторов на всю схему! Такая конструкция УМЗЧ свободно может быть использована например в составе домашнего музыкального центра или для раскачки сабвуфера установленного в автомобиле, на дискотеке.

    Главная привлекательность данного усилителя мощности звука заключается в легкости его сборки даже начинающими радиолюбителями, нет необходимости в какой либо специальной его настройке, не возникает проблем в приобретении комплектующих по доступной цене. Представленная здесь схема УМ обладает электрическими характеристиками с высокой линейностью работы в частотном диапазоне от 20Гц до 20000Гц. p>

    При выборе или самостоятельном изготовлении трансформатора для блока питания нужно учитывать такой фактор: — трансформатор должен иметь достаточный запас по мощности, например: 300 Вт из расчета на один канал, в случае двухканального варианта, то естественно и мощность удваивается. Можно применить для каждого свой отдельный трансформатор, а если использовать стерео вариант усилителя, то тогда вообще получится аппарат типа «двойное моно», что естественно повысит эффективность усиления звука.

    Действующее напряжение во вторичных обмотках трансформатора должно составлять ~34v переменки, тогда постоянное напряжение после выпрямителя получится в районе 48v — 50v. В каждом плече по питанию необходимо установить плавкий предохранитель рассчитанный на рабочий ток 6А, соответственно для стерео при работе на одном блоке питания — 12А.

    Список простых звуковых схем и усилителей для DIY (Сделай сам)

    Эта статья представляет собой сборник простых и популярных аудиосхем, которые мы публиковали на протяжении многих лет в CircuitsToday . Этот список включает в себя набор простых схем усилителя, которые вы можете попробовать дома, и некоторые другие схемы, связанные со звуком, для конкретных приложений.

    Источник изображения

    1. Схема усилителя мощностью 150 Вт — Эта схема является самым популярным усилителем, который мы когда-либо публиковали.Он получил более 700 комментариев и продолжает расти. Этот усилитель был протестирован многими читателями CircuitsToday, и многие из них получили правильный выход. Большинство проблем и проблем, поднятых читателями во время тестирования схемы, были решены г-ном Ситараманом (который является автором этого портала). Если вы заинтересованы в тестировании или создании проекта усилителя самостоятельно, это первое, что я когда-либо рекомендовал бы.

    2. 100-ваттный аудиоусилитель на основе TDA7294 — это схема усилителя на основе IC (TDA7294), которая может легко выдавать 100-ваттную выходную мощность RMS на 8-омный динамик.TDA7294 обладает низким уровнем шума, низким уровнем искажений, хорошим подавлением пульсаций и может работать в широком диапазоне напряжений питания. Это ИС, специально разработанная для аудиоприложений Hi Fi.

    3. Цепь цифрового управления объемом — Это простая цифровая схема управления объемом, построенная с использованием микросхемы MAX5486. IC — MAX5486 — это ИС цифрового регулятора громкости с кнопочным интерфейсом, которая имеет встроенный источник напряжения смещения. Таким образом, вам не нужно подключать какие-либо внешние схемы для той же цели.Схема регулировки громкости на базе MAX5486 может использоваться во многих приложениях, таких как персональные аудиосистемы, портативные аудиоустройства и т. Д.

    4. Схема микшера многоканального звука — Эта схема микшера многоканального звука была разработана с использованием микросхемы IC LM3900, которая представляет собой четырехканальный усилитель. Эта схема разработана с использованием 4 микросхем LM3900. Эта конкретная схема имеет 2 микрофонных входа и 2 линейных входа. Вы можете добавить больше входов, подключив их параллельно, что делает его схемой многоканального аудиомикшера.

    5. Пассивная схема регулировки тембра — Это простая схема регулировки тембра, которую вы можете создать с помощью компонентов, имеющихся у вас под рукой. Единственный активный компонент в этой схеме — операционный усилитель TL072. Схема названа пассивной, потому что секция регулировки тембра полностью обрабатывается с помощью пассивных компонентов. Действительно недорогая и простая в сборке аудиосхема, которую можно попробовать своими руками.

    6. Схема 3-канального аудиоразветвителя — Это простая 3-канальная схема аудиоразветвителя, разработанная на операционном усилителе NE5532 от Fairchild Semiconductors.NE5532 — это малошумящий операционный усилитель с двойной внутренней компенсацией, широким диапазоном мощности и слабого сигнала, что делает его хорошо подходящим для высококачественных аудиоприложений.

    7. Аудиоусилитель 2 × 60 Вт — Это высококачественный аудиоусилитель, разработанный с использованием микросхемы LM4780, который способен выдавать среднеквадратичную мощность 60 Вт на канал на динамики 8 0hms. LM4780 имеет очень низкий общий коэффициент гармонических искажений и коэффициент подавления подачи питания (PSRR) 85 дБ. Эта ИС от National Semiconductors требует очень мало внешних компонентов и имеет встроенную функцию отключения звука.LM4780 полностью защищен технологией торговой марки SPiKe и имеет отношение сигнал / шум более 97 дБ.

    8. 5-полосный графический эквалайзер — Эта схема графического эквалайзера разработана с использованием LA3600, который представляет собой одиночный интегрированный операционный усилитель от Sanyo semiconductors. LA3600 может работать от любого напряжения от 5 до 15 В постоянного тока и чрезвычайно устойчив к емкостным нагрузкам.

    9. Звуковая карта USB — А как насчет проектирования звуковой карты USB? Эта схема немного устарела, так как использует USB 1.0, но все же стоит попробовать для вашего обучения. Эта схема разработана с использованием PCM2702, который представляет собой интегрированный 16-битный цифро-аналоговый преобразователь с двумя цифро-аналоговыми выходными каналами. Эта микросхема также имеет ряд полезных функций, таких как встроенный тактовый генератор, цифровой аттенюатор, флаг воспроизведения, флаг приостановки. , нулевой флаг, функция отключения звука и т. д. Самое интересное, что эта схема работает по принципу plug & play и не требует каких-либо драйверов для операционных систем Windows XP и Windows Vista.

    Примечание: — На этом веб-сайте есть много других аудиосхем, которые довольно интересны и полезны. В ближайшие дни я отредактирую эту статью, чтобы добавить эти схемы, так что вы можете оставить эту статью в закладках. Вы точно будете в восторге.

    простая принципиальная схема усилителя звука с использованием транзистора

    Это много простых схем звукового усилителя с использованием транзистора. В настоящее время ИС используются во многих усилителях звука, особенно в небольших схемах.Транзисторы использовать удобно.

    Но когда вам нужно использовать транзисторы, у этого есть несколько преимуществ, например, экономия, вы можете взять старое оборудование, чтобы сделать небольшие схемы проще, чем IC.

    Что может быть трудно найти. Взгляните на эти схемы. Может, вы поняли это.

    Вот проекты:

    Простой усилитель звука без ICS


    1 # Миниусилитель с низким импедансом

    Эта схема может применяться к источнику звукового сигнала с низким импедансом, например размером 4-16 Ом. громкоговорители или телефонные наушники, которые используются для замены микрофонов.

    При замене громкоговорителя скорости будет достаточно для проверки звука, рожденного ходьбой. Выход может подавать на вход усилителя высокой мощности другой следующий.

    Спасибо: Wintec Это транзистор 2N3904 NPN. Не 2N3094 SCR. Ты прав.

    2 # Усилитель мощности OTL с использованием AC176 + AC126

    Г-н Сомсак — мой друг, который очень любит делать усилители мощности. но он не ну электронный человек. Я так представляю, что ему нужно сделать легкий проект раньше.Эта схема представляет собой простой усилитель мощности OTL с выходной мощностью в мини-ватт, но является более старой схемой.

    Они используют транзисторы, примерные номера — AC176, AC126 и BC109. у которых есть несколько других компонентов. Используются только источники питания с напряжением 9В. Надеюсь, это когда-то будет автодром, так что вам понравятся и хорошие идеи.

    3 # Усилитель мощности OTL Cassette Radio Booster с использованием TIP41 + TIP42

    Это мини-усилитель мощности OTL для усилителя кассетного радио. Имеет транзистор TIP41 + схемы динамика TIP42 Drive.Напряжение питания видно на изображении.

    4 # Простой усилитель на транзисторе AC128

    Я нашел это в своей старой книге по схемной электронике. Это очень маленький усилитель мощности, но хорошего качества аудио усилитель класса AB в hi-fi приложениях.

    Компонент, способный выдавать 2 Вт, постоянно использовал транзистор AC128 при нагрузке 8 Ом и пике 5 Вт. с надлежащим 9-вольтовым нерегулируемым источником питания.

    5 # Высоковольтный мини-усилитель с транзистором UJT

    Это схема усилителя мощности, которая работает напрямую с источником высокого напряжения около 125 В.Он состоит из транзистора UJT и обычного транзистора. В этой схеме используется трансформатор, который подается на высокое напряжение, а также используется громкоговоритель. Затем он попадает в небольшую неприятность. Украсить популярность звука можно с помощью VR1 — 1M. Прочтите подробности, добавленные в схему.

    ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ

    Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .

    Компьютеры и электроника — Создайте простой усилитель звука мощностью 1 Вт

    Простой усилитель звука мощностью 1 Вт

    Макетная плата без пайки позволяет легко экспериментировать с дополнениями к радиосхеме.В этом разделе мы построим простой усилитель, так что вся комната может слышать радио через динамик. Наш усилитель не вызовет ушей, так как мы максимально упростили сборки, но выход довольно впечатляющий для одного транзистора.


    Нажмите на фото для увеличения

    С усилителем наша магнитола выглядит как на фото выше.

    Ниже представлен крупный план секции усилителя:


    Нажмите на фото для увеличения

    Все детали для усилителя (кроме аккумулятора) несем в нашей каталог.

    Усилителю нужны эти детали:

    • Транзистор Дарлингтона MPSW45A
      Это основная рабочая часть усилителя.
    • Маленький динамик
    • Два резистора по 100000 Ом
      На этом резисторе будут четыре цветные полосы. Цвета будут коричневыми, черными, желтыми и золотыми.
    • Резистор 10000 Ом
      Цвета: коричневый, черный, оранжевый и золотой.
    • Резистор 50 Ом
      Цвета: зеленый, черный, черный и золотой.
    • A Зажим аккумулятора 9 В
    • Аккумулятор 9 В

    Используя обозначенную сетку, как и раньше, детали соединяются следующим образом:

    • Перемычка: J22 на I27
    • Резистор сопротивлением 10000 Ом (коричневый, черный, оранжевый): от G20 до F28
    • Резистор 100000 Ом (коричневый, черный, желтый): от h37 до h38
    • Резистор 100000 Ом (коричневый, черный, желтый): I28 — I29
    • MPSW45A: J27, J28 и J29
    • Резистор 50 Ом (зеленый, черный, черный): I33 — I34
    • Динамик: от F29 до J33
    • Отрицательный провод аккумуляторной батареи 9 В (черный): F26
    • Положительный 9-вольтовый провод аккумуляторной батареи (красный): F34

    Более постоянная версия

    Как и раньше, мы можем скопировать схему на печатную плату. и надежно припаяйте все детали на место.


    Нажмите на фото для увеличения


    Нажмите на фото для увеличения


    Щелкните фото, чтобы увеличить изображение

    Как это сделать?

    Сердце усилителя — транзистор. Мы могли бы использовать больше обычный NPN-транзистор, такой как 2N4401, но для получения более громкого звука мы используйте специальный транзистор типа «два в одном», называемый транзистором Дарлингтона.


    Нажмите на фото для увеличения

    Транзистор Дарлингтона имеет два транзистора в одном корпусе, и может усиливать сигналы гораздо больше, чем один транзистор.

    Транзисторы усиливают сигнал, действуя как переменный резистор. Ставим сигнал в базе, и сигнал контролирует, сколько тока идет через транзистор от эмиттера к коллектору.

    Однако, если мы просто поместим сигнал в базу, транзистор будет полностью выключиться, когда сигнал был слабым, и полностью включиться, когда сигнал высокий. Это поведение полезно, когда мы хотим использовать транзистор в качестве переключателя, но мы должны изменить его поведение, чтобы аудио усилитель.

    Когда сигнал равен нулю, мы хотим, чтобы выход усилителя был на полпути между 0 и 9 вольт (4,5 вольт). Мы можем организовать это происходит при использовании делителя напряжения. Делитель напряжения — это два резистора, один подключен к положительной стороне батареи, а другой — к отрицательная сторона. Там, где они встречаются посередине, напряжение будет разделено пополам (если резисторы одинаковые).

    Поскольку ток постоянно протекает через резисторы, нам нужны их значения быть высокими, чтобы через них не протекал большой ток.Это предотвратит они не нагреваются и продлевают срок службы батареи. В нашей схеме мы используйте 100000 Ом.

    Большие резисторы в делителе напряжения также упрощают задачу. для сигнала, чтобы подтолкнуть напряжение выше или ниже. Это хорошая вещь, так как это означает, что наш усилитель будет более чувствительным. В нашем случае сигнал от радио слишком сильный, и сигнал толкает напряжение слишком высокое или слишком низкое, вызывая искажения. Итак, добавляем еще резистор на 10 000 Ом, чтобы согласовать сигнал с нашим усилителем.

    Транзистор может выдержать 1 ватт, прежде чем он станет слишком горячим, что снижает его продолжительность жизни. Если мы подадим полные 9 вольт, цепь потянет более 2 Вт, и хотя звук был бы приятным и громким, транзистор будет сильно нагреваться, и батарея не продержится долго. Чтобы сделать усилитель потребляет всего один ватт, мы вставляем резистор на 50 Ом, чтобы снизить Текущий. Вы могли заметить на фотографиях, что я действительно использовал 100 Ом для прототипа, чтобы снизить уровень шума в лаборатории.Ты можете думать об этом резисторе как о регуляторе громкости, хотя вы не можете отрегулируйте его, не выбирая другой резистор. Переменный резистор, который может выдерживать 2 Вт и перейти от 50 Ом до 150 Ом, что позволит вам варьировать громкость. Мы оставим эту модификацию экспериментатору.

    Следующий: Усилитель звука на интегральной схеме мощностью 1 Вт.

    Очень вкусно

    Некоторые из моих других веб-сайтов:


    Отправить письмо на Саймон Квеллен Филд через sfield @ scitoys.com > Google

    Основы аудиоусилителя — 1/9

    Аудио — один из наиболее распространенных носителей. Здесь это относится к представлению звука, который может быть воспринят людьми. Аудио и видео являются неотъемлемой частью любых электронных средств массовой информации. Электроника может использоваться для приема аудиосигналов (через микрофон), записи звука в каком-либо хранилище, передачи звука (по проводным или беспроводным каналам связи) и воспроизведения аудиосигналов (через динамики).Аудио может быть представлено и передано как аналоговые, так и цифровые сигналы. В этой серии особое внимание уделяется аналоговым аудиосигналам. Звуковые сигналы имеют частотный диапазон от 20 Гц до 20 000 Гц.

    Громкость звукового сигнала обозначается амплитудой сигнала. Как и сама природа звука, звук в виде электрических сигналов также исчезает с расстоянием. Это было серьезной проблемой перед телефонными инженерами на начальном этапе развития коммуникационных технологий.Обычно в проводном канале, если электрический сигнал, несущий звук, передается с одного конца и принимается другим концом на расстоянии одной мили, он теряет 90 процентов своей мощности. Когда сигнал проходит через провод, сопротивление провода вызывает снижение 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 же он передается по проводам на большие расстояния.Чтобы решить эту проблему, инженеры разработали специальную электронику — «усилители». Усилители увеличивают мощность сигнала, поэтому он достигает большего расстояния, прежде чем ослабнет. За счет увеличения амплитуды входного сигнала в основном увеличивается выходная мощность схемы, поскольку сигналы высокой мощности могут проходить большее расстояние, чем сигналы низкой мощности. Используя усилители на разных ступенях, аудиосигналы можно безопасно передавать по проводному соединению.

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

    В этой серии аналоговые аудиосигналы останутся предметом беспокойства. Цифровое кодирование аудиосигналов не обсуждается. В этой серии статей будет обсуждаться конструкция и использование различных типов усилителей. В серии будут разработаны следующие схемы усилителя —

    .

    1) Усилитель мощности 250 мВт

    2) Усилитель мощности 1 Вт

    3) Усилитель усиления низких частот

    4) Автомобильный усилитель звука

    5) Усилитель головного телефона

    6) Стереоусилитель

    7) Предусилитель MAX4468 ​​

    8) Предусилитель LM358

    Усилитель увеличивает мощность аудиосигнала за счет увеличения его амплитуды.Увеличение амплитуды называется усилением. Поэтому он называется «Усилитель». Аудиоусилитель должен разрабатываться с учетом его области применения и требуемых характеристик. Все перечисленные выше усилители предназначены для различных приложений и имеют разные спецификации в соответствии с требованиями.

    Рис.1: Изображение типичного усилителя звука

    Общие сведения об аудиосигналах

    Но, прежде чем перейти к электронике, участвующей в разработке различных усилителей, важно понять основы звуковых сигналов, чтобы можно было изучить спецификации 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 человеческими ушами. Уши преобразуют эти колебания в электрические сигналы и отправляют их в мозг. Микрофон тоже делает то же самое. В микрофоне звуковые волны вызывают колебания его диафрагмы, которые вызывают колебания в других компонентах, и эти колебания 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 обозначает высоту звука. Это самый важный фактор в распознавании звука.

