Сделать музыкальный усилитель. Самый качественный усилитель звука
Если музыка для вас - это не просто совокупность звуков и нот, то такое устройство, как усилитель для колонки или сабвуфера, вам просто необходимо. Настоящие ценители музыки благодаря этому устройству выставляют динамик таким образом, что любая мелодия звучит сказочно и завораживает с каждой секундой все больше и больше. Причем не обязательно бежать в магазин и тратить деньги на его покупку. Достаточно просто сделать «усилок» своими руками. Как именно, давайте разберемся.
Как сделать усилитель звука своими руками? Делаем корпус
Вначале необходимо подготовить корпус, в котором все электронное устройство будет защищено от различных механических повреждений, влаги и прочих негативных воздействий окружающей среды. Поскольку мы упомянули в вышеперечисленном списке защиту от повреждений, данная деталь у нас будет изготавливаться из металла, а чтобы не утяжелять устройство, можно применить несколько После этого нарежьте заготовки и сделайте вертикальные стойки. Что касается размеров, толщина нашего усилителя будет составлять порядка 5-6 сантиметров, при этом габариты стеклянной крышки - 4х1 миллиметр. Высота всей стойки - порядка 5-5.2 сантиметров. Конструируя корпус элемента, не забывайте и про горизонтальные элементы каркаса. В качестве соединительных элементов при сборке конструкции следует применить 3-4 винта, желательно серии М3. При этом необходимо сделать два угольника на одной из стоек, дно и заднюю стенку. Для этого вам понадобится лобзик по металлу и 1.5-милиметровый алюминиевый лист. Все это потом тоже крепится к конструкции при помощи винтов.
Также в вопросе «как сделать усилитель для колонок» необходимо уделить внимание передней панели. Чтобы ее сделать, возьмите полоску из алюминия толщиной в 5 миллиметров и сделайте планку, которая будет скрывать весь механизм. Чтобы придать устройству «человеческий» вид, покрасьте его какой-нибудь краской в аэрозольном балончике.
Плата
Если вы хотите узнать, как сделать правильно, запомните, что главное в нем - вовсе не корпус (хотя он тоже играет немаловажную роль в конструкции), а плата. И если в первом случае можно допустить несколько погрешностей, то каждая ошибка при конструировании второго механизма может существенно повлиять на работоспособность и качество звучания динамика в целом. Как сделать усилитель звука своими руками? Плата коммутации изготавливается следующим образом:
Последние этапы
После этого необходимо позаботиться о плате для конденсаторов и изоляции. На завершительном этапе вопрос, как сделать усилитель звука своими руками, сопровождается выведением ручки управления устройства на переднюю панель. После того как она там будет закреплена, можете наслаждаться мелодичным звуком!
В один прекрасный миг мне потребовался оконечный усилитель для дома, который входил бы в состав комплекса: ПРИБОЙ Э104С -> Radiotehnika УП-001 -> Оконечный усилитель -> ВЕГА 50АС-106. Требования были такие: приличное качество звучания, использование существующего конструктива. При этом я не стал ограничиваться готовыми схемотехническими изысканиями в сети или в радиолюбительской литературе, а попытался создать свой усилитель, на основе имеющегося опыта и материала. Данному усилителю и посвящена эта статья.
Поскольку электрическая начинка еще полбеды, а для радиолюбителя поиск корпуса является головной болью, подрывающей национальное здоровье нашей страны, проблему корпуса следует затронуть в первую очередь. Есть множество вариантов для решения проблемы, решил взять за основу корпус советского усилителя «Электрон 104-стерео» выпуска 1977 г. и всем настоятельно рекомендую искать этот неисправный усилитель для будущего корпуса и для выгодного заимствования понижающего трансформатора (который также будет являться главным элементом питания усилителя). Данные усилители почти повсеместно эксплуатировались в театральных кружках, школах, детских садах в актовых залах. Веду речь к тому, что пора бы начинать заводить «друзей» в школах. Корпус данного усилителя представляет собой яркий пример неэкономного расходования алюминия, что позволяет использовать возможности конструктива корпуса для мощных усилителей. Вместе с тем недостатком данного корпуса является близость одного из каналов к трансформатору питания (синяя стрелка), что может породить такое явление как присутствие в одном из каналов усилителя фона, частотой, кратной частоте сети. Поэтому, было решено перенести месторасположение диодного моста (зеленая стрелка).
Схема питания особенностей не имеет и представляет собой фактически схему питания изначального усилителя, но с измененным конструктивом. Окончательный этап размещения всей электрической составляющей проиллюстрирован ниже.
