Тем более такие самоделки, которые на первый взгляд могут оказаться не легкими. В этой статье я расскажу как без каких-либо затруднений и финансовых затрат сделать свой самодельный усилитель звука.
Многие начинающие в радио деле знают, что усилитель звука, будь он что в музыкальном центре или магнитоле состоит из главного элемента, такого как микросхема.
Интегральные микросхемы усилителей широко распространены в бытовой технике, например в телевизорах и компьютерных колонок. Но дело в том, что усилитель в таких случаях слабый, а стоить он будет дороже, так как уже собран.
Для того, чтобы собрать усилитель звука, питается он кстати от 12 в блока питания, нужно:
Микросхема усилителя, приобрел её в радиомагазине за 56 рублей
Конденсаторы, один на 2200 мкф, другой на 100 мкф
Стеклотекстолит, для нашей микросхемы хватит маленького кусочка
Короб для корпуса.
Штекер под подключение тюльпана
Штекер для входа звука, от сломанных наушников или от компьютерных колонок, не важно откуда
Включатель
Пять проводов
Радиатор охлаждения
Четыре шурупа
Термоклей
Канцелярский нож
Паяльник, для удобства ватт на 20-40
Канифоль
Термопаста
Лак, растворитель, перекись водорода, лимонная кислота, соль.
Все компоненты готовы и стоят они в сумме не больше 150 рублей, тем что микросхему можно вытащить из телевизора, который еще более менее распространен на рынке, в телевизоре старого образца такого усилителя не будет.
Вооружимся для начала стеклотекстолитом, перекисью водорода, лимонной кислотой и солью. Весь этот раствор необходимо замешать в чаше с высотой стенок 10 - 20 мм, мешаем в пропорции 50 мл перекиси на 15 грамм лимонной кислоты, туда же добавляем щепотку соли, хватит 5 грамм.
Следующим шагом будет вырисовка лаком для ногтей будущих дорожек платы. Делаем это аккуратно, излишки вытираем растворителем. Для нашей микросхемы необходимо такое расположение дорожек.
Ждем минут 5 и опускаем плату в раствор, в среднем плата должна протравиться за 30-40 минут. После того, как время прошло необходимо удалить лак.
Когда я нашел на Ebay крошечный усилитель «PAM8610 stereo mini class D digital power amplifier board 2 x15W», размером 2.5 * 3 см и стоимостью около 350 рублей, я понял, что просто не могу пройти мимо.
Оказалось, что 2*15W — это единственный вариант для колонок на 4 Ом. У меня таких не было, поэтому я подключил 2 * 10W с показателем в 6 Ом.
Усилители класса D имеют множество негативных отзывов от «серьёзных» ценителей музыки, но для моих ушей всё звучало просто отлично (и громко!), особенно с неплохими колонками и мп3-плеером со встроенным графическим эквалайзером и с разными дополнительными настройками.
Использование мп3-плеера также означает, что отпадает нужда в управлении низами, верхами и средними частотами через самодельный усилитель звука, на нём нужна лишь крутилка уровня громкости.
Ввиду того, что проводка между компонентами очень проста, этот проект с лёгкостью смогут собрать своими руками даже начинающие любители.
Для создания усилителя нам понадобится:
Кроме этого, для соединения компонентов вам понадобится разноцветный многожильный (7 жильный) провод.
Я прикрепил PDF с очень подробным объяснением каждого компонента из списка. Я написал этот документ преимущественно для новичков, так что если вам нужен лишь список компонентов, то пропустите бОльшую часть документа и прочитайте лишь об адаптере переменного тока (AC Adaptor) — это очень важно.
Файлы
В этом проекте количество механической работы сведено к минимуму, поэтому вам понадобится всего три основных инструмента. Инструменты нужны для просверливания дырок и пайки:
Бур-расширитель — это мой любимый инструмент для проделывания отверстий в пластике и металле, я всем рекомендую держать его постоянно в своем ящике с инструментом. После проделывания отверстия на 3 мм по центру площадки, на которой будет находиться нужный компонент, вы берёте бур и потихоньку вдавливаете его, поворачивая по часовой стрелке. После каждых нескольких поворотов вы проверяете, что компонент помещается в отверстие и прочно сидит в нём.
Паяльник. Про этот инструмент нельзя сказать ничего нового, что уже бы не было описано в сотнях других статей. Всё что вам нужно знать: практика — залог совершенства. Вы будете работать с печатной платой, на поверхности которой установлены чипы, поэтому будьте очень аккуратны. Избегайте разбрызгивания припоя — одна капля может загубить весь усилитель.