    2) Амплитуда — амплитуда сигнала обозначает громкость звука. Поскольку это уровень напряжения сигнала в определенный момент времени, он также представляет мощность сигнала.Существуют различные способы измерения амплитуды аудиосигнала, например амплитуда от пика до пика, амплитуда среднеквадратичного значения (RMS), амплитуда импульса, полуамплитуда и т. Д. В схеме будут использоваться значения амплитуды от пика до пика и RMS. анализ усилителей звука, разработанных в этой серии.

    Амплитуда от пика до пика — амплитуда от пика до пика — это разность пика (максимальное значение амплитуды) и минимума (минимальное значение амплитуды) аналогового сигнала.

    Фиг.2: Диаграмма сигнала, показывающая размах амплитуды аудиосигнала

    Амплитуда

    RMS — RMS означает среднеквадратическое значение. Обычно он используется в контексте аналоговых сигналов или сигналов переменного тока (AC). Среднеквадратичное значение — это величина тока или напряжения, которая равна его эквивалентному постоянному току (DC). Таким образом, определение RMS для сигналов переменного тока является универсальным при вычислении мощности в терминах постоянного тока. Следующее уравнение используется для расчета среднеквадратичного значения напряжения от пика до пика —

    .

    Vrms = Vp-p / (2) 1/2

    Типы усилителей звука

    Усилители звука можно разделить на разные категории.По применению аудиоусилителя его можно разделить на следующие категории —

    1) Предварительный усилитель

    2) Усилитель мощности

    Предварительный усилитель необходим для усиления очень слабых входных сигналов с микрофона или гитары. Он используется перед каскадом усилителя мощности. Усилители этого типа не помогают увеличить выходную мощность, но используются для повышения уровня электрических сигналов с микрофона или гитары до стандартного линейного напряжения перед усилением.Выходной ток этих усилителей выражается в микроамперах, поэтому иногда их еще называют микроусилителями. Наряду с усилением напряжения они также уменьшают шум и искажения выходного сигнала. 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 усиление, полоса пропускания, выходная мощность и максимальное напряжение питания.Аудиоусилитель следует проектировать с учетом всех этих важных конструктивных факторов. Некоторые из важных конструктивных параметров, используемых при создании аудиоусилителя, следующие:

    1) Коэффициент усиления — коэффициент усиления — это мера 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 прирост).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 усилителя, разработанных в этой серии, коэффициент усиления по напряжению принимается в качестве расчетного коэффициента. Коэффициент усиления по напряжению выражается как отношение выходного напряжения к входному.

    Коэффициент усиления напряжения = выходное напряжение / входное напряжение

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

    3. Выходная мощность — Выходная мощность аудиоусилителя эквивалентна тому, насколько громким может быть звук на выходе из него.Обычно выражается в ваттах или милливаттах. Чем крупнее будут колонки, тем больше потребуется выходная мощность от усилителя. Максимальную выходную мощность схемы усилителя можно рассчитать следующим образом —

    .

    P = V2 / 2R

    Где,

    P = выходная мощность

    В = напряжение от пика до пика

    R = сопротивление нагрузки

    4) Линейность — В контексте аудиоусилителей линейность относится к пропорциональности между входным и выходным сигналом.Чем больше будет линейность, тем больше будет выходное аудио истинное представление входного аудиосигнала.

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

    6) Эффект ограничения — схемы усилителя рассчитаны на выходное напряжение в определенном диапазоне. Обычно этот диапазон обозначается знаком плюс и / или минус.Подобно усилителю, может быть предусмотрено выходное напряжение в пределах +/- 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 взаимосвязаны, это также указывает на диапазон выходной мощности, который может выдавать усилитель. Если будет предпринята попытка (нагрузкой или динамиками на выходе усилителя) потребить больше мощности или уровней напряжения, чем уровни мощности или напряжения, для которых был разработан усилитель, то форма выходного сигнала (несущего аудиосигналы) будет начать клип.

    Ограничение означает, 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 аудиосигналом, ограничение приведет к искажению выходного звука. Если ограничение будет значительным, выходной сигнал может стать прямоугольным, а не синусоидальным, что приведет к потере аудиосигнала или только к шуму, остающемуся на выходе усилителя.

    Во-вторых, мощность прямоугольной волны вдвое больше, чем у синусоиды. Блоки питания большинства усилителей не могут выдерживать выходную мощность, вдвое превышающую номинальную, в течение более длительного периода времени.

    Кроме того, на выходе напряжение будет практически больше номинального напряжения, что вызовет проблемы с нагрузкой, то есть динамиками. Динамики рассчитаны на постоянное сопротивление. Импеданс динамиков выражается в омах и обычно составляет 2, 4 или 8 Ом. Динамик с низким сопротивлением потребляет больше энергии по сравнению с динамиком с высоким сопротивлением.При обрезке громкоговоритель с высоким сопротивлением или малой мощностью может практически выйти из строя.

    Когда выходной сигнал усилителя ограничен, он действует как источник постоянного питания или фиксированный вход постоянного тока на входы громкоговорителей. У динамиков есть внутренняя катушка. При постоянном входном сигнале эта катушка не успеет остыть из-за ограничения мягкого прохождения звукового сигнала. В случае сильного клиппирования редко бывает срыв высокочастотных динамиков. Твитер — это разновидность динамика (куполообразной или рупорной), предназначенная для генерации высоких звуковых частот в диапазоне от 2 кГц до 20 кГц.Риск повреждения динамика зависит от аудиосигнала (имеет ли он большое количество высоких частот), степени ограничения и того, насколько устойчивый динамик выходит за пределы своей номинальной мощности. Таким образом, громкоговоритель высокой мощности и низкого сопротивления можно использовать с усилителем низкой мощности, но наоборот.

    Предположим, что если мощность динамика в два раза превышает выходную мощность усилителя, то в случае ограничения не будет проблем с динамиком. Тем не менее, обрезка все же добавит искажения к выходному звуку, и качество звука может быть ужасно снижено, и никто не сможет задержаться.

    Таким образом, лучше использовать усилитель только для случайного ограничения звука, так как ограничение увеличивает вероятность повреждения динамика, может вызвать чрезмерную нагрузку на усилитель или ухудшить качество звука.

    Эффект отсечения можно наблюдать на CRO. На следующем рисунке красный сигнал представляет собой предполагаемый аудиовыход, а желтый сигнал представляет собой обрезанный сигнал при использовании аудиоусилителя с более низким номиналом мощности.

    Фиг.3: Изображение формы волны, показывающее эффект ограничения аудиосигнала

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

    8) Согласование импеданса — для полной передачи мощности от входа к выходу полное сопротивление источника и нагрузки должно быть одинаковым. Но невозможно правильно согласовать импеданс, поэтому существует практическое правило, согласно которому выходное сопротивление / импеданс нагрузки должно быть в 10 раз больше импеданса источника / входа. Это приводит к известной потере мощности в 10%, и 90% мощности передается на выход. Таким образом, увеличивая выходное сопротивление, можно значительно снизить потери мощности усилителя.

    9) КПД — КПД 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, используемыми в конструкции усилителя. Чем выше выходная мощность усилителя, тем больше шум на его выходе. Усилитель должен быть спроектирован так, чтобы шум на его выходе оставался постоянным независимо от сигнала.Кроме того, отношение сигнал / шум должно оставаться высоким на всем рабочем диапазоне усилителя. Таким образом, усилитель должен иметь высокое отношение сигнал / шум (SNR), которое должно быть постоянным во всем рабочем диапазоне.

    11) Гармонические искажения — искажения — это нежелательные сигналы, смешанные с исходным аудиосигналом или входным аудиосигналом. Если звуковой сигнал постоянной частоты подается на вход усилителя, предполагается, что он останется неизменным и на выходе усилителя.Но на выходе усилителя складываются частоты, кратные входной частоте. Эти частоты называются гармоническими искажениями и всегда являются целым кратным входной частоты. Уровень искажений на выходе усилителя измеряется как полное гармоническое искажение (THD). Общее гармоническое искажение — это отношение мощности всех гармонических частот, объединенных к мощности исходной частоты. Гармонические искажения в усилителе должны быть случайными, и THD для этих случайных появлений также должны быть в допустимых пределах.THD обычно выражается в процентах. Например, если усилитель имеет 2% THD, это означает, что мощность всех гармоник вместе составляет всего 2% от мощности исходной частоты. Обычно допустимый коэффициент нелинейных искажений до 10 процентов, но он должен быть как можно ниже. Стандартные аудиоусилители имеют THD менее 1% или 0,5%.

    12) Заземление контура — В аудиоусилителях заземление контура также является одной из основных проблем, вызывающих жужжание звука в динамиках.Различные компоненты усилителя подключены в разных узлах заземления. В идеале заземление должно быть 0 В, но из-за резистивной природы заземляющего провода на нем разное напряжение по всей длине. Разница в напряжении в разных узлах земли добавляет шум в выходной аудиосигнал. Для устранения проблемы контуров заземления используется топология звезды для заземления и питания схемы усилителя.

