Усилитель с естественным звучанием
Каждый любитель музыки хотел бы иметь хороший и качественный усилитель. А кто-нибудь задумывался, какой самый мощный бытовой усилитель используется в мире? А такой есть! «Рerreaux Eloquence 250i» - это мощный интегральный усилитель, мощность которого составляет 350 Вт на канал. Звучание данного усилителя чистое и естественное. Это качество является главной его особенностью. Данная модель усилителя порадует меломанов своей простотой и массой возможностей.
Универсальная система
Система может быть подключена практически к любому устройству (компьютер, музыкальный сервер, цифровой ресивер, игровая консоль, домашний кинотеатр). Специально для этого он снабжен интуитивным интерфейсом. Усилитель оформлен в классическом дизайне. Алюминиевая панель имеет толщину 18 мм. В данной модели имеется USB – вход и различные оптические входы. У усилителя «Perreaux Eloquence 250i» есть свой нейтральный характер звучания, который сочетается с возможностью полностью реализовать столь большой потенциал мощности.
Секрет функциональности
Расширить функциональность усилителя можно также за счет различных блоков цифроаналогового конвертера. Есть модели, имеющие цифрово-аналоговый преобразователь с характеристикой на выходе 24 бит / 192 кГц. Звучание усилителя отличается детальностью и минимальной отстраненностью - качества, которые любители музыки оценят сполна. Современная конструкция, высокое качество сборки и великолепный внешний вид - к этой модели просто невозможно придраться.
Усилитель имеет коэффициент гармоник 0.002 %, сигнал шума у него около 98 дБ, вес составляет 19,5 кг. Этот усилитель самый мощный в мире - на данный момент ни один усилитель не может похвастаться такими характеристиками. Отзывы потребителей о модели усилителя «Рerreaux Eloquence 250i» - только позитивные.
Усилители в других классах
Конечно, для специальных условий и не домашнего использования можно найти и более мощные усилители звука, например такие как Turbosound T-90, мощность которого может достигать 4500 Вт на нагрузке 4 Ом или 8000 Вт 2 Ом. Но к бытовому классу эти усилители уже не имеют никакого отношения.
Осталось заметить, что стоимость «Рerreaux Eloquence 250i» составляет около 300 тыс. рублей.
Мощный усилитель моноблок , в состав которого входит четыре модуля: преобразователь электрического напряжения, модуль фильтров, блок защиты и самого усилителя мощности звука. Данный аппарат отличается высоким качеством звучания, можно сказать лучший фирменный усилитель мощности среди изготовляемых моделей в домашних условиях.
Преобразователь электрического напряжения
Наиболее значимой частью в усилителе мощности считается источник питания. Любому радиолюбителю ясно, чтобы получить высокую мощность на выходе двенадцати вольт от аккумуляторной батареи будет совершенно не достаточно. Следовательно основной задачей является создание устройства, которое способно преобразовывать напряжение. В нашем случае требуется получить двуполярное питание с напряжением (плюс — минус) 60 вольт и номинальной мощностью не меньше 400Вт. p>
Схема преобразователя напряжения для мощного усилителя моноблока
Мощный усилитель требует достаточно надежный трансформатор, поэтому к его изготовлению нужно отнестись с полной ответственностью. Первичная обмотка содержит 2х5 витков с десятью жилами эмалированного провода диаметром 0,8 мм. Витки укладываются равномерно по всему кольцу. Концы проводов скручиваются в «косичку», затем нужно изолировать первичку опять изолентой. Если у вас в запасе имеется другой изоляционный материал, например: лакоткань, тефлоновая лента, то конечно лучше воспользоваться ими. Вторичная обмотка выполнена тремя жилами аналогичного провода и имеет 2х19 витков.
В качестве радиатора охлаждения для мощных выходных транзисторов была использована пластина из дюралюминия, толщиною 4 мм, длинна 100 мм и высота 30 мм.
Блок фильтров получает двух-полярное питание 15 вольт от стабилизатора напряжения выполненного на биполярных транзисторах VT8, VT9 и микросхемах одно-кристального линейного стабилизатора 7815, 7915. Транзисторы и микросхемы также смонтированы на небольших теплоотводах в виде алюминиевой пластины. Напряжение для модуля защиты берется от специально сделанного отвода плюсовой цепи общего питания усилителя. Падение напряжения выполняет резистор R17 мощностью 2 Вт.
Включение преобразователя как и самого усилителя моноблока происходит от подачи снимаемого напряжения +12 вольт с магнитолы или же от замка зажигания, а также например выключателя на коннекторы REM. Усилитель в включенном состоянии, на холостом ходу потребляет мизерный ток. На печатной плате, также имеется коннектор под вентилятор для принудительного охлаждения. Габариты печатной платы 140х105мм.
Мощный усилитель моноблок
Данный усилитель еще называют «Lanzar». Эта схема была взята потому, что способна обеспечивать превосходное качество звука, солидную выходную мощность, несложную настройку, большой потенциал при басовых атаках.