На этом шаге мы подготовим коробку для установки в неё всех необходимых компонентов.
Наклейте чистую белую ленту на поверхность корпуса, на которую вы собираетесь установить переключатели и элементы управления. В моём случае, я решил сделать переднюю и заднюю панель, как это бывает у настоящих усилителей, и отметил, где будет находится каждый компонент (смотрите фотографию).
Стикер позволяет разметить местоположение всех компонентов управления и в то же время защищает поверхность корпуса от царапин, пока вы сверлите отверстия и т. п.
С помощью мини дрели на 1 мм просверлите пилотные отверстия по отметкам, которые вы сделали ранее. Далее расширьте отверстия дрелью на 3 мм (исключая отверстия для разъемов динамика). Затем расширьте отверстия буром (следуя подсказкам из предыдущей части инструкции). Не расширяйте отверстие для светодиода на 3 мм, если вы не собираетесь использовать диод большего диаметра.
Результаты работы вы можете увидеть на приложенных фотографиях — не требующие дальнейшей обработки аккуратные отверстия.
Вы можете заметить, что все компоненты уже прикручены к корпусу, за исключением клемм динамиков, они продеты в отверстия на 1 мм и приклеены к корпусу суперклеем. Светодиод просто плотно сидит в отверстии, но его можно дополнительно закрепить суперклеем.
Проводка очень проста. Для лёгкой отладки, если что-то вдруг не будет работать, я рекомендую использовать провода разных цветов. Например, красный для положительных проводов, черный для отрицательных или заземления, оранжевый для всех правых каналов, а синий для левых. Для соединения динамиков я использовал оранжевый для правого +, белый для правого -, синий для левого +, коричневый для левого -. Вы можете использовать свою комбинацию цветов, но постарайтесь использовать те же самые цвета для левых и правых каналов.
Есть всего пара простых вещей, которые вам нужно знать о полярности, прочитайте приложенный PDF, чтобы ознакомиться с этой информацией.
Также примите во внимание, что я устанавливаю всё в корпус, используя его как верхнюю часть моего усилителя, а крышка корпуса будет дном. Это означает, что я работаю с отзеркаленной схемой сборки. В реальной жизни, все компоненты, установленные слева, будут находиться справа и наоборот. Будьте аккуратны, соединяя провода динамиков, если ваша раскладка такая же, как у меня, то соединения левого динамика будут находиться справа, а соединения правого динамика — слева. Таким образом, когда вы перевернёте корпус усилителя, всё встанет на свои места.
Посмотрев приложенную фотографию, вы можете убедиться в том, насколько легко всё соединяется.
Файлы
После того, как вы всё спаяли и перед тем, как вы подключите динамики и включите усилитель, необходимо провести предварительные тесты.
Перепроверьте правильность соединения компонентов, а лучше доверьте это вашему другу, и удостоверьтесь, что всё соединено правильно. Свежий взгляд на проект поможет увидеть то, чего вы не заметите после часов, проведенных дома за работой.
При помощи мультиметра, на малых диапазонах сопротивления, проверьте схему на замыкание в точках 1, 3, 4, 5 и 6:
Касаемо выключателя питания (точка 2), если вы ожидаете, что он будет включен в положении «Внизу» и выключен в положении «Вверху», установите переключатель в положение «Вниз» и с помощью вашего мультиметра в диапазоне Ом, измерьте сопротивление между двумя точками пайки. Если вы получаете что-либо помимо нуля Ом, то переключатель перевёрнут. Ослабьте крепежный винт и переверните переключатель на 180 градусов, пока он не будет находиться в положении «Вверх». Переключите его в нижнее положение и снова проверьте сопротивление. Если оно все еще не равно нулю, то ваш переключатель, скорее всего, неисправен.
Дополнительная защита. Как уже было замечено ранее, вы можете повредить AC адаптер при использовании полярности, обратной той, под которую создана электропроводка вашего усилителя. Вы можете обезопасить себя, добавив один диод последовательно к положительному соединению платы. Схема соединения показана на приложенной диаграмме.
В этом случае, если вы подключите адаптер с обратной полярностью и включите устройство, диод не позволит напряжению достичь модуля усилителя. При этом светодиод также не загорится — это будет для вас индикатором того, что полярность адаптера неверна или сам адаптер дефектен.