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

    В этой серии при разработке схем усилителя в основном будут учитываться усиление и выходная мощность.

    Конструкция усилителей звука

    Схема усилителя может быть спроектирована 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 усилителей звука. И BJT, и MOSFET могут использоваться для разработки схемы усилителя.

    Фиг.5: Типичное изображение транзистора

    OPAM состоит из группы транзисторов, соединенных друг с другом таким образом, что они помогают в усилении входного сигнала. Транзисторы могут использоваться в качестве усилителей для простых аудиосистем, а для более сложных аудиосистем операционные усилители могут использоваться для создания схемы усилителя звука.

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

    Тестирование схем усилителя звука

    Для тестирования схем усилителя, 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 микрофона или фактического источника звука можно использовать функциональный генератор. Таким образом, генератор функций можно использовать в качестве источника входного сигнала для тестирования схем аудиоусилителя. Во время тестирования на выходе динамик также не используется в качестве нагрузки, поскольку динамик является как резистивным, так и индуктивным. На разных частотах изменяется его индуктивность, что, в свою очередь, изменяет импеданс (комбинация R и L) динамика.Таким образом, использование динамика в качестве нагрузки на выходе усилителя для получения его технических 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, и наблюдения будут производиться при 26 дБ и усилении 46 дБ.

    Для тестирования схем усилителя сначала устанавливается желаемый уровень входного напряжения, при котором входное напряжение должно быть меньше напряжения смещения транзисторов, используемых в схемах усилителя. Затем выходной сигнал будет наблюдаться в CRO, и входной сигнал будет увеличиваться до тех пор, пока выходной сигнал не начнет срезаться. Размах выходного напряжения непосредственно перед ограничением будет измеряться для анализа схемы, такого как определение выходной мощности и усиления усилителя.

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


    В рубрике: Учебники


    Аудиоусилитель — краткий обзор множества его типов

    С прикосновением модернизации технологии развиваются быстрее, и многие новые изобретения выползают на поверхность. Каждое устройство или техника, с которыми вы сталкиваетесь, вызывают трепет и восхищение. Сегодня машины захватили мир и помогают массам в их повседневных делах.

    Изучая аудиоусилитель, вы узнаете, как каждая секция устройства может помочь вам максимально эффективно использовать ваши устройства, будь то лирический поток вашей соло-гитары или громкие динамики вашего роскошного автомобиля.

    усилитель звука
    Усилитель звука бывает многих видов, и может быть сложно выбрать тот, который соответствует вашим требованиям. Будь то домашний кинотеатр или автомобиль, выбор аудиоусилителя может запутать вас.

    В этой статье вы познакомитесь с некоторыми известными усилителями звука и их характеристиками.Кроме того, в этой статье вы познакомитесь с самодельными аудиоколонками, чтобы вы могли создать ту, которая соответствует вашим потребностям. Что такое усилитель звука?

    1 、 усилитель звука

    1.1 Что такое усилитель звука?

    Усилитель звука — это электронный усилитель, который имеет тенденцию увеличивать мощность проходящих через него электронных сигналов. Он воспроизводит сигналы малой мощности, чтобы сделать их достаточно сильными для работы в громкоговорителях.Например, устройство принимает сигналы от звукоснимателя электрогитары, а затем выдает маломощный сигнал такого уровня, на котором он питает наушники или динамики.

    Звуковой сигнал регулирует тон, эффективность высоты тона и эффекты знаков. Это увеличивает производительность любого электронного аудиоустройства. Когда он подключен к машине или к гитаре, он помогает регулировать резкость и частоту звука.

    Другими словами, если усилитель получает сто микроватт, он воспроизводит сигналы, доставляющие только десять микроватт знаков.Его производство включает в себя функции, включая частоту, искажения, шум и усиление.

    Изображение 1: Усилитель звука

    1.2 Профессиональные усилители звука

    С появлением различных технологических устройств возникает потребность в создании различных усилителей, соответствующих уникальным потребностям каждой технологии. На аудиорынке с годами появились некоторые типы, которые помогали пользователям повысить эффективность своих устройств за счет оптимальной настройки сигналов.

    Классифицируемые по различным категориям, типы усилителей предлагают дополнительную функциональность и обладают различными функциями в соответствии с их классами. Узнайте о семи наиболее распространенных классах:

    Усилитель класса A

    Это один из самых простых усилителей с выходными транзисторами. Он предлагает выходные сигналы с более низким КПД.

    Усилитель класса B

    В усилителе класса B используется двухтактная топология, где на выходах есть два вывода: отрицательный и положительный.Он немного более эффективен, чем класс A, поскольку он воспроизводит входные сигналы только в течение полупериода при 180 °.

    Усилители класса AB

    Это смесь усилителей A и Ab. Он обеспечивает наилучшие функциональные характеристики каждой из двух отдельных категорий: эффективное качество звука класса A и уровень эффективности класса B.

    Две популярные версии класса AB, MAX98309 и MAX98310, используются в цифровых камерах, медиаплеерах, электронных книгах и планшетах, от которых требуется высокая точность воспроизведения.

    Усилитель класса D

    Это высокоэффективная версия усилителей звука, которая снижает энергопотребление. Это позволяет устройству работать дольше, избавляя от необходимости перезаряжать батареи. По своей функциональности выходные транзисторы выключаются во время работы, что устраняет необходимость в использовании линейных участков, присутствующих на транзисторах, что способствует неэффективности усилителя.

    Усилители класса G

    Это более совершенная и эффективная версия усилителей класса AB.Усилители класса G требуют двух или более напряжений питания. Когда он работает при низком уровне сигнала, он автоматически выбирает соответствующий уровень напряжения питания.

    Усилители класса DG

    Как и усилители класса D, усилитель DG использует широтно-импульсную модуляцию для создания цифровых выходных сигналов с переменной скважностью. Он демонстрирует некоторые расширенные функции за счет использования многоуровневого выходного каскада, который помогает определять величину выходных сигналов.

    Усилители класса H

    Как и в усилителе класса G, в нем используется технология уменьшения рассеивания вокруг выходных устройств.Топология класса H минимизирует напряжение, модулируя напряжение питания на выходах.

    Изображение 2: Аудио-усилители

    2 、 Ранняя история мини-усилителей мощности звука

    В 1906 году был изготовлен первый аудиоусилитель, имевший ламповый механизм. Ли Де Форест создал его в виде триодной вакуумной лампы. Он включает в себя значительную черную инфраструктуру с огромными выходными трубками, которые используются для выделения большого количества тепла.

    В 1970-х кремниевые транзисторы заменили эту технологию, которую эти крошечные транзисторы использовали для воспроизведения звука путем изменения напряжения с помощью полупроводников. Со временем появились надежные государственные транзисторы. Общеизвестно, что многие усилители тока в некотором роде представляют собой твердотельные транзисторы. Биполярный переходной транзистор — прекрасная иллюстрация твердотельных усилителей.

    С развитием технологий в 1872 году Матти Отала придумал причину диссертаций, сделанных в предыдущих версиях усилителя, и создал современное лицо мини-усилителей мощности.Вот некоторые из известных мини-аудиоусилителей:

    Изображение 3: Аудио

    2.1 Квантовые усилители звука

    С точки зрения физики, функции квантового усилителя основаны на квантовой механике. Устройство использует квантово-механические методы и явления для усиления квантового сигнала.

    Другими словами, усилитель увеличивает амплитуду проходящего через него сигнала; однако квантовый усилитель принимает знаки, присутствующие в когерентном состоянии.На выходе усилитель усиливает вход. Более того, он также может усиливать квантовый шум, присутствующий в сигнале.

    Изображение 4: Quantum Audio Amplifiers

    2.2 VM Усилитель звука

    Усилитель VM — первое достояние профессионального гитариста. Он регулирует и смягчает высоту звука, искажения и частоту звука. Устройства воспроизводят цифровые сигналы и предлагают функциональные возможности, включая реверберацию, глубину, усиление, переключатель привода, покрытие, микширование и значительные настройки.

    Изображение 5: Усилитель звука VM

    3 、 Усилители звука своими руками

    Сделать первый усилитель звука, в основном на основе LM386, довольно просто. Аппаратные компоненты, используемые для создания этого простого усилителя, включают:

    1. Texas Instruments LM386
    2. Аккумулятор 9 В
    3. Резистор 10 кОм
    4. Конденсатор 220 мкФ

    LM386 — это низковольтный усилитель мощности звука, подходящий для устройств с батарейным питанием, таких как проекты электроники для хобби, гитарные усилители и радиоприемники.Кроме того, ИС состоит из 8-контактного двухрядного корпуса, способного обеспечивать выходную мощность от 0,25 Вт до 1 Вт мощности с 9-вольтовым блоком питания в зависимости от модели.
    Используемые компоненты

    Помимо вышеперечисленных компонентов, вам также понадобятся:

    1. Динамик
    2. Аудиоразъем
    3. Подключения

    Хотя это может показаться небольшой проблемой, соединения довольно просты.
    Минус заземления 9 В подключается к контактам 2 и 4.
    Положительная клемма батареи 9 В, подключаемая к контакту 6
    Положительная клемма конденсатора будет подключена к контакту 5
    Остальные контакты не будут подключены.