Теперь можно перейти к электрической части. Усилитель представляет собой классическую топологию Лина, с изменениями и дополнениями. Параметры усилителя:
Характеристика - Величина :
- Диапазон питающих напряжений: ±24...35В
- Полоса воспроизводимых частот, не уже: 20-20000Гц
- Эффективная выходная мощность, при нагрузке 4 Ом и питании ±35В: 80Вт
- Коэффициент гармонических искажений, при максимальной выходной мощности и входном сигнале – синус 1кГц: 0,004%
- Коэффициент гармонических искажений, при максимальной выходной мощности и входном сигнале – синус 20кГц: 0,02%
- Отношение сигнал/шум, на частоте 1кГц, не менее - 95дБ
Схема усилителя звука
Входной каскад усилителя мощности собран по дифференциальной схеме на транзисторах Т3 и Т4, нагруженный на генератор стабильного тока, выполненный по традиционной классической схеме на транзисторе Т5. В эмиттеры транзисторов дифференциального каскада включены резисторы R3, R4, R6, R7 играющие роль местной ООС, таким образом было достигнуто снижение нелинейности внутреннего сопротивления эмиттерного перехода. В коллекторную же область входного каскада включено токовое зеркало на элементах T1 и T2, с дополнительными резисторами в эмиттерах для снижения влияния эффекта Эрли, для достижения более точной балансировки входного каскада.
Далее, второй каскад усилителя выполнен на транзисторе T6 по схеме усилителя напряжения и имеющий в своем составе двухполюсную коррекцию. Цепь смещения выполнена по схеме «транзисторного стабилитрона» с использованием элемента T8. Установленный на радиатор вместе с выходным каскадом, он выполняет еще и функцию термостабилизатора. Включение резистора подстройки тока покоя R22 выполнено таким образом, чтобы обеспечить безопасность схемы от случайного обрыва движка съемного контакта, и в связи с этим, предотвратить резкое повышение тока покоя выходного каскада. Ток на цепь смещения подается также с генератора стабильного тока на транзисторе T7, имеющего общий источник опорного напряжения с генератором для дифференциального каскада (диоды D1,D2). Выходной каскад выполнен по симметричной схеме включения эмиттерных повторителей. Выходной сигнал проходит через выходной фильтр R37L2 и цепь Зобеля (R36C8), предотвращающий самовозбуждение усилителя на высоких частотах.
Немного осциллограмм
1) Синус 1кГц, 80Вт
2) Синус 20кГц, 80Вт
3) Меандр 1кГц
4) Меандр 1кГц
Конструкция и детали домашнего аудиоусилителя
Катушка L2 наматывается на любом карандаше (карандаш вытащить из катушки), проводом сечением 1 мм и содержит в себе 10-12 витков. Транзистор Т8 устанавливается на радиатор, вместе с выходными транзисторами. Все транзисторы должны быть изолированы друг от друга через слюдяные прокладки. Для снижения влияния изменения температуры на значение постоянного напряжения на выходе усилителя, рекомендуется прижать попарно друг с другом транзисторы Т1, Т2 и Т3, Т4 ПВХ-стяжками или термоусадкой. Элементы Т9-Т10 располагаются на отдельных алюминиевых пластинах (радиаторах), площадью рассеивания 30-40см2. Рисунок печатной платы делается под существующий конструктив, в моем случае чертеж рисовался на бумаге карандашом. Универсальная печатная плата, вид сверху, выглядит следующим образом (не тестировалась и не проверялась, возможны ошибки). её файл можно тут.
Настройка УНЧ
Первое включение необходимо производить через токоограничивающие резисторы в питании, а также с эквивалентом нагрузки, после прогрева и убежденности в том, что все узлы схемы работают нормально, т.е. не вызывают стрессовых ситуаций у вас и окружающих людей. После этого, к усилителю подводят полноценное питание, не снимая эквивалентное сопротивление. Подстроечным резистором R15 добиваются нуля на выходе усилителя, а подстроечным резистором R22 устанавливают ток покоя, в пределах 40-50 миллиампер. Результат: по-настоящему живое и хорошее звучание, отличный низ (и это на 50АС-106!), было собрано 4 экземпляра, все запустились с первого раза.
Когда женщина приходит в магазин за шампунем, ей трудно сразу определиться с покупкой, и она часами бродит вдоль полок, перебирая десятки вариантов. Вот и многие радиолюбители, берясь за сборку самодельного УМЗЧ, могут долго выбирать среди широкого разнообразия схем и микросхем. Это и слабенькие TDA2282 , и простые TDA1557 , и серьёзные TDA7294 , и дорогие STK40 ... Выбор, предоставляемый производителями специализированных звуковых интегральных микросхем очень велик. На какой остановиться? Предлагаем вариант, который по праву считается золотой серединой в усилителестроении - микросхема TDA2050 (), которая при цене в пару десятков рублей обеспечит нам честных 30 ватт мощности. Что в стереоварианте уже 60 - для квартиры вполне.