Единственный недостаток такой защиты состоит в том, что после перехода тока через диод будет наблюдаться небольшой спад напряжения, что очень важно, если ваш адаптер выдаёт ровно 12V.
Рекомендую брать оба диода на 3A. Разница заключается в прямом падении напряжения. Если вы используете стандартный выпрямитель 1N5401, падение напряжения составляет около 0,7V, поэтому доступное напряжение составит 11,3V или менее. При использовании выпрямителя Schottky Barrier Rectifier 1N5822 падение составляет всего 0,4V при 2A, поэтому у вас будет не менее 11,7V (что ближе к 12V). Выберите один из этих диодов в зависимости от ваших потребностей. Например, если напряжение выходного тока вашего AC адаптера составляет 13V (что вполне возможно), то падение 0,7V не должно иметь значения, поэтому вы можете использовать 1N5401.
МАКСИМАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ ДЕВАЙСА: Максимальное напряжение, которое может осилить модуль усилителя, составляет 16V. Чтобы избежать его повреждения, перед подключением проверьте с помощью мультиметра фактическое выходное напряжение вашего AC адаптера и убедитесь, что оно значительно ниже 16V.
Как только вы проверили, что всё спаяно хорошо и что в схеме нет замыканий(а также припаяв рекомендуемые диоды), вы можете подключать AC адаптер, динамики (проденьте весь оголённый участок провода до конца, чтобы изоляция достигла зажима) и мп3 плеер, немного поднимите уровень громкости и включить музыку. Наслаждайтесь звуком.
Если вы не использовали диод для защиты, то есть еще одна мера предосторожности, которую вы можете предпринять до включения питания. Провод +12V, который идёт на модуль усилителя, держите отключенным, подключите AC адаптер, включите питание и используйте мультиметр в диапазоне постоянного тока, красный его конец подключите к отключенному красному проводу, а черный — к любому черному соединению (земле), проверьте, что показание напряжения — плюсовое в диапазоне около 12V.
Как только вы убедитесь, что вольтаж и полярность правильные, выключайте девайс, отключайте адаптер, припаивайте красный провод +12V к модулю усилителя и включайте все, следуя вышеописанной инструкции. Вы уже на пути к хорошему звучанию!
В начале работы над инструкцией я хотел сделать все просто и быстро, чтобы каждый новичок понял, как это просто — создать недорогой и небольшой стереоусилитель. По мере написания статьи появлялось всё больше нюансов, которые я хотел бы описать подробнее. Вместо того чтобы вставлять всё это в основной текст, я сделал пару PDF-файлов и приложил их к нужным шагам. Надеюсь, я не пересёк черту между информативностью и скукой.
Если вы новичок в электронике и вы собираетесь создать свой усилитель, то у вас должны быть как минимум основные приспособления, такие как паяльник, припой, мультиметр, отвертка, плоскогубцы и кусачки. Также перед началом прочтите все приложенные файлы PDF.
Много информации основано на моём многолетнем опыте в бизнесе по ремонту бытовой техники, а также в обучении техников для этих задач. Мне было очень трудно не упомянуть обо всех описанных нюансах, а в особенности из-за того, что большинство авторов не вникают в эти проблемы. Для меня это разница между успехом или неудачей проекта.
Надеюсь, вам всё понравится!
— это аппарат на полевых транзисторах в выходном тракте реализованный по схеме с «плавающей землей». То есть, «плавающая» земля образуется в случае, когда общий провод какой то части системы электрически не связан с шиной заземления. За время существования данной схемы усилителя в нее были внесены существенные изменения, которые в большей степени повысили технические характеристики УМЗЧ.
Создание аппарата с «виртуальным нулем» или как говорят «средней точкой» имеет свои особенности: усилитель звука для колонок своими руками не требует установки напряжение в «ноль», не требуется защита акустической системы от постоянки на выходе; существенно облегчается изготовление силового трансформатора. Для схемы оконечника с постоянной средней точкой необходимо две пары отдельных обмоток на одном сердечнике или же нужно два транса с двумя обмотками.
Немного о тестировании и замере характеристик ранней версии данного аппарата, которая также была собрана с использованием MOSFET-транзисторов в выходном каскаде. Измерение параметров показало явное присутствие помех от сети во входной цепи УМЗЧ. И если сравнивать его с усилителем со средней постоянной точкой, то здесь присутствует огромное количество помех кратных частоте 50 Гц в диапазоне до 1 кГц.