    Другие соединения, которые вам необходимо выполнить, включают:
    Отрицательные клеммы динамика, подключенного к динамику
    Другой конец резистора, подключенного к Audio IN

    После выполнения соединений необходимо спаять компоненты вместе. Убедитесь, что вы используете печатную плату вместо точечной пайки, так как использование печатной платы намного удобнее.Наконец, проверьте соединения и проверьте свой усилитель!

    4 、 Автомобильные усилители звука

    Усилители

    — это первый элемент, который настраивает звуки вашего автомобиля. Возможно, вы не сможете увидеть детали усилителя, но он похоронен внутри автомобиля. Это поможет вам получить удовольствие от громкой музыки и погрузиться в ритм музыки. Если вы не установите усилитель, вы никогда не ощутите качество музыки.

    4.1 Технические характеристики и функциональные возможности усилителей

    • Предусилители автомобильной аудиосистемы

    Функциональные возможности усилителя немного отличаются в автомобильной аудиосистеме, где для оценки сигналов используется более одного предварительного усилителя. Усилитель усиливает знаки, позволяя им перемещать конусы динамиков для создания звука. Однако, прежде чем упрощать звук, сигналы обрабатываются с помощью «предусилителя».«

    В автомобильной системе предусилитель должен собирать множество различных сигналов от различных головок автомобиля, включая CD-ROM и радио, для вывода их на усилитель.

    Короче говоря, он помогает усилителю настроить базу, выполнить эквализацию и точную настройку звука.

    • Переход через

    На этапе перехода предусилитель выполняет обработку, при которой он разделяет полный диапазон аудиосигналов на отдельные частоты.Он регулирует движения различных категорий динамиков, таких как вуферы и твитеры.

    • Электроэнергия и тепло

    Во время обработки предусилителя усилитель выделяет огромное количество тепла, которое изменяет электрический ток, работая вместе для создания звука. В автомобильной среде не рекомендуется использовать ламповые усилители, поскольку они выделяют тепло и вибрацию.

    Следовательно, альтернативный электронный транзистор усиливает звуковой сигнал.Усилитель усиливает сигнал линейного уровня с помощью электронных компонентов, таких как резисторы и конденсаторы. Усилители действительно выделяют тепло во время этого процесса. Но они изготовлены таким образом, что не испытывают перегрева.

    Цепь усилителя 5 、 BJT

    5.1 Что такое усилитель BJT?

    Биполярный переходной транзистор (BJT) состоит из двух полупроводниковых материалов, образующих PN-переход. Он создается путем соединения двух проводников спиной друг к другу.Вы получаете две клеммы, а именно P и N. Объединяя два аэропорта, вы получаете трехслойный транзистор с двумя переходами. Он составляет основу биполярного переходного транзистора.

    5.2 Функциональные возможности биполярных транзисторов

    Wile, стандартный транзистор, представляет собой трехслойное или обычно называемое трехконтактным устройством, изготовленное с использованием различных полупроводников. Он предлагает функции как изолятор и как проводник.Эта способность транзисторов заставляет их выполнять две важные функции, включая переключение и усиление.

    В биполярных транзисторах задействованы три различных участка, а именно:

    • Активная область
    • Насыщенность
    • Отсечка

    5.3 Конфигурации биполярных транзисторов

    В биполярных транзисторах включены три наиболее важных вывода, которые называются эмиттером, базой и коллектором. Наличие трех выводов открывает три способа соединить каждый из двух в транзистор.Типичные комбинации перечислены ниже:

    Конфигурация общего эмиттера

    .

    В этой схеме транзистор может обеспечивать сопротивление от среднего входного до среднего выходного. Он обеспечивает высокий коэффициент усиления по напряжению и току.

    Изображение 6: Общая конфигурация излучателя

    Общая базовая конфигурация

    Такое расположение обычно используется для создания ВЧ приложений, в которых клеммы обеспечивают низкий входной импеданс до высокого выходного сопротивления.Обычно получаемый ток низкий, а коэффициент усиления по напряжению выше.

    Изображение 7: Общая базовая конфигурация

    Конфигурация общего коллектора

    Эта конфигурация, обычно называемая эмиттерным повторителем, обеспечивает высокое входное сопротивление и низкое выходное сопротивление. Здесь коэффициент усиления по напряжению намного ниже, чем по току.

    Изображение 8: Конфигурация общего коллектора

    6 、 Как правильно выбрать индивидуальный усилитель

    Многие технические характеристики усилителя сбивают вас с толку, когда вы выбираете тот, который вам нужен?

    Есть ли у вас то, что вам следует искать в усилителе, прежде чем отдать деньги?

    В приведенном ниже руководстве кратко излагаются ключевые моменты, на которые следует обратить внимание при выборе усилителя.Руководство подробно расскажет о функциях и аспектах, о которых стоит задуматься, когда вы берете в руки любой усилитель.

    • Каналы усилителя

    В первую очередь следует обратить внимание на каналы усилителя. Вы должны выбрать усилитель в зависимости от того, какое количество выходных каналов вам нужно. Вы должны искать тот конкретный тип усилителя, который соответствует вашим потребностям. Есть много усилителей с двумя-четырьмя или монофоническими саб-портами.Имея усилитель с множеством портов, вы можете ощутить универсальность и мощь устройств.

    • Мощность усилителя

    Во-вторых, вам нужно сосредоточиться на мощности вашего усилителя. Существует два типа номинальной мощности, а именно:

    .

    • Пиковая мощность

    Пиковая мощность — это мощность, которую усилитель производит для ограниченного пакета. Это не так полезно, и это видно по цифрам на усилителе.

    • Рейтинг RMS

    Это непрерывный расчет выходной мощности усилителя. Вы должны проверить значения RMS при окончательной доработке усилителя.

    Усилитель звука

    Чтобы узнать, какой рейтинг идеально подходит для ваших динамиков, вы можете сделать одно. Выберите усилитель, который имеет более высокие баллы, чем у ваших динамиков, потому что чем большей мощности обладает ваш усилитель, тем лучше будет звучание вашей музыки. Если ваши динамики показывают среднеквадратичное значение 200 Вт, то лучше всего выбрать усилитель мощностью 250 Вт.

    • Характеристики усилителя

    Помимо рангов и дополнительных портов вашего усилителя, вы должны взглянуть на его особенности. Затем наиболее рекомендуемые функции, которые должен иметь ваш усилитель:

    1. Фильтры высоких / низких частот
    2. Входы уровня динамиков
    3. Усиление низких частот

    • Качество сборки усилителя

    Вы задаетесь вопросом, зачем вам нужен качественный усилитель?

    Специальный усилитель на плате, который может быть более дорогим, но обеспечивает высочайшее качество, позволяет вам наслаждаться музыкой как нельзя лучше.Таким образом, у вас есть порты для подключения всех основных кабелей одновременно.

    Вы можете иметь более мощный компонент с вентилируемым радиатором, чтобы поддерживать усилитель в прохладном состоянии и защищать его от перегрева. Таким образом, высококачественный усилитель обеспечивает высочайшее качество исполнения с лучшим звуком.

    • Электропроводка усилителя

    Последний и самый важный участок — это проводка усилителя. Его проводка может предсказать общую производительность вашего усилителя.Вложите деньги в покупку высококачественного комплекта проводки, чтобы убедиться, что провода подают питание на концы усилителя.

    Вы можете обратиться за помощью к профессионалам, которые помогут вам выбрать правильную схему подключения усилителя и комбинацию функций в соответствии с вашими потребностями. Поскольку неправильная комбинация проводки и функций усилителя может стоить вам очень дорого, всегда лучше оставаться рядом с профессионалом и направлять вас к выбору усилителя, который может обеспечить лучшую производительность и не будет стоить так дорого.

    7 、 Вывод

    Как компьютерный фанат и меломан, вам нужен усилитель, идеально подходящий для вас! Чтобы получить помощь с аудиоусилителем или выбрать аудиоусилитель, отвечающий вашим потребностям, свяжитесь с нашей печатной платой сегодня! Мы будем рады решить все проблемы, возникающие у вас с усилителем звука!

    Создайте простую плату стерео аудиоусилителя с использованием TDA2822

    Аудиоусилитель — это электронная схема, которая усиливает аудиосигналы малой мощности до уровня, подходящего для управления громкоговорителем.Эти усилители используются в беспроводной связи и радиовещании, а также в звуковом оборудовании всех типов. Существует много классов усилителей, и мы ранее построили множество схем аудиоусилителей, от небольших усилителей на 10 Вт до тяжелых усилителей мощности на 100 Вт.