Схема усилителя для самостоятельного изготовления
Под это устройство разработана печатная плата, который подходит для TDA2050 или LM1875 и имеет все необходимые узлы - питание, защита динамика, задержка включения и быстрого выключения. Это достигается с помощью удобной, но малопопулярной на отечественных рынках микросхемы UPC1237 . Если нет возможности купить её, просто удалите из схемы все элементы её обвязки, начиная от резисторов R12, R13. Тогда в вопросе защиты будете полагаться на сами микросхемы УМЗЧ, которые имеют термо- и защиту от замыкания. Правда не очень надёжную. Да и щелчки при включении из динамиков возможны. Параметры самого усилителя подробно описаны в документации .
М/с TDA2050 и LM1875 являются полностью взаимозаменяемы, различия в их схемах заключаются лишь значениями пары резисторов и одного конденсатора.
Все это позволяет сделать универсальную печатную плату , подходящую для любой из этих двух микросхем.
Источник питающего напряжения
Сам УМЗЧ на 2x30 Вт, но мощность зависит от напряжения питания и сопротивления колонок, подключенных к выходу. Если вы не нашли трансформатор, способный обеспечить указанное двухполярное питание (2 по 17 В) - не беда. Схема может работать и от пониженного напряжения, например 2 по 12 В. При этом просто пропорционально упадёт мощность. Зато такой трансформатор проще найти - можно даже взять два стандартных, по 12 В, и соединить их выходные обмотки последовательно.
Что касается всяческих темброблоков, как показала практика - это ненужное усложнение схемы, которое чревато лишними шумами. Менять АЧХ можно и на компьютере (телефоне). Здесь же достаточно обычного регулятора громкости. И, как вариант, баланса каналов.
Коробка для самодельного усилителя
Корпус в нашем случае пластиковый, с передней и задней стенками в виде металлических пластин 1 мм. Вы можете взять абсолютно любую подходящую по размерам и дизайну коробку, хоть пластмасса (легче обрабатывать и сверлить), хоть металл (защита от помех и прочность).
Все разъёмы стандартные - сеть 220 В, входа RCA и выходы "педальки" для акустических систем. Особое внимание уделите резистору для регулятора звука. Прежде чем ставить его в УНЧ, просто подключите и послушайте, нет ли шорохов и треска из динамиков при повороте ручки.
Обсудить статью КАК СДЕЛАТЬ УСИЛИТЕЛЬ СВОИМИ РУКАМИ
Использовать стационарный компьютер без звукового сопровождения очень проблематично. Ни музыку нормально не послушать, ни фильм посмотреть. Разве что в наушниках, т.к. усилитель звука для подключения внешней акустики в компьютере не предусмотрен. Конечно, магазины в наш технологический век предлагают разнообразие моделей различных ценовых категорий, но можно попробовать обеспечить себя неплохим звуковым окружением и самостоятельно.
Усилитель звука для компьютера
Рассмотрим один из самых простых усилителей. Собрать который, пожалуй, под силу будет любому, кто умеет держать в руках паяльник и хоть немного понимает основы физики.
Основой усилителя будет микросхема TDA 1557, широко распространённая в магазинах радиотоваров,
Микросхема TDA 1557Q для компьютерного усилителя звука
которая представляет из себя мостовой стереоусилитель с простой схемой подключения, которую можно собрать и навесным монтажом, распаяв детали прямо на ножках микросхемы, не вытравливая печатную плату.
Для сборки усилителя кроме самой микросхемы понадобятся: 2 резистора сопротивлением 10 кОм, 3 плёночных конденсатора, 2 из которых ёмкостью 0,22 — 0,47 мкФ (220n -470n) и один 0,1 мкФ (100n), электролитический конденсатор ёмкостью 2.200 — 10.000мкФ рабочим напряжением не менее 16 В и кнопка или тумблер для включения-отключения усилителя. Стоимость всех деталей для сборки варьируется от $10 до $15 или 400 — 600 руб. Ещё потребуется немного экранированного провода и динамики или колонки мощностью 15 — 30 Вт, сопротивлением 4 — 8 Ом. Наглядно схема монтажа представлена ниже.
Схема подключения усилителя на TDA1557Q
Звук на усилитель нужно подавать с выхода для подключения наушников звуковой карты компьютера экранированным проводом во избежание фона и постороннего шума из динамиков. Электролитический конденсатор припаивать максимально-короткими проводами. От величины его ёмкости зависит уровень просадки напряжения при пиках мощности, следовательно — глубина и чистота баса. Рекомендуется ставить не менее 2.200 мкФ. Верхний предел по ёмкости не ограничен.