Для кардинального снижения количества радиопомех появляющихся во входной цепи усилителя через постоянный резистор R3, было решено: цепочку смещения напряжения на управляющий электрод (затвор) полевого транзистора Q2 реализовать с полной симметрией по переменному напряжению. Исходя из того, что резисторы R4 и R11 идентичны и еще добавлена емкостная цепочка С4-С6 то подбором номинала резисторов R5-R12 можно установить приемлемое напряжение смещения для входного ключа. Помимо этого включенные в цепь емкости С4-С6, отфильтровывают переменное напряжение, появляющуюся на выводах источников тока.
На этапе конструирования модели усилитель звука для колонок своими руками потребовал тщательно проработать задачу генерации аппарата на сверхнизких частотах в диапазоне ниже 20 Гц. А именно при слишком малой суммарной емкости конденсаторов в цепи питания и значительной емкости по входу С1. Так, расположенность усилителя к самовозбуждению обусловливается R-C цепью по питающему напряжению R16-C5 (R17-C3), и естественно конденсаторами в источнике питания. Чтобы обеспечить усилителю условия для устойчивой и стабильной работы, суммарную емкость электролитических конденсаторов в каждом из плеч источника питания необходимо устанавливать 10000мкФ при C1 до 0.15 мкФ, 15000 мкФ при C1= 0.22 мкФ и 20000мкФ при C1= 0.33мкФ.
Для качественного воспроизведения звука на низких частотах было увеличено сопротивление УМЗЧ по входу. С этой целью вместо биполярного транзистора по входу был установлен MOSFET-транзистор Q2, а взамен отражателя тока в первичном каскаде был реализован источник тока. Второй каскад усилителя собран по схемотехники с общим эмиттером.
Чтобы обеспечить работу аппарата надежностью в каждое плечо схемы были включены пара биполярных транзистора Q11-Q15, выполняющие функцию ограничения пикового тока проходящего в цепи выходных транзисторов 7А-8А. Помимо этого, для ограничения прямого и обратного напряжения относительно выводов транзистора Q14 в схему был добавлен выпрямительный диод 1N4148 (D7).
Ток покоя в схеме устанавливается переменным резистором R23а (100 Ом). Оптимальный ток покоя для нормальной работы устройства нужен в пределах 80 мА. Даже при таком значении тока покоя искажения сигнала на выходе данного концевого усилителя находятся в пределах 0.09% с коротким мгновенно снижающий диапазон гармоник.
Силовой трансформатор мощностью 140 Вт собран на тороидальном сердечнике с двумя вторичными обмотками имеющими напряжение по ~36v в каждой. Блок выпрямителя состоит из двух диодных мостом рассчитанных на номинальное напряжение 100v и ток 10А. Фильтры выпрямителя по схеме реализованы на четырех емкостях по 10000 F на напряжение 63v со средней точкой. Причем раздельные для каждого канала, а также без гальванической завязки с общей шиной. Именно на эти средние точки подаются акустические провода со знаком «-» от левого и правого каналов. В зависимости от конструкции вашего корпуса трансформаторов можно установить два, мощностью по 70-80 Вт каждый. На электролитические емкости С3-С4 нужно параллельно поставить шунты в виде бумажных конденсаторов C1-C2.
Мы неоднократно приводили схемы мощных усилителей мощности низкой частоты для самостоятельной сборки, и сегодня речь пойдет о конструкции довольно простого, но высококачественного и до боли мощного усилителя по схеме ланзара . Вообще, схема ланзара нашла широкое распространение в сети, все чаще и чаще люди повторяют эту конструкцию, за высокие показатели и сравнительно простую и дешевую сборку, схему стали использовать в промышленной аудио аппаратуре.
Ланзар реализован на 13-и транзисторах,
схема полностью симметрична.
Выходной каскад усилителя работает в классе АВ, минимальный коэффициент нелинейных искажений позволяет отнести усилитель к разряду хай-фай (Hi-Fi). Такой усилитель отлично подходит и для мощных широкополосных акустических систем, но из-за сравнительно простой схематической развязки и большой выходной мощности, усилитель часто повторяют именно для питания довольно мощных сабвуферных головок.
Пиковая выходная мощность этого усилителя составляет 390 ватт на нагрузку 4 Ом, но усилитель прекрасно работает и под низкоомные нагрузки вплоть до 2-х Ом.
В архиве есть полностью рабочая печатная плата для этого усилителя.
Сборка начинается с травления печатной платы. Для травления я использую раствор перекиси водорода (3-х процентный раствор, который продают в аптеках, бутылки по 100мг), лимонной кислоты и поваренной соли. Плата травится максимум за час, после чего нужно смыть тонер и сверлить отверстия.