    В этом проекте мы собираемся построить аудиоусилитель с использованием TDA2822 IC , который является очень популярным двухканальным аудиоусилителем, обычно используемым для создания мощных аудиоусилителей. Схема усилителя TDA2822 будет иметь одну интегральную схему усилителя TDA2822 и сможет управлять двумя динамиками с регулятором громкости.Кроме того, аудиовход для нашей платы усилителя может быть обеспечен непосредственно от аудиоразъема. Чтобы построить этот стереоусилитель TDA2822 на печатной плате, мы изготовили наши печатные платы от PCBWay, и мы соберем и протестируем их в этом проекте.

    Необходимые компоненты
    • TDA2822 Усилитель IC
    • Конденсаторы (2 × 1000 мкФ, 4 × 10 мкФ, 2 × 0,1 мкФ, 1 × 100 мкФ)
    • Резисторы (4 × 100 Ом)
    • Винтовой зажим (3 × 2 контакта, 1 × 3 контакта)
    • Потенциометр 2 × 10K

    TDA2822 Двойной усилитель мощности IC

    TDA2822 — это двойная микросхема усилителя звука малой мощности, которую можно настроить в стереорежиме или режиме моста.Он предлагает низкие кроссоверные искажения, низкий ток покоя и доступен в 8-контактном пластиковом корпусе с двумя линиями. Эта ИС может работать в широком диапазоне напряжений питания от 3 В до 15 В. Он специально разработан для использования в портативных радиоприемниках и транзисторных установках. Он может выдавать выходную мощность 0,65 Вт на канал в громкоговоритель 4 Ом при напряжении питания 6 В и 0,38 Вт на канал в громкоговоритель 8 Ом при напряжении питания 6 В в стереорежиме.

    TDA2822 Технические характеристики:

    • Напряжение питания: 3-15В
    • Выходная мощность: 3.2 Вт
    • Аудио — сопротивление нагрузки: 8 Ом
    • Усиление: 39 дБ
    • Рабочий ток питания: 12 мА
    • Ib — Входной ток смещения: 0,1 мкА
    • PSRR — Коэффициент подавления источника питания: 40 дБ
    • Низкие искажения кроссовера
    • . Низкий ток покоя
    • . Мост или стерео конфигурация

    TDA2822 Цепь стерео аудио усилителя

    Полная схема усилителя TDA2822 показана на изображении, приведенном ниже.Схема была нарисована с помощью EasyEDA. Помимо микросхемы TDA2822M, в ней используются два потенциометра, два динамика, а также некоторые конденсаторы и резисторы.

    Левый динамик (Speaker1) подключен к выходному контакту 1 IC через электролитический конденсатор C8. Правый динамик (Speaker2) подключен к выходному контакту 2 через электролитический конденсатор C7. Инвертирующие входные контакты (Pin5 и Pin8) подключены к земле через конденсаторы фильтра C1 и C3. Неинвертирующие контакты (Pin7 и Pin6) являются входными контактами и подключены к потенциометрам через электролитические конденсаторы C10 и C11.Конденсаторы C10 и C11 подключены, чтобы блокировать прохождение любой составляющей постоянного тока от усилителя IC к выходной нагрузке. Любая составляющая постоянного тока от усилителя до нагрузки, которая в данном случае является динамиком, может повредить его или вызвать шум или искажение выходного звука. Pot1 и Pot2 работают как регуляторы громкости левого и правого каналов для обоих динамиков. Контакт 2 подключен к источнику постоянного тока, а контакт 4 подключен к земле. Электролитический конденсатор C2 подключен к V CC , а контакты заземления работают как конденсатор фильтра.

    Изготовление печатной платы для платы стереоусилителя TDA2822

    Как только схема будет готова, мы можем приступить к разводке печатной платы. Вы можете спроектировать печатную плату с помощью любого программного обеспечения для печатных плат по вашему выбору. Мы использовали EasyEDA для изготовления печатной платы для этого проекта. Вы можете просмотреть любой слой (верхний, нижний, верхний слой, нижний шелк и т. Д.) Печатной платы, выбрав слой в окне «Слои». Помимо этого, вы также можете увидеть трехмерную модель печатной платы, как она будет выглядеть после изготовления.Ниже представлены виды трехмерной модели верхнего и нижнего слоев печатной платы Pi Motor Driver HAT.

    Макет печатной платы для вышеуказанной схемы также доступен для загрузки как Gerber по ссылке, приведенной ниже:

    Файл Gerber для аудиоусилителя с использованием TDA2822

    Заказ печатной платы в PCBWay

    Теперь, после доработки дизайна, можно переходить к заказу печатной платы:

    Шаг 1: Перейдите на https: // www.pcbway.com/ и войдите в систему. Зарегистрируйтесь, если это ваш первый раз. Затем на вкладке PCB Prototype введите размеры вашей печатной платы, количество слоев и количество необходимых вам печатных плат.

    Шаг 2: Продолжите, нажав кнопку «Цитировать сейчас». Вы попадете на страницу, где вам нужно будет установить несколько дополнительных параметров, таких как Тип платы, Слои, Материал для печатной платы, Толщина и другие; большинство из них выбраны по умолчанию, если вы выбираете какие-либо конкретные параметры, вы можете выбрать их соответственно.

    Шаг 3: Последний шаг — загрузить файл Gerber и продолжить оплату. Чтобы убедиться, что процесс проходит гладко, PCBWAY проверяет, действителен ли ваш файл Gerber, прежде чем продолжить оплату. Таким образом, вы можете быть уверены, что ваша печатная плата удобна для изготовления и будет доставлена ​​вам, как только вы это сделаете.

    Сборка платы стереоусилителя TDA2822

    Через несколько дней после заказа мы получили нашу печатную плату TDA2822 в аккуратной упаковке, качество печатной платы как всегда было хорошим.Верхний и нижний слои платы показаны ниже:

    Убедившись, что дорожки и следы правильные, я приступил к сборке печатной платы. Полностью спаянная плата выглядела так, как показано на изображении ниже:

    Тестирование платы усилителя звука TDA2822

    Когда вы закончите сборку печатной платы, подключите динамики к выходным контактам левого и правого каналов. Выходная мощность ИС зависит от входного напряжения питания и выходной нагрузки.Выходная мощность встроенных операционных усилителей ИС представлена ​​в таблице ниже.

    Для тестирования я подключил два динамика на 32 Ом и запитал ИС от литий-полимерной батареи. Аудиовход предусмотрен со смартфона. Для приема звука со смартфона в телефон вставляется аудиоразъем 3,5 мм, и все готово.

    Вот так просто собрать стереоусилитель Схема , используя TDA2822 с платой PCB.Полное рабочее видео проекта представлено ниже. Надеюсь, вам понравился проект, и вам было интересно создать свой собственный. Если у вас есть какие-либо вопросы, оставьте их в разделе комментариев ниже.

    PassDiy

    Усилитель Zen

    Перевал Нельсона

    Введение

    I. «Что такое хлопок одного транзистора?»

    Есть два наиболее важных принципа при проектировании аудиоусилителя.Первое — это простота. Второй — линейность.

    Эйнштейн сказал: «Все должно быть сделано как можно проще, но не проще». Простота — общий элемент лучших и самых изысканных дизайнов. Он предпочтителен по чисто эстетическим причинам, а также потому, что меньшее количество элементов меньше окрашивает звук и теряет меньше информации. Многие аудиофилы, включая меня, готовы пожертвовать другими областями исполнения, чтобы достичь интимности со звуком, доступным через простую схему.

    Усилитель должен быть простым, но при этом линейным. Некоторая мера искажений в усилителе неизбежна и простительна, если она менее агрессивного типа, но все же важно, чтобы измеренные характеристики искажения были достаточно низкими. Преимущество простой схемы теряется, если на звук накладывается избыток ложной окраски.

    Многие сложные топологии оправданы высоким качеством измеренных характеристик. По объективным критериям это вполне верный подход.Есть много приложений, в которых важна точность измерений, а субъективные характеристики не важны. Любое приложение, в котором производительность имеет решающее значение для получения точных чисел, например, в полевом усилителе МРТ, должно оцениваться объективно.

    Но это не ракетостроение; наша цель — сделать так, чтобы слушатели наслаждались звуком. Если мы оправдываем такой подход, называя его искусством, а не наукой, это прекрасно, даже предпочтительнее.

    Наша цель — разрешить очевидный конфликт между простотой и объективной производительностью.Имеющиеся в продаже усилители мощности имеют до 7 последовательно включенных каскадов усиления. Самый простой из известных мне по-прежнему имеет 3 этапа. Эта последовательность этапов усиления важна для создания избыточного усиления, которое можно использовать для отрицательной обратной связи. Обратная связь используется для корректировки характеристик каскадов усиления. Как ни парадоксально, дополнительное усиление используется для исправления дополнительных искажений дополнительных каскадов усиления.