Прямо к ногам этого конденсатора можно подпаять плёночный 0,1 мкФ. Тумблер служит для плавного включения усилителя, чтобы не было щелчка в динамиках при подаче питания и режима приглушения громкости, сна усилителя.
Усилитель работает при напряжении 10 — 18 В, следовательно, можно подключить его от блока питания компьютера с вывода +12В и массы COM.
Усилитель с HI-END качеством звучания
Вашему вниманию представляется усилитель с очень мягким, как ламповый усилитель звуком, но превосходящий ламповые усилители по другим параметрам (отношение сигнал/шум и нелинейные искажения).
Воспроизводимый звуковой диапазон: от 10Гц до 25кГц
Соотношение сигнал/шум: не ниже 92dB (не взвешенное)
Нелинейные искажения: 0,001%
Подтолкнуло меня к созданию такого усилителя, любовь к очень хорошему и качественному звуку.
Пересмотрев массу всевозможных схем, сделал небольшой набросок принципиальной схемы усилителя. Позже столкнулся с поиском хорошего по качеству звучания операционного усилителя, занял такой поиск микросхемы в интернете на тот момент около 2 недель.
Первое условие - этот операционный усилитель должен быть высоковольтным, второе - очень качественным по соотношению сигнал/шум. До этого я собирал неплохие усилители на отечественной элементной базе микросхемах К544УД2 и К574УД1, а также на мощных выходных транзисторах КТ818 и КТ819. На тот момент их параметры меня полностью устраивали.
Но с появлением на наших прилавках современной импортной техники требования к такому усилителю стали намного выше, хотелось очень качественного звука, сравнимого по звучанию с ламповыми усилителями.
Итак, со всеми компонентами я определился, началась непосредственная сборка самого усилителя, а поскольку в то время я работал в сервисном центре, то и настройку со сборкой делал на работе в свободное от ремонта время.
Первый вариант усилителя выглядел так – это было только начало.
Поскольку на тот момент у меня еще не было ни корпуса, ни окончательно разведенных плат, устройство было собранно в коробке от упаковок ДВД проигрывателей. В таком виде оно проработало около месяца, и никаких казусов в работе не произошло.
После этого я плотно взялся за разводку печатных плат и вот что из этого вышло.
Ну и как выглядят платы промышленного производства:
Схемотехника усилителя довольно проста в сборке и не содержит дефицитных элементов.
Все компоненты можно приобрести на любом радиорынке.
Классическое схемопостроение как входного, так и выходного каскадов, позволило выполнить очень простую в сборке схему усилителя и что немало важно нет никакой необходимости в его настройке. Да именно в настройке он не нуждается, поскольку в схеме нет регулирующих элементов подстройки токов покоя выходного каскада, системы термостабилизации и т.п.
После сборки усилителя необходимо после включения в сеть проверить на выходе усилителя постоянное напряжение, оно должно быть в диапазоне +20/ -20мВ, при этом вход усилителя нужно замкнуть на землю. Если это напряжение находиться в пределах нормы усилитель готов к работе, не забудьте только выпаять перемычку по входу.
На операционном усилителе собрана схема усиления по напряжению, с коэффициентом усиления приблизительно на 25. Транзисторы VT1, VT2, VT5, VT6, VT7 и VT8 включены по схеме ОЭ и выполняют функцию усилителей тока с коэффициентом 10.
На транзисторах VT3 и VT4 собрана схема термостабилизации самого усилителя, и они, как и выходные транзисторы также находятся на радиаторе. Если эти транзисторы не будут укреплены на радиатор, то усилитель мгновенно нагреется до температуры свыше 90 градусов.
Максимальная температура нагрева усилителя при нагрузке и длительной его эксплуатации составляла 70 градусов.
Катушка L1 содержит от 16 до 20 витков намотанные в один слой провода ПЭВ-2 1мм.
Конденсаторы С2 и С7 желательно использовать металлобумажные, а остальные многослойная керамика.
Транзисторы можно использовать импортные, подходящие по параметрам.
При определенных изменениях в схеме мощность данного усилителя можно поднять до 100Вт.
Ниже прилагается фото собранного усилителя:
К сожалению, я не мастер по металлу и дереву, но вот что у меня из этого вышло.
Данный усилитель работает достаточно надежно уже на протяжении 8 лет и никаких проблем не происходило. Качество его звучания очень пристойное, где-то и превосходящее ламповые усилители по мягкости звука, не говоря о шумах и нелинейных искажениях самих ламповых усилителей. Да-да я не оговорился.
Были произведены сравнения по качеству звучания с такими моделями как NAD, Rotel, Arcam и Yamaha, данная схема усилителя превзошла все выше перечисленные модели по мягкости и качеству звука.
Существует два варианта плат под левую сторону и правую сторону, в архиве находится только левая сторона разводки платы.
|
Как вам эта статья? |