Монтаж начинают с установки мелких компонентов — резисторов, стабилитронов и керамических конденсаторов. Советую перед сборкой тщательно проверять все компоненты, даже если они полностью новые. После уже запаиваем маломощные транзисторы дифференциальных каскадов — где формируется начальный звук.
———————— Катушка мотается на оправе с диаметром 10-12 см проводом 0,8 мм и содержит 10-12 витков, катушку можно даже убрать, на звук это никак не повлияет.
Входной конденсатор обязательно пленочный, емкость можно подобрать в районах 1-4.7мкФ, поскольку усилитель изначально предназначен для сабвуфера, а увеличением емкости этого конденсатора можно добиться наилучшего воспроизведения низких частот (басс).
После полного монтажа всех компонентов смываем канифоль с обратной стороны платы. НЕЛЬЗЯ использовать всевозможные флюсы для пайки с неизвестным содержанием, поскольку они часто делают на кислотной основе, и именно из-за флюса можно спалить всю схему. Силовые дорожки усиливаем оловом, во избежания от их перегорания.
Все дорожки платы перед монтажом желательно залудить, поскольку медь рано или поздно окисляется, а слой олова образует дополнительную защиту.
Тщательно проверяйте правильность подключения транзисторов, электролитов и стабилитронов, во избежания проблем следует использовать только те транзисторы, которые указаны в схеме, особенно если вы новичок или собираете схему ланзара в первый раз. Стабилитроны при неправильном подключении не будут стабилизировать напряжение, а станут работать как диод и начнутся неполадки, дым, взрыв…
После проверки правильности подключения всех компонентов усилитель можно запустить.
Ланзар, как и любая другая мощная схема УНЧ питается от двухполярного источника напряжения. Номинал входного напряжения может быть от двухполярного 25/30 до 75 Вольт, но запустить на максимуме не советую, поэтому питание +/-50 Вольт самый подходящий номинал входного питания.
—————————- Для начального запуска схемы нужно иметь под рукой блок питания на указанное напряжение, мощность блока 100 ватт (хотя для запуска усилителя на полную мощность нужен блок питания с мощностью 300-400 ватт.
Трансформатор подключают в сеть 220 Вольт через лампу накаливания 220 Вольт 100-150 ватт. Лампа служит дополнительной страховкой, при неполадках спалите меньше компонентов. Следует учесть, что для нормальной работы усилителя мощности после диодного выпрямителя нужен хороший блок конденсаторов, суммарная емкость всех конденсаторов в одном плече должна быть 10000-30000мкФ, напряжение конденсаторов желательно 100 Вольт (с двойным запасом).
Ограничительные резисторы для запитки дифференциального каскада подбираем исходя от напряжения питания по таблице, приведенной ниже.
Питание ±70 В — 3,3 кОм…3,9 кОм
Питание ±60 В — 2,7 кОм…3,3 кОм
Питание ±50 В — 2,2 кОм…2,7 кОм
Питание ±40 В — 1,5 кОм…2,2 кОм
Питание ±30 В — 1,0 кОм…1,5 кОм
Ограничительные резисторы подобрать с мощностью 1-2 ватт.
Первый запуск усилителя делаем с ЗАКОРОЧЕННЫМ НА ЗЕМЛЮ ВХОДОМ, не путайте землю с минусом! — земля, это средняя точка от трансформатора.
Для начала нет необходимости теплоотводов для оконечников. Подключаем трансформатор в сеть 220 Вольт, если нет никаких хлопков и спецэффектов, то вырубаем питание и на ощупь проверяем тепловыделение на полевых ключах, если ничего не чувствуется, значит отпаиваем вход от земли и подаем музыку, для начала от мобильного телефона. Включаем усилитель снова, если музыка играет, значит все ок.
Для максимальной мощности
на вход нужно подавать сигнал от более мощного источника звука, автомагнитола как раз является таким источником.
Включаем усилитель под музыку на 10-25 минут при 40% громкости, затем пора настроить ток покоя выходного каскада, для этого прикреплена фотография.
Таким образом, мы закончили сборку усилителя, можно радоваться, поскольку усилитель такого рода стоит немало денег, в конце концов купить одно дело, а сделать свой собственный усилитель своими руками — совсем другое.
Архив к статье…СКАЧАТЬ…
Данный усилитель можно заказать — [email protected]
С уважением — АКА КАСЬЯН
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.
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.
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.
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