    Насколько просто сделать схему и при этом она будет хорошо работать? Очевидно, что усилитель с одним каскадом усиления будет настолько простым, насколько мы можем топологически создать, и мы задаемся вопросом: «Какую производительность мы можем получить от одного устройства с одним усилением?»

    II.Односторонний класс A

    Для получения линейных характеристик такой простой схемы доступен только один подход: несимметричный класс A. Это была топология самого раннего использования усилительных устройств (конечно, ламп), но не получила широкого распространения в выходных каскадах твердотельных датчиков. государственные усилители мощности благодаря своей

    Двухтактные схемы имеют более высокий КПД, а также обладают преимуществом в том, что они могут подавать ток, превышающий ток холостого хода, или ток смещения, за счет перехода в более низкий класс работы.Двухтактный усилитель класса A, работающий на холостом ходу при токе смещения 1 ампер, может выдавать пиковое значение 2 ампер перед выходом из класса A и может обеспечивать еще более высокие токи, рассматриваемые как усилитель класса AB, где одна половина усилителя испытывает отсечку и не выдерживает сигнал для части формы волны. Напротив, односторонние усилители класса A не могут линейно передавать ток за пределы своей точки смещения, и они, как правило, должны рассеивать на холостом ходу более 4

    раз больше их номинальной мощности. Типичный КПД составляет максимум около 20%.

    Сама по себе эта огромная неэффективность объясняет, почему одностороннему классу A уделяется ограниченное внимание, хотя тщательное рассмотрение возможных схем показывает, что возможен КПД, приближающийся к 50%. Кроме того, существуют способы, которыми одноконтактный усилитель класса A может работать как двухтактное устройство за пределами точки смещения, при этом предполагается, что двухтактные характеристики предпочтительнее ограничения. Pass Labs получила один патент и подала заявку на другой, отражающий новые разработки в этой области.

    На рисунке 1 показан простой пример несимметричной схемы класса А. В этом случае устройством усиления является полевой транзистор, хотя эта концепция одинаково хорошо применима и к лампе для биполярного транзистора. Входной сигнал подается на затвор, и транзистор обеспечивает усиление по току и напряжению, которое появляется на стоке. Каскад усиления смещен некоторым импедансом, который обеспечивает ток смещения транзистора.

    Этот импеданс может быть резистором, источником постоянного тока или другой нагрузкой, например громкоговорителем.Поскольку этот элемент несет постоянный ток смещения, маловероятно, что мы захотим использовать для этого громкоговоритель, и обычно мы хотели бы подключить громкоговоритель параллельно с элементом смещения, последовательно с блокирующим конденсатором.

    Если элемент смещения представляет собой резистор, мы видим типичный КПД около 4%. Это означает, что мы простаиваем цепь на 100 Вт и имеем максимальную выходную мощность

    .

    энергетическая неэффективность. Работа с односторонними усилителями класса A в последнее время привлекает повышенное внимание, в первую очередь, со стороны энтузиастов ламп, а недавно ряд компаний представили ламповые усилители класса A.Для них характерны ограниченная мощность, высокая стоимость и несколько каскадов усиления.

    В 1977 году в журнале Audio Magazine я опубликовал 20-ваттную биполярную одноконтактную конструкцию класса A с четырьмя каскадами усиления. Pass Labs производит серию односторонних усилителей Aleph класса A с 1992 года, и они имеют три каскада усиления. Мне неизвестно о других твердотельных предложениях в США, хотя я ожидаю, что моя гегемония будет недолгой с неизбежным появлением других несимметричных транзисторных усилителей.

    Простота — не единственная причина использования несимметричной топологии. Характеристики несимметричного каскада усиления наиболее естественны в музыкальном плане. Его асимметрия аналогична характеристике сжатия / разрежения воздуха, где для данного смещения наблюдается немного более высокое давление на положительном (сжатие), чем на отрицательном (разрежение). Сам воздух является несимметричной средой, где давление может стать очень высоким, но никогда не опускаться ниже 0. Гармонические искажения такой среды — вторая гармоника, наименее неприятная разновидность.

    Иногда неправильно понимают, что несимметричные усилители намеренно искажают сигнал второй гармоникой, чтобы добиться ложно благозвучного характера. Это неправда. Низкие искажения по-прежнему являются важной целью, и я считаю, что преднамеренное введение второй гармоники в музыкальный сигнал не улучшает качество звука.

    Несимметричное усиление отличается от двухтактных схем тем, что для каждого каскада усиления используется только одно устройство усиления, и оно передает только полный сигнал.Линейные односторонние конструкции работают только в классе A.

    Напротив, двухтактные конструкции распределяют сигнал между двумя противоположными устройствами, одно концентрируется на положительной половине, а другое — на отрицательной половине. Эта положительная / отрицательная половина аудиосигнала является уловкой, вызванной желанием эффективно обрабатывать сигнал только переменного тока без компонента постоянного тока. Большинство двухтактных конструкций класса A предлагают энергоэффективность в два раза выше, чем у большинства однотактных конструкций, и они также предлагают меру подавления искажений.

    Хорошо подобранная пара двухтактных устройств усиления будет иметь более низкие измеренные искажения из-за подавления и будет концентрировать гармоническое содержание в третьей гармонике и других «нечетных» гармониках, отражая симметрию между положительной и отрицательной половинами формы волны. Возможна работа в режимах класса A, класса AB и класса B. Наиболее линейным из них является класс A, в котором на холостом ходу рассеивание в цепи будет более чем в два раза превышать номинальную мощность.

    4 Вт. Мы можем значительно повысить эффективность, если отделим ток смещения от тока сигнала, чтобы источник смещения обрабатывал только постоянный ток, и, конечно, наш блокирующий конденсатор гарантирует, что динамик видит только переменную часть сигнала.

    Мы можем добиться этого, смещая схему с помощью источника постоянного тока, и КПД поднимается примерно до 20%, или примерно в 5 раз лучше. Источник постоянного тока обеспечивает только постоянный ток, который не зависит от сигнала. Помимо повышения эффективности, источники постоянного тока устраняют шум источника питания из-за смещения и обеспечивают абсолютно постоянную нагрузку для источника питания. В результате этого абсолютно постоянного потребления источника питания становится относительно неважным, какое сопротивление наблюдается в цепи источника питания, и два канала могут потреблять один источник питания без модуляции сигналов друг друга.

    Очевидно, что использование источника постоянного тока для смещения оправдано производительностью по сравнению с использованием резистора, хотя не все разработчики-единомышленники согласны с этим.

    III. Mosfets

    Мы должны рассмотреть, какой тип устройства усиления подходит для этого приложения. На самом деле выбор прост: биполярные устройства имеют слишком низкий входной импеданс, чтобы их можно было использовать, а лампы имеют слишком малое усиление для использования в одноступенчатом усилителе мощности. Единственное используемое устройство — это силовой МОП-транзистор, который представляет собой крутильное устройство, подобное лампе, и имеет высокий входной импеданс, но работает с достаточным усилением при достаточно высоких токах, чтобы управлять им непосредственно линейным сигналом.

    По совпадению, я предпочитаю Mosfet. Даже в более сложных схемах биполярные транзисторы не имеют характеристики крутизны, которую я считаю желательной, а лампам требуется трансформатор связи с сопутствующим ухудшением характеристик.

    Использование трансформаторов в качестве нагрузки для несимметричной цепи очень проблематично, поскольку постоянный ток, проходящий через трансформатор, имеет тенденцию насыщать сердечник. Решение, которое было применено, состоит в том, чтобы использовать сердечник с воздушным зазором, желая добиться того, чтобы первичная и вторичная катушки были только слабо связаны, что еще больше снизило бы производительность.

    Мосфеты не получили должной оценки за их характеристики в высококачественном аудио. Я считаю, что это связано с относительно тусклым звуком, связанным с коммерческими предложениями на сегодняшний день. Однако это не вина Mosfets. Изучение усилителей на рынке выявило два серьезных недостатка в том, как используются МОП-транзисторы для усиления. Во-первых, почти все разработчики просто поместили МОП-транзисторы в те же (сложные) топологии, которые были разработаны для биполярных устройств, без учета их особых характеристик.Такое невообразимое использование нового устройства усиления приводит к получению звука, незначительно отличающегося от исходной биполярной схемы, и не дает большого улучшения.

    Представленные на рынке конструкции Mosfet также относятся к классу AB. Передаточная кривая МОП-транзисторов обнаруживает серьезные нелинейности при малых токах смещения, что приводит к нелинейности кроссовера в двухтактных схемах. Этот недостаток конструкции создает звуковую сигнатуру, которую многие называют «туман Mosfet», где потеря деталей очевидна.Чтобы полностью реализовать

    Преимущества транзисторов Mosfet, они должны работать в классе A.