Принципиальная схема мощного усилителя Lanzar
Если усилитель моноблок собран без ошибок то он должен заработать сразу, остается только установить ток покоя, который выставляется при помощи подстроечного резистора R15. В первую очередь устанавливают самый малый ток и усилитель должен в течении 10 минут поработать на небольшой мощности. Затем замыкают входную цепь регулятором уровня звука, отключают акустические колонки и уже устанавливают ток покоя в диапазоне 55-85 мА. Определяют его по падению напряжения на резисторах R24 — R27, напряжение должно находится в пределах 0,23-0,38 вольт. Действующее напряжение в обеих плечах может незначительно отличаться друг от друга. В данной схеме желательно применять конденсаторы пленочного типа К73- 17 или же зарубежные аналоги, С8, С12, С13 — можно ставить керамические. Пары мощных выходных и предвыходных транзисторов нужно подбирать по коэффициенту передачи тока, если конечно имеется прибор для измерения этого параметра, ну а если нет, то хотя бы компоновать из одной и той же партии, также необходимо подбирать пары для транзисторов VT1, VT3 и VT2, VT4. На представленной фотографии показаны резисторы R1 и R2 мощностью 0,25Вт, позднее их заменили на более мощные — 2Вт, но вполне будет достаточно мощность резисторов и пол-ватта. Транзисторы VT5, VT7 установлены на небольшом алюминиевом теплоотводе. Габариты печатной платы 140х80мм.
Фото собранного усилителя
Блок фильтров и защиты
Так как мощный усилитель моноблок рассчитывался для сабвуфера, то необходимо выделить из общего широкополосного стереофонического сигнала суммарный, сигнал узкой полосы низкой частоты. Для этого служит изготовленный блок фильтров. Он состоит из сумматора, который выполняет суммирование стереофонического сигнал в монофонический. Сабсоник, фильтр инфранизких частот, тоесть фильтр, срезающий все ниже 17-20Гц, низкочастотный фильтр, который не пропускает сигнал в диапазоне 300Гц с крутизной 12дБ/окт, низкочастотный фильтр с возможностью регулировки и частотой среза в диапазоне 35-150Гц, а также регулятор фазового напряжения, выполняющий функцию сдвига фазы сигнала для оптимального согласования с акустикой системой.
Все емкости установленные в сигнальных трактах пленочные, кроме С3, С4, С6, С8. В данном примере керамическими являются также шунтирующие конденсаторы С5, С7. В случае если чувствительности усилителя будет недостаточно, то постоянными резисторами R7, R8, R9, R10 можно отрегулировать коэффициент усиления. При необходимость повысить, то нужно увеличить номинальное значение R9, R10 и уменьшением номинала R7, R8. Схема показана ниже.
Блок защиты выполняет функции сохранности сабвуфера при возникновении нештатных ситуаций в усилителе мощности, а именно предотвратит появления постоянной составляющей в нагрузке, тем самым не даст выйти из строя дорогостоящей акустической системе. Немаловажную роль защитный блок выполнят при устранении щелчка, возникающего в динамиках при включении устройства в сеть. Есть конечно и один недостаток, который заключается в том, что нет раздельного питания, а данная схема получает питания от одного источника вместе с усилителем мощности. В следствии чего в момент выключения, электромагнитное реле не успевает отключить динамик моментально, а только по прошествии несколько секунд, то есть то время, которое требуется для разрядки конденсаторов источника питания.
Схема защиты и схема фильтров скомпонованы на одной плате имеющей размеры 185х53 мм. Контактных площадок для установки стабилитронов VD2, VD3 не предусмотрено. В практическом монтаже в данной конструкции эти стабилитроны установлены в точке подвода питания на печатную плату, но есть мнения, что можно обойтись и без них. В таком случае, по предположению, реле должно срабатывать немного быстрее в момент выключения.
Мощный усилитель моноблок — Конструкция корпуса и монтаж
Мощный усилитель моноблок, печатные платы которого расположены на отрезке алюминиевого листа толщиной 3 мм, там же закреплен радиатор охлаждения выходных транзисторов. Для лучшего контакта теплоотвода с алюминиевым листом между ними нанесена термо-проводная паста. Выходные транзисторы установлены на радиаторе через изоляционную прокладку с применением также термопасты.
Штатные автомобильные аудиосистемы - настоящая головная боль для тех, кто привык к качественному звучанию. Я уже рассказывал о возможных способах их апгрейда, сегодня остановлюсь подробнее на одном из элементов - автомобильных усилителях. Их специфика порой сильно отличается от домашних.
Чем не угодил штатный усилитель?
Полагаю, пропустить этот вопрос было бы неверно. Причин поменять штатный усилитель несколько.
Во-первых, выходная мощность. В данном случае она нужна совсем не для громкости, или, строго говоря, не только для неё. В штатных системах чаще всего используются совсем простые усилители и динамики с пониженным импедансом. Если мы собрались строить новую систему, то совсем не факт, что новые динамики от штатного усилителя зазвучат хорошо. Они могут иметь, например, импеданс выше, чувствительность ниже, и с ними мы с большой вероятностью получим чёрт знает что. Исключения составляет акустика, которая изначально позиционируется производителями для апгрейда «штаток», но мы вроде бы замахнулись на более серьёзные улучшения, а этот вариант уже оставили позади.
Штатные аудиосистемы в основном делаются не самими автопроизводителями, а сторонними компаниями по заказу автопроизводителей. Но далеко не все выносят свой шильдик на лицевую панель Во-вторых, потому что системы разрабатываются под достаточно жесткие требования - как ценовые, так и конструктивные. Если открыто объявить, что, предположим, аудиокомпоненты для Honda делают Pioneer и Alpine - это может ударить по репутации этих брендов.
В-третьих, оснащение. Штатный усилитель рассчитан на один единственный вариант системы и имеет ноль целых шиш десятых по части дополнительных настроек. А если нам нужно элементарно включить ФВЧ во фронтальных или тыловых каналах? А если нужно подстроить ФНЧ в каналах сабвуфера, чтобы состыковать его с акустическими системами? А если есть более серьёзные намерения?
Итак, по всему получается, что при апгрейде системы простая замена акустики прокатывает не всегда, и новый усилитель становится в разряд must have.
С чего начать поиск правильного усилителя?
Как всегда, выбор следует делать исходя из потребностей. Иными словами, сначала проектируем состав системы, а по нему уже становится видно, каким должен быть усилитель. Самое простое - возьмите листок бумаги и нарисуйте, где какие динамики у вас будут установлены.
Определитесь с типом подключения акустики - через пассивные кроссоверы или поканально с активным делением полос. Оба варианта имеют свои достоинства и недостатки, но это - тема отдельного разговора. Пока лишь отмечу, что первый вариант попроще, а второй имеет больше возможностей по настройке и «сведению» полос. В зависимости от выбранного варианта будем подбирать усилители с нужным числом каналов и функционалом.
Аудиосистема может быть достаточно сложной. Поканальное усиление с активным делением и процессоры -обычное дело для автомобильной системы высокого уровня Уже на этом этапе оцените, что будет являться источником в системе. Если головное устройство с обычными линейными выходами, то тут проблем никаких. Если же вы имеете дело со штатной «головой», то тут почти всегда приходится искать обходные манёвры. Я уже рассматривал эту тему подробнее в статье « », сейчас отмечу лишь то, что касается подключения усилителей.
Итак, вариантов несколько. Самый простой - подключение прямо к выходам штатного усилителя. Для этого новый усилитель должен иметь кроме обычных входов еще и высокоуровневые. Если их нет, то можно использовать так называемые «преобразователи высокого уровня в линейный».
Высокоуровневые входы входят в оснащение многих моделей автомобильных усилителей Этот вариант прост, но применим далеко не всегда. Чаще всего штатный усилитель выдает в лучшем случае скорректированный сигнал, а в худшем - приходится иметь дело вообще с многополосным усилением. В этом случае «собрать» исходный сигнал можно только специализированным процессором, и уже потом подключать к нему усилитель. Сюда же отнесём и варианты штатных систем с MOST-шиной, из которой специальным адаптером можно «вытащить» SPDIF или аналоговый сигнал.
Поскольку подобных сложных систем становится всё больше, совсем неудивительно, что на рынке начали появляться усилители с уже встроенным процессором. Но об оснащении чуть дальше.
Чем отличаются автомобильные усилители от домашних?
На самом деле, сама усилительная часть - особо ничем. Разве что блок питания здесь работает не от бытовых 220 Вольт, а от бортовой 12-вольтовой сети. Принципиальных же отличий, на мой взгляд, два.
Импульсный блок питания занимает немалую долю внутреннего пространства усилителя Во-первых, большинство автомобильных усилителей универсальны в плане подключения: они предусматривают как обычное подключение нагрузки, так и мостом к паре каналов. Эта возможность позволяет использовать обычные широкополосные усилители не только для подключения акустики, но и для подключения сабвуферов. Последние всё же более «прожорливы» в плане мощности. Простейший вариант, который по праву можно назвать классическим - это 4-канальный усилитель, два канала которого работают на фронтальную акустику, а два оставшихся включаются мостом на сабвуфер.
Схема с 4-канальным усилителем, работающим на фронтальную акустику и сабвуфер, по праву считается классикой автомобильных аудиосистем Второе принципиальное отличие автомобильных усилителей от домашних - это оснащение. Домашние в большинстве своём - чистые «оконечники». В автомобиле же, как минимум, приходится использовать фильтры.
Например, всё та же простейшая схема с четырёхканальником, к которому подключена фронтальная акустика и сабвуфер. В большинстве случаев акустическое оформление для фронтальных НЧ/СЧ-динамиков реализовано в дверях. Скажем прямо, оно не самое лучшее, а значит, нижний бас желательно ослабить, и в этих каналах нужен ФВЧ. Сабвуфер, напротив, не должен петь голосом, а значит, в этих каналах нужен ФНЧ. Оптимальная частота стыка акустических систем и сабвуфера обычно находится в промежутке между 50 Гц и 100 Гц - чуть ниже, чем принято делить в домашних системах. Пассивное деление тут не прокатит, мотать катушки размером с запасное колесо - нет уж, увольте. А вот активное деление - самое то. Поэтому исторически так и сложилось, что минимальное оснащение усилителя - это активные фильтры НЧ и ВЧ. В основном регулируемые, но встречаются и с фиксированной частотой настройки.
Регулируемые фильтры НЧ и ВЧ есть в подавляющем большинстве автомобильных усилителей Ну а дальше - больше. К примеру, если предполагается поканальное включение акустики с активным делением, то усилитель должен иметь фильтры с более широкими пределами регулировки. Некоторые олдскульные модели имеют даже переключатели крутизны среза фильтров. Скажем, JL Audio в своё время промышлял подобным. И так по нарастающей, вплоть до оснащения усилителя встроенным процессором и превращения его в настоящий «звуковой комбайн».
Песня о комбайнёрах, или Усилитель плюс процессор
Сейчас этот класс усилителей со встроенными процессорами (или процессоров со встроенными усилителями, кому что ближе) можно считать самым перспективным по ряду причин.
Во-первых, если в домашней системе вы можете уютно устроиться в самой лучшей точке для прослушивания, то в машине вы всегда имеете дело с отвратительными акустическими условиями салона и чёрт знает как раскиданными по нему динамиками. «Собрать» звучание со всего этого бардака ох как непросто. И как бы презрительно ни кривились аудиофильские снобы и ценители pure passive, сделать это можно только с помощью звукового процессора. Если подойти к делу с умом, то результату могут удивиться даже самые избалованные «домашним звуком» аудиофилы. Проверено неоднократно.
Автомобильные цифровые процессоры, как правило, управляются с подключаемого компьютера или ноутбука. Программа имеет достаточно наглядный интерфейс, позволяющий быстро настроить нужную конфигурацию Во-вторых, в большинстве случаев только с процессором можно построить систему на базе штатного головного устройства. Немало автомобилей, в которых никаким способом нельзя вытащить исходный сигнал со штатной «головы» - он либо скорректирован, либо вообще порезан на частотные полосы.
В качестве наглядного примера - итальянский концерн Elettromedia, который давно и довольно успешно разрабатывает тему построения новых систем от штатных головных устройств. Суть процессоров, выпускаемых под брендом Audison, следующая. Вы отключаете штатные динамики и заводите сигнал со штатного усилителя на входы процессора. Настройка происходит так. Включаете диск из комплекта и запускаете в процессоре режим настройки. Процессор «слушает» входы, автоматически «складывает» порезанные на частотные полосы сигналы (в том числе и с учетом фазовых сдвигов), проводит деэквализацию, и вы получаете «восстановленный», как томатный сок из пасты, звуковой сигнал. Алгоритм такого сложения - и есть предмет гордости разработчиков.
Audison prima - один из представителей семейства автомобильных процессоров со встроенным усилителем. Или, если угодно, усилителей со встроенными процессорами Снобы наверняка покривятся, мол, какая уж тут аудиофилия, если мы имеем дело не с исходным сигналом, а собранным, простите, «из г… и палок»? Согласен, о High End тут никто и не говорит. Но, во-первых, система в итоге всё равно заиграет на две головы лучше, чем штатная «балалайка». А во-вторых, и это самое главное - процессор в данном случае нужен для того, чтобы корректно вписать в систему дополнительный высококачественный источник, полностью сохранив функциональность штатного головного устройства.
Правда, серьезных источников, предназначенных исключительно для автомобильного применения, на сегодняшний день пока не очень много. Разве что Sony GS-9, читающая всё, вплоть до формата DSD, да Audison bit Play, который итальянцы до сих пор доводят до ума. Умельцы, правда, вовсю используют в автомобилях домашние плееры (в том числе и ваш покорный), но это можно в расчёт не брать. Тем не менее, как говорил персонаж из старого анекдота, «тенденция, однако» - курс на Hi Res в автомобиле уже взят. И процессоры (в том числе и со встроенными усилителями) здесь - ключевое звено.
Размер имеет значение: даже D-класс бывает разным
Но мы отвлеклись, вернёмся снова к усилителям. Если каких-то пять-семь лет назад АВ-класс имел непререкаемый авторитет, то сегодня автомобильные усилители D-класса во многих случаях выглядят уже предпочтительнее.
Во-первых, компактность. Дома усилитель размером с тумбочку хоть и выглядит громоздким, но всё равно не вызывает настолько серьёзных проблем. В машине разница в длине корпуса всего в 5 см может оказаться решающей. Далеко не каждый сегодня хочет выставлять компоненты аудиосистемы напоказ и тратить много денег на инсталляцию. А компактный D-класс позволяет сделать инсталляцию скрытой. Возможность уместить усилитель, скажем, под сиденьем или под панелью кажется весьма привлекательной.
При всей своей компактности некоторые автомобильные усилители на современных чипах D-класса имеют вполне взрослые показатели выходной мощности и весьма приличное звучание Во-вторых, - энергоэффективность. Опять же, по сравнению с домашней техникой, в автомобиле этот вопрос стоит особо остро. Особенно с увеличением числа электромобилей и гибридов. Пускать больше половины потребляемой энергии в тепло, согласитесь, не самый рациональный способ её расходования. Впрочем, совсем под обивку прятать такие усилители всё равно не стоит, тепловыделение хоть и не такое, как у АВ-класса, но всё-таки не нулевое. Хотя бы какой-то воздухообмен обеспечиваться должен.
Новое поколение усилителей вовсю использует чипы D-класса с эффективностью выше 95% Ну и третий довод в сторону D-класса - это, как ни странно покажется многим, качество звучания. Я не беру сейчас в расчёт дорогие усилители высокого класса, там другой расклад. Но в умеренной ценовой категории при сопоставимых ценах АВ-класс чаще всего действительно проигрывает современному D-классу. Лет пять назад это было бы спорным утверждением, но с появлением новых чипов, работающих на несущих частотах под полмегагерца, это уже факт.
Особенности подключения автомобильного усилителя
Существует интересная фраза, о том, что «усилители на самом деле ничего не усиливают, они просто модулируют питание». Одно из существенных отличий автомобильного усилителя от домашнего, о котором вскользь упомянул в самом начале, - это работа от бортовой сети автомобиля. Номинальное напряжение в ней составляет 12 Вольт (реально чуть выше, но сейчас это не суть). Значит, чтобы получить на выходе достаточную мощность, токопотребление должно быть доводьно серьёзным - десятки, а в пиках сигнала даже сотни Ампер. Отсюда и особые требования к подключению питания. На первый взгляд, всё это выглядит немного пугающе, но на самом деле, если придерживаться нескольких простых правил, проблем возникнуть не должно.
Во-первых, усилитель ни в коем случае нельзя подключать к штатной проводке. Она не рассчитана на такие токи. Берите отдельные кабели и прокладывайте их от усилителя непосредственно к аккумулятору. Можно и плюс, и минус, а можно только плюс (минус при этом идёт по «массе»). Однозначного ответа, какой вариант лучше, пожалуй, нет, но лично я предпочитаю первый способ. Хотя бы потому, что в нынешних автомобилях слишком много электроники, которая тоже «завязана» на кузов.
Аккуратность прокладки проводки - залог надёжности и безопасности Не жадничайте, используйте для подключения специализированные автомобильные кабели - они имеют мягкую изоляцию, устойчивую к перепадам температур. Любители использовать разного рода КГ-25 и прочие подобные промышленные кабели уже через год будут лицезреть в подкапотном пространстве рассыпающуюся резиновую изоляцию. Наблюдал такое неоднократно, к счастью, не у себя.
Кстати, имейте в виду, дешевые кабели могут быть не медными, а так называемыми CCA (Copper Clad Aluminium), «обмеднённые» алюминиевые. Они менее долговечны, сильнее подвергаются коррозии и быстрее ослабевают в местах контактов. Чистая медь в этом плане всё же лучше, хоть и дороже. А ещё лучше - луженая медь.
Во-вторых, подбирайте достаточное сечение питающих кабелей исходя из их длины и токопотребления усилителя. Даже десятые доли Ома в питающей линии могут давать просадку напряжения в пиках сигнала на несколько Вольт. А это не только влияет на звучание, но и чревато выходом из строя блока питания усилителя. По этой же причине старайтесь сразу просчитать необходимую длину кабеля, чтобы избежать лишних стыков.
При выборе сечения кабеля можно руководствоваться таблицами, которые есть в правилах любых автозвуковых соревнований В-третьих, обязательно ставьте в разрыв питающего кабеля предохранитель. Он должен располагаться как можно ближе к аккумулятору. В отличие от предохранителя в самом усилителе, им вы защищаете не аппаратуру, а сам кабель. Номинал выбирайте исходя из сечения. Например, для кабеля сечением 4 Ga (21 кв.мм) можно использовать предохранитель не более 100 А, а для кабеля сечением 2 Ga (33 кв.мм) - не более 150А.
Пять выводов про автомобильные усилители
Итак, подытожу. Если вы всерьёз решили проапгрейдить штатную аудиосистему, новый усилитель определённо нужен. Это раз.
Определитесь с источником. Если это будет штатное ГУ, из которого невозможно вывести линейный сигнал или «цифру», то вам нужно будет либо преобразовать высокоуровневый сигнал в линейный отдельным устройством, либо выбрать усилитель с высокоуровневыми входами. Либо, если штатная система с полосовым усилением и коррекцией сигнала, придётся «восстанавливать» исходный сигнал процессором. Это два.
Любой автомобильный усилитель имеет дополнительное оснащение - от простых фильтров НЧ и ВЧ, позволяющих разделить акустические системы и сабвуфер, до всё тех же продвинутых процессоров, встроенных в сами усилители. Выбор делайте в зависимости от поставленных задач. Это три.
Определитесь с типом инсталляции. Если это «напоказ», то ограничений практически никаких. Если скрытая инсталляция, то есть смысл отдать предпочтение компактным усилителям D-класса. Это четыре.
И наконец, уделите должное внимание питанию. Качественное питание - залог нормальной работы усилителя. Это пять.
Предисловие
После покупки сабвуферной головки MAGNAT AD300, оказалось, что моего старого усилителя по схеме Чивильча ему явно мало. Поэтому появился замысел создать что-то новое. Новыми критериями стали соответственно высокая выходная мощность и возможность работы на низкоомную нагрузку.
Функционально усилитель состоит из четырех блоков, преобразователя напряжения, блока фильтров, блока защиты и соответственно самого усилителя мощности. Расскажу коротко о каждом из них.
Преобразователь напряжения
Главной частью любого усилителя мощности является источник питания. Понятно, что для получения высокой выходной мощности 12-ти вольт от аккумулятора явно не достаточно. Поэтому в первую очередь нужно создать преобразователь напряжения, который позволит получить двуполярное питание +-60В с мощностью не меньше 400Вт. Порывшись на форуме нашел достаточно простую и относительно хорошую схему.
Мозгом данного преобразователя служит микросхема TL494NC, она создает импульсы заданной частоты. Частоту задают элементы R1 и С8. Дальше эти импульсы попадают на транзисторы VT1, VT2, которые являются управляющими ключами для выходных транзисторов. Поочередно открываясь, выходные транзисторы создают в первичной обмотке переменный ток высокой частоты. Трансформатор повышает напряжение до заданных 60В, дальше ток выпрямляется диодным мостом. Дроссели и конденсаторы сглаживают пульсацию и высокочастотные наводки. Трансформатор намотан на ферритовом кольце склеенному из двух колец размерами 45*28*8 марки НМ2000. Все грани кольца скругляются напильником, потом транс обматывается тряпочной изолентой.
Первичная обмотка намотана 10 жилами диаметром 0,8 мм и содержит 2*5 витков. Витки распределяются равномерно по кольцу. На выводах все жилы скручиваются. После первичной обмотки опять слой изоленты. Вторичная обмотка намотана 3 жилами таким же проводом и содержит 2*19 витков.
Радиатором для выходных транзисторов служит дюралюминиевая пластинка, толщиною 3-4 мм, длиной около 10 см и высотой около 3см.
Для питания блока фильтров необходимо двуполярное питание +-15В. Реализуется оно при помощи стабилизатора напряжения собранного на транзисторах VT8, VT9 и кренках 7815, 7915. Транзисторы и кренки также имеют маленькие алюминиевые пластинки-радиаторы. Для питания блока защиты сделан отвод из положительного плеча питания усилителя. Падение напряжения реализует двухватный резистор R17.
Включается преобразователь как и сам усилитель с помощью клеммы REM, подавая на нее +12В от магнитолы, замка зажигания или например выключателя. При выключенном усилителе, ток потребления очень мал. На плате, также предусмотрен разъем для подключения вентиляторов охлаждения. Размеры печатной платы 140х105мм.
Усилитель мощности
Схема высококачественного усилителя мощности также взята из форума сайта сайт. Данный усилитель здесь зовут " ". Схема выбрана за ее высокое качество звука, большую мощность, относительную простоту в настройке, высокий басовый потенциал.
Правильно собранный усилитель работает сразу, настройка сводится к установке тока покоя. Выставляется он подстроечным резистором R15. Сначала выставляют минимальный ток покоя и дают усилителю поработать 15-20 минут на средней мощности. После этого закорачивают вход, отключают акустику и выставляют ток покоя в пределах 50-80 мА. Меряют его по спаду напряжения на резисторах R24 - R27, он должен лежать в пределах 0,22-0,36 В. Напряжение в правом и левом плече может немного отличаться. В схеме желательно использовать пленочные конденсаторы К73- 17 или импортные аналоги, С8, С12, С13 - можно керамику. Выходные и предвыходные транзисторы желательно подбирать попарно, ну хотя бы из одной партии, также попарно желательно отбирать и VT1, VT3 и VT2, VT4. На фото резисторы R1 и R2 на 0,25Вт, позже они были заменены на 2Вт, хотя достаточно резисторов и 0,5Вт. Для транзисторов VT5, VT7 сделан небольшой алюминиевый радиатор. Размеры печатной платы 140х80мм.
Блок фильтров и защиты
Так как усилитель для сабвуфера, нужно выделить из общего широкополосного стереосигнала сумованый, узкополосный низкочастотный сигнал. Для этого собранный блок фильтров. Он содержит сумматор, который сумирует стерео сигнал в моно, сабсоник, который отбрасывает инфранизкие частоты, фильтр НЧ, который обрезает диапазон к 300Гц с крутизной 12дБ/окт, регулирующий фильтр НЧ с частотой среза в пределах 35-150Гц и регулятор фазы, который сдвигает фазу сигнала для лучшего согласования с акустикой.
Все конденсаторы в сигнальных цепях пленочные, за исключением С3, С4, С6, С8. В моем случае керамическими являются также шунты С5, С7. Если чувствительности усилителя окажется мало, резисторами R7, R8, R9, R10 можно изменить коэффициент усиления. Повысить его можно увеличением номиналов R9, R10 и уменьшением R7, R8. Схема наведена ниже.
Блок защиты сохранит сабвуфер при неполадках в усилителе и защитит АС от постоянного напряжения. Также он устраняет щелчки при включении, подключая нагрузку через несколько секунд после включения усилителя. Одним недостатком является то, что схема питается от того же источника питания, что и усилитель мощности, потому при выключении, реле не отключает громкоговоритель сразу, а через несколько секунд, за которые разряжаются конденсаторы блока питания.
Блок защиты и блок фильтров смонтированы на одной печатной плате размерами 185х53мм. Места для стабилитронов VD2, VD3 не предусмотрено, у меня они запаяны в месте подключения питания на плату, хотя думаю можно обойтись и без них, возможно тогда реле будет срабатывать чуть быстрее при выключении.
Конструкция корпуса и монтаж
Все платы смонтированы на дюралюминиевой пластине толщиной 3мм. К ней также прикручивается радиатор выходных транзисторов. Между радиатором и основой, нанесен слой термопасты, таким образом пластина также играет роль радиатора. Выходные транзисторы прижимаются непосредственно к радиатору, между радиаторами и корпусами транзисторов изоляционная прокладка и слой термопасты.
Боковые стенки сделаны из дубовых планок размерами 230х47х15 мм. С внутренней стороны планок, внизу, сделаны фаски, в которые вставляется основа усилителя. С наружи планкам придался коричневый цвет и покрылись лаком. Передняя и задняя стенки также из дюралюминиевых пластин. На передней панели крепятся входные и выходные клеммы, регуляторы чувствительности, среза частоты и фазы, индикатор включения, а также куллер. На задней панели крепится еще один куллер, а также сделаны отверстия для циркуляции воздуха. Клеммы питания также на задней панели. Передний куллер работает на вдув холодного воздуха снаружи-внутрь корпуса, непосредственно на радиатор. Задний на вытяжку горячего воздуха из корпуса. Охлаждения в осеннюю пору хватает, летом испытания еще не проводились, все же перегрев на высокой мощности не исключаю. Поэтому при повторении конструкции советовал бы чуть увеличить размеры радиаторов.
Верхняя крышка сделана из ламинируемого МДФ, ее толщина 3-4мм, сверху черная краска и лак.
Звучит усилитель замечательно, мощно, напористо, чуствуется запас мощности, бас плотный и глубокий.
Ниже вы можете скачать печатные платы в формате LAY
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Преобразователь напряжения | |||||||
| DA1 | ШИМ контроллер | TL494 | 1 | В блокнот | |||
| Линейный регулятор | LM78L15 | 1 | В блокнот | ||||
| Линейный регулятор | LM79L15 | 1 | В блокнот | ||||
| VT1, VT2 | Биполярный транзистор | BC556 | 2 | В блокнот | |||
| VT3-VT6 | MOSFET-транзистор | IRF3205 | 4 | В блокнот | |||
| VT7 | Биполярный транзистор | BC546 | 1 | В блокнот | |||
| VT8 | Биполярный транзистор | КТ815Б | 1 | В блокнот | |||
| VT9 | Биполярный транзистор | КТ814Б | 1 | В блокнот | |||
| VD1, VD4-VD7 | Диод | КД213А | 5 | В блокнот | |||
| VD2, VD3 | Выпрямительный диод | 1N4148 | 2 | В блокнот | |||
| VD8-VD11 | Стабилитрон | 1N4743A | 4 | На 13 Вольт | В блокнот | ||
| C1, C24-C27 | Конденсатор | 1 мкФ | 5 | В блокнот | |||
| C2-C5 | 2200мкФ 25В | 4 | В блокнот | ||||
| C6 | Конденсатор | 0.1 мкФ | 1 | В блокнот | |||
| C7, C9, C11 | Электролитический конденсатор | 22 мкФ | 3 | В блокнот | |||
| C8 | Конденсатор | 1.2 нФ | 1 | В блокнот | |||
| C10 | Конденсатор | 10 нФ | 1 | В блокнот | |||
| C12-C15 | Конденсатор | 0.68 мкФ | 4 | В блокнот | |||
| C16-C23 | Электролитический конденсатор | 1000мкФ 63В | 8 | В блокнот | |||
| R1 | Резистор | 15 кОм | 1 | 0.125 Ватт | В блокнот | ||
| R2, R9-R12 | Резистор | 10 Ом | 5 | 0.25 Ватт | В блокнот | ||
| R3, R14 | Резистор | 10 кОм | 2 | 0.125 Ватт | В блокнот | ||
| R4 | Резистор | 47 кОм | 1 | 0.125 Ватт | В блокнот | ||
| R5, R6 | Резистор | 20 Ом | 2 | 0.25 Ватт | В блокнот | ||
| R7, R8 | Резистор | 1 кОм | 2 | 0.25 Ватт | В блокнот | ||
| R13 | Резистор | 56 Ом | 1 | 2 Ватт | В блокнот | ||
| R15, R16 | Резистор | 3 кОм | 2 | 0.25 Ватт | В блокнот | ||
| R17 | Резистор | 1 кОм | 1 | 2 Ватт | В блокнот | ||
| FU1 | Предохранитель | 40А | 1 | В блокнот | |||
| L1 | Дроссель | 1 | Феррит 8мм, провод 2мм, 10 витков | В блокнот | |||
| L2, L3 | Дроссель | 2 | Феррит 8мм, провод 1.4-2мм, 5-6 витков | В блокнот | |||
| T1 | 1 | См. статью | В блокнот | ||||
| Усилитель мощности | |||||||
| VT1, VT2 | Биполярный транзистор | 2N5551 | 2 | В блокнот | |||
| VT3, VT4 | Биполярный транзистор | 2N5401 | 2 | В блокнот | |||
| VT5 | Биполярный транзистор | 2SB649 | 1 | В блокнот | |||
| VT6, VT7 | Биполярный транзистор | 2SD669 | 2 | В блокнот | |||
| VT8 | Биполярный транзистор | 2SC3182 | 1 | В блокнот | |||
| VT9 | Биполярный транзистор | 2SA1265 | 1 | В блокнот | |||
| VT10, VT11 | Биполярный транзистор | 2SC5200 | 2 | В блокнот | |||
| VT12, VT13 | Биполярный транзистор | 2SA1943 | 2 | В блокнот | |||
| VD1, VD2 | Стабилитрон | 1N4744A | 2 | В блокнот | |||
| C1, C2 | Электролитический конденсатор | 100 мкФ | 2 | В блокнот | |||
| C3-C5, C11, C14, C19, C20 | Конденсатор | 0.47 мкФ | 7 | В блокнот | |||
| C6, C7 | Электролитический конденсатор | 47мкФ 16В | 2 | В блокнот | |||
| C8 | Конденсатор | 240 пФ | 1 | В блокнот | |||
| C9, C10 | Электролитический конденсатор | 220мкФ 16В | 2 | В блокнот | |||
| C12, C13 | Конденсатор | 100 пФ | 2 | В блокнот | |||
| C15 | Конденсатор | 24 пФ | 1 | В блокнот | |||
| C16 | Конденсатор | 1 мкФ | 1 | В блокнот | |||
| C17, C18 | Электролитический конденсатор | 1000мкФ 63В | 2 | В блокнот | |||
| C21 | Конденсатор | 0.1 мкФ | 1 | В блокнот | |||
| R1, R2 | Резистор | 4.7 кОм | 2 | 1 Ватт | В блокнот | ||
| R3, R4 | Резистор | 6.8 кОм | 2 | 0.125 Ватт | В блокнот | ||
| R5, R10-R13 | Резистор | 100 Ом | 5 | 0.125 Ватт | В блокнот | ||
| R6 | Резистор | 47 кОм | 1 | 0.125 Ватт | В блокнот | ||
| R7-R9 | Резистор | 1 кОм | 3 | 0.125 Ватт | В блокнот | ||
| R14 | Резистор | 4.7 кОм | 1 | 0.125 Ватт | В блокнот | ||
| R15 | Подстроечный резистор | 4.7 кОм | 1 | В блокнот | |||
| R16, R17 | Резистор | 47 Ом | 2 | 0.5 Ватт | В блокнот | ||
| R18 | Резистор | 180 Ом | 1 | 1 Ватт | В блокнот | ||
| R19 | Резистор | 15 кОм | 1 | 0.125 Ватт | В блокнот | ||
| R20-R23 | Резистор | 2.2 Ом | 4 | 1 Ватт | В блокнот | ||
| R24-R27 | Резистор | 0.22 Ом | 4 | 5 Ватт | В блокнот | ||
| R28 | Резистор | 4.7 Ом | 1 | 2 Ватт | В блокнот | ||
| Блок фильтров | |||||||
| OP1, OP2 | Операционный усилитель | TL074 | 2 | В блокнот | |||
| C1, C2 | Конденсатор | 3.3 мкФ | 2 | В блокнот | |||
| C3-C6 | Конденсатор | 100 пФ | 4 | В блокнот | |||
| C7-C9, C12, C14, C17 | Конденсатор | 0.1 мкФ | 6 | В блокнот | |||
| C10, C11 | Конденсатор | 0.22 мкФ | 2 | В блокнот | |||
| C13, C16 | Конденсатор | 68 нФ | 2 | В блокнот | |||
| C15 | Конденсатор | 50 нФ | 1 | В блокнот | |||
| R1, R2, R5, R6 | Резистор | 2.2 кОм | 4 | ||||
Уходят в прошлое, и теперь, чтобы собрать какой-либо простой усилитель, уже не надо мучаться с расчетами и клепать печатную плату больших размеров.
Сейчас почти вся дешевая усилительная техника делается на микросхемах. Самое большое распространение получили микросхемы TDA для усиления аудиосигнала. В настоящее время они используются в автомагнитолах, в активных сабвуферах, в домашней акустике и во многих других аудиоусилителях и выглядят примерно вот так:
Плюсы микросхем TDA
- Для того, чтобы собрать на них усилитель, достаточно подвести питание, подключить динамики и несколько радиоэлементов.
- Габариты этих микросхем совсем небольшие, но надо будет их ставить на радиатор, иначе будут сильно греться.
- Они продаются в любом радиомагазине. На Али что-то дороговатые, если брать в розницу.
- В них встроены различные защиты и другие опции, типа отключения звука и тд. Но по моим наблюдениям, защиты срабатывают не очень хорошо, поэтому микросхемы часто дохнут или от перегрева, либо от . Так что желательно не замыкать выводы микросхемы между собой и не перегревать микросхему, выжимая из нее все соки.
- Цена. Я бы не сказал, что они очень дорогие. По цене и выполняемым функциям им нет равных.
Одноканальный усилитель на TDA7396
Давайте соберем простой одноканальный усилитель на микросхеме TDA7396. На момент написания статьи я ее взял по цене в 240 рублей. В даташите на микросхему говорилось, что эта микросхема может выдать до 45 Ватт в нагрузку 2 Ома. То есть если замерить сопротивление катушки динамика и оно будет равняться около 2 Ом, то на динамике вполне можно получить пиковую мощность в 45 Ватт. Этой мощности вполне хватит, чтобы устроить дискотеку в комнате не только для себя, но и для соседей и при этом получить посредственное звучание, что, конечно же, не сравнить с hi-fi усилителями.
Вот распиновка микросхемы:
Собирать наш усилитель будем по типичной схеме, которая была приложена в самом даташите:
На ножку 8 подаем +Vs, а на 4 ножку ничего не подаем. Следовательно, схема примет вот такой вид:
Vs – это напряжение питания. Оно может быть от 8 и до 18 Вольт. “IN+” и “IN-” – сюда подаем слабый звуковой сигнал. К 5 и 7 ноге цепляем динамик. Шестую ногу садим на минус.
Вот моя сборка навесным монтажом
Конденсаторы на входе питания 100нФ и 1000мкФ я не использовал, так как у меня с блока питания итак идет чистое напряжение.
Раскачивал динамик с такими параметрами:
Как видите, сопротивление катушки 4 Ома. Полоса частот говорит о том, что он сабвуферного типа.
А вот так у меня выглядит саб в самопальном корпусе:
Пробовал снять видео, но звук на видео у меня снимает очень плохо. Но все-таки могу сказать, что с телефона на средней мощности уже долбило так, что уши заворачивались, хотя потребление всей схемы в рабочем виде составило всего около 10 Ватт (умножаем 14,3 на 0,73). В этом примере я взял напряжение, как в автомобиле, то есть 14,4 Вольта, что вполне укладывается в наш рабочий диапазон от 8 и до 18 Вольт.
Если у вас нет мощного источника питания, то его можно собрать вот по этой схеме.
Не зацикливайтесь именно на этой микросхеме. Этих микросхем TDA, как я уже говорил, существует множество видов. Некоторые из них усиливают стереосигнал и могут выдавать звук сразу на 4 динамика, как это сделано в автомагнитолах. Так что не поленитесь порыться в интернете и найти подходящую ТДАшку. После окончания сборки дайте заценить соседям ваш усилитель, выкрутив ручку громкости на всю балалайку и прислонив мощный динамик к стене).
А вот в статье я собирал усилитель на микросхеме TDA2030A
Получилось очень даже неплохо, так как TDA2030A обладает лучшими характеристиками, чем TDA7396
Также приложу для разнообразия еще схему от подписчика, у которого усилитель на TDA 1557Q работает исправно уже более 10 лет подряд:
Усилители на Алиэкспресс
На Али я также находил кит наборы на TDA. Например, вот этот стерео усилитель по 15 Ватт на канал по цене 1$. Этой мощности вполне хватит, чтобы потусить под любимые треки в комнатушке
Купить можно .
А вот он уже сразу готовый
Да и вообще, этих модулей усилителей на Алиэкпресс ну очень много. Нажимаете на эту ссылку и выбираете любой понравившийся усилитель.