    Поэтому неудивительно, что Mosfets не нашли среди аудиофилов той благосклонности, которой заслуживают эти устройства. Я ожидаю, что это изменится в ближайшем будущем, особенно по мере того, как МОП-транзисторы найдут свое применение в несимметричных усилителях класса А.

    IV. Схема.

    На рисунке 2 показана полная схема усилителя. Q1 — это каскад усиления, смещенный источником постоянного тока Q2.

    В первую очередь обращаясь к источнику тока, отметим схему, связанную с Q2. Q3 используется для регулирования привода затвора для Q2. На него подается ток (смещение) от R6 / R7, а C5 используется для фильтрации пульсаций источника питания. Когда ток проходит через Q2, он вызывает падение напряжения на R1, и когда это падение напряжения достигает примерно 0,66 В (2 А через Q2 / R1), он включает переход Q3, а Q3 затем ограничивает появляющееся напряжение

    на затворе Q2 примерно до 4 вольт.Эта маленькая петля поддерживает постоянный ток через Q2 на уровне 2 ампера. R3 и R4 предназначены для добавления стабильности контуру и предотвращения паразитных колебаний Mosfet Q2.

    Этот постоянный ток в 2 ампера подается на Q1. Резистор R8 и потенциометр P1 образуют контур обратной связи постоянного тока, который управляет затвором Q1 при напряжении около 4 вольт и помещает потенциал стока Q2 в среднюю точку источника питания, или около 17 вольт. Входной сигнал проходит через C6 и R5 к затвору Q1, а выходной сигнал проходит через C3 и C4 параллельно громкоговорителю.R9 и R2 предназначены для отвода постоянного тока, но не особенно важны. Z1 необходим для обеспечения того, чтобы входной переходный процесс не превышал номинальное значение затвора 20 В МОП-транзистора.

    На рис. 3 показаны изображения двух каналов на ПК. Шаблон предназначен для одностороннего (конечно!) Строительства, но у меня были платы, сделанные с заземляющим слоем на верхней стороне платы и покрытые сквозными отверстиями, так как разница в стоимости очень небольшая.

    Обратите внимание, что полярность выходных соединений перепутана.Поскольку топология обратной полярности, плюсовые клеммы громкоговорителя должны быть заземлены, а минусовые клеммы подключены к активному выходу усилителя.

    На рис. 4 показано размещение компонентов, на рис. 5 — список деталей. Обратите внимание, что трансформатора T1, предохранителя F1 и диодных мостов B1 нет на печатной плате. Метки соединений платы L POWER и R POWER прикреплены к диодному мосту + и -. Замены частей, безусловно, возможны. Первое требование к МОП-транзисторам — это способность непрерывно рассеивать 30 Вт без сбоев, что означает выбор устройств с номинальной мощностью 125 Вт или более.МОП-транзисторы должны быть рассчитаны на 50 вольт или более, и я предлагаю, чтобы они были рассчитаны на постоянные токи стока 10 ампер или более. В данном случае я выбрал детали International Rectifier, и многочисленные замены будут соответствовать этим требованиям на странице IR каталога Digikey.

    Очень важный элемент — радиатор. Раковина для каждого канала должна обеспечивать непрерывное рассеивание 70 Вт при повышении температуры примерно на 25 градусов по Цельсию. Меньший радиатор сократит срок службы Mosfet.Если вы обнаружите, что не можете дотронуться до радиатора во время работы, я предлагаю использовать вентилятор.

    Силовой трансформатор должен подавать около 25 В переменного тока при 6 А или около того на каждый канал. В то время как фактическое потребление постоянного тока составляет ровно 2 ампера на канал, коэффициент мощности, создаваемый при зарядке блока питания

    Конденсаторы приводят к тому, что трансформатор рассеивает больше, чем предполагается в 2 ампера. Из рис. 5 видно, что предлагаемый силовой трансформатор имеет вторичную обмотку для каждого канала, однако допустимо управлять обоими каналами от одной вторичной обмотки и диодного моста.

    V. Операция

    Когда вы закончите строительство, подключите его. Если предохранитель блока питания не перегорел, вы будете искать около 0,66 вольт на R1, отсутствие постоянного напряжения на выходе и около 17 вольт на стоках (центральные штыри). Mosfets. При входном сигнале и нагрузке 8 Ом отрегулируйте P1 для симметричного ограничения. Отрегулируйте P1 после того, как усилитель прогреется.

    На рис. 6 показана кривая гармонических искажений от 10 милливатт до 20 Вт на частоте 1 кГц и 8 Ом.Ниже 10 Вт искажения — это чисто вторая гармоника. На рис. 7 показано искажение на уровне 2 Вт в звуковом диапазоне. На рис. 8 показана частотная характеристика. Амплитуда составляет примерно 0,25 дБ при 20 Гц и примерно 0,5 дБ при 20 кГц.

    Стол 1

    Резисторы:

    Конденсаторы:

    C1

    10,000 мкФ

    35 В

    Digi-Key

    P6485

    C2

    10,000 мкФ

    35 В

    Digi-Key

    P6485

    C3

    2200 мкФ

    35 В

    Digi-Key

    P6481

    C4

    2200 мкФ

    35 В

    Digi-Key

    P6481

    C5

    47 мкФ

    25 В

    Digi-Key

    P5976

    C6

    47 мкФ

    25 В

    Digi-Key

    P5976

    Разное:

    1 квартал

    IRFP140, N-канальный МОП-транзистор, мин. 50 В, 10 А, 125 Вт

    2 квартал

    IRFP9240, МОП-транзистор с каналом P, мин. 50 В, 10 А, 125 Вт

    3 квартал

    MPSA92, транзистор PNP, мин. 50 В, 10 мА, TO92

    П1

    Потенциометр 10 кОм, Digi-Key 3386P-103-ND

    BR1

    Диодный мост 25A 50V, Digi-Key GBPC12005

    F1

    Быстродействующий предохранитель типа 3AG 5-6A

    Т1

    Авель Линдберг # D4040 (2 канала)

    Т1, Т2

    Корпорация Тороид №617.242 (по 1 на каждый канал)

    Трансформатор

    ок. 24-25 В переменного тока @ 5A вторичные цепи

    Выходное сопротивление усилителя составляет примерно 1 Ом с коэффициентом демпфирования примерно 8. Существуют громкоговорители, которые не подходят для этого усилителя, либо из-за того, что им нужен высокий коэффициент демпфирования, у них сопротивление ниже 8 Ом, либо требуется больше. чем 10 ватт. При импедансах ниже 8 Ом выход усилителя не увеличивается, а падает.Это связано с тем, что несимметричная конструкция может обеспечивать только значение тока смещения и не будет работать линейно за пределами точки смещения.

    Есть довольно много громкоговорителей с импедансом 8-16 Ом и чувствительностью в диапазоне 90-100 дБ, которые вполне подходят. Усилитель также отлично подходит для использования в качестве среднечастотного или высокочастотного усилителя и особенно хорош с рупорными драйверами.

    Если вы хотите управлять нагрузкой 4 Ом с удвоенной мощностью, я предлагаю просто подключить два канала параллельно в моно на входных и выходных клеммах.

    Входное сопротивление составляет 4,75 кОм, а коэффициент усиления — около 8,5 дБ. Это означает, что усилитель должен приводиться в действие активным источником, способным выдавать 3,5 В при 700 мкА. Входную характеристику можно отрегулировать для источников с большим напряжением и меньшим током, увеличив R5, и можно отрегулировать для источников с большим током и меньшим напряжением, пропорционально уменьшив R5.

    Так как это звучит? С правильным динамиком просто замечательно.

    Неизбежно после публикации такого проекта, как этот, я получаю большое количество запросов о том, как улучшить дизайн. Как сделать его больше, меньше, лучше; Используйте лучший провод, лучшие конденсаторы, лучшие разъемы.Предлагаю ли комплекты, запчасти; Продам ли я напрямую; Буду ли я ремонтировать усилители?

    Аналогичный усилитель должен появиться в продаже у дилеров Pass примерно в то время, когда вы это прочтете. Информацию о продуктах и ​​дилерах, а также официальные документы по эксплуатации односторонних устройств класса A можно получить по адресу:

    Pass Labs, почтовый ящик 219, 24449 Foresthill Rd.
    Foresthill CA 95631, факс (530) 367 2193

    Я не предлагаю комплекты, не продаю напрямую и не ремонтирую. Бесплатные советы предоставляются редко.

    Усовершенствовав усилитель, вы можете использовать любую лучшую деталь, которая вам нравится. Маловероятно, что вы попросите усилитель меньшего размера, и если вам нужен усилитель большего размера, я предлагаю вам найти детали побольше и построить их. Все элементы здесь легко масштабируются, и вы можете либо найти более крупные Mosfet, либо запустить существующие ближе к их пределам.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *