Мой первый усилитель мощности

10/08/2017 - 14:51

Каждый радиолюбитель, особенно начинающий, со временем проявляет интерес к звуковоспроизведению. Хочется собрать что-нибудь вроде магнитофона или усилителя звуковой частоты и продемонстрировать его друзьям. Благодаря новым технологиям стереофонический или квадрофоничес-кий усилитель звуковой частоты можно собрать всего на одной микросхеме.

Как известно, звук делится на несколько категорий -моно, стерео, квадро и т.д. Монофонический звук уже давно ушел в прошлое, стереозвук тоже начинает терять свои позиции, а вот остальные категории приобретают все большую популярность. Технически стерео- и квадрозвук называются Digital Surround и Dolby Digital Pro Logic II. В народе - звук 5.1 (5 и 1) или звук 7.1 (7 и 1). Это означает, что звук разделяется на несколько колонок - 6 и 8 соответственно. При этом колонки системы 5.1 имеют 5 сателлитов - маленьких колоно-чек и 1 сабвуфер - большую колонку, а 7.1 - 7 сателлитов и 1 сабвуфер. На сателлиты усилитель звуковой частоты подает сигналы высоких и средних частот, а на сабвуфер - низких частот. Благодаря такому разделению звук получается насыщенным и живым, близким к реальному.

В усилителях звука есть свое сокращение - УМЗЧ (усилитель мощности звуковой частоты) или УНЧ (усилитель низкой частоты). В последнее время чаще всего используется вторая аббревиатура, так как низкие частоты (басы) - это то, на что в первую очередь ориентируется покупатель при выборе музыкального центра или домашнего кинотеатра. Надо также учитывать диапазон воспроизводимых частот, коэффициент шума и искажений.

Например, высококачественный музыкальный центр или акустика должны воспроизводить звук в диапазоне частот от 20 до 20000 Гц. Обращайте внимание на шум в колонках, он не должен резать слух. Для музыкального центра очень важно, чтобы на большой громкости компакт-диск не перепрыгивал с трека на трек. Ну и, конечно, не делайте акцент на громоздкие сателлиты, так как они воспроизводят только средние и высокие частоты, важную роль в мощности звука играет сабвуфер.

Итак, приступим к сборке своего первого УНЧ. Собирать мы будем усилитель мощности на микросхеме фирмы Philips -TDA7050 (рис. 7.2). Она имеет прекрасные частотные характеристики, защиту от переполюсовки (если вдруг вы неправильно подключите питание, она не сгорит), низкое напряжение питания и потребляемый ток, абсолютно неприхотлива в работе. TDA7050 - находка для разработчиков портативной радиоаппаратуры. Технические характеристики усилителей мощности на этой микросхеме вы можете увидеть ниже.

Номинальная выходная мощность 2x75 мВт, 150 мВт
в мостовом включении
Коэффициент нелинейных искажений не более 10%
Входное сопротивление 2 мОм
Сопротивление нагрузки 32 Ом на стереоканал,
64 Ом в мостовом включении
Потребляемый ток не более 6 мА
Напряжение питания 1,8-6 В

На принципиальной схеме (рис. 7.1) показаны два усилителя мощности. На самой верхней схеме - стереофонический усилитель для наушников, в которых мы зачастую слушаем плеер, на нижней - монофонический (так называемое
мостовое включение).

Схемы усилителей на TDA7050
Рис. 7.1 - Схемы усилителей на TDA7050

На выходе подключена малогабаритная динамическая головка, что дает более мощный, громкий сигнал. Вы можете собрать любой из представленных усилителей. Так как питание УНЧ всего 3 В (две батарейки по 1,5 В, подключенные последовательно), его часто используют в плеерах.


Рис. 7.2 - Внешний вид микросхемы TDA7050

Как видите, на схеме появилось новое обозначение. Это так называемый общий провод (или земля). Все выводы, отмеченные данным обозначением, необходимо соединить вместе и подключить к минусу питания.

В УНЧ использовано очень мало деталей: на входах усилителей стоят переменные резисторы R1 и R4, которыми регулируется громкость, на самой верхней схеме для регулирования громкости используется сдвоенный переменный резистор.

Большинство стереотелефонов (наушников) при воспроизведении сигналов сильно ослабляют низкие звуковые частоты. Чтобы компенсировать этот недостаток, многие фирмы вводят в свои изделия системы Bass Boost. Для желающих использовать подобное усовершенствование для улучшения качества звучания, на рис. 7.3 приведена принципиальная схема простого пассивного Bass Boost.


Рис. 7.3 - Схема устройства Bass Boost

На каждый канал соберите по одному такому устройству и подключите к выводам 2 и 3 микросхемы. Резистором R1 регулируется громкость, переключателем S1 - включение/ выключение Bass Boost (на схеме выключено). Переключатель поставьте такой, чтобы включение/выключение эффекта было одновременно для двух стереоканалах.

УНЧ можно собрать навесным монтажом или на куске картона. При правильной сборке он начинает работать сразу. Для того чтобы на скорую руку проверить его работоспособность, подключите к усилителю питание и дотроньтесь пальцем до какого-нибудь входа. В наушниках или громкоговорителе вы услышите треск - это будет означать, что устройство работает. Подключив ко входу усилителя выход музыкального центра, звуковой платы компьютера или телевизора, вы сможете прослушивать звук на своем УНЧ.


Рис. 7.4 - Экранированый провод

Для подключения источника сигнала к УНЧ используется экранированный провод (рис. 7.4). Такой провод позволяет избавиться от лишних шумов. Основной провод подсоединяется ко входу усилителя, а общий соответственно к общему проводу. Другой конец экранированного провода подсоединяется к выходу источника сигнала таким же образом.

Собираем мощный автомобильный УНЧ

Простой, надежный и мощный усилитель (рис. 7.5) можно собрать на микросхеме Philips - TDA1552Q. Данный чип содержит встроенный стабилизатор напряжения, защиту от перегрева, короткого замыкания в нагрузке, переполюсовки питания. Технические характеристики усилителя мощности на TDA1552Q перечислены ниже.

Номинальная выходная мощность при напряжении питания 14,4 В 2X22 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

Компонентами СЗ и R1 задается время задержки подключения динамиков, что избавляет их от характерных хлопков при включении питания усилителя. Задержку можно регулировать, изменяя сопротивление резистора или емкость конденсатора.


Рис. 7.5 - Схема усилителя на TDA1552Q

Внешний вид микросхемы представлен на рис. 7.6. Эбязательно привинтите микросхему к радиатору. Им ножет быть кусок алюминие-зой пластины размером 120x50 мм. Чем больше радиатор, тем большую мощность будет отдавать микросхема в нагрузку, меньше перегреваться и ее внутренняя защита не будет срабатывать. Напряжение питания должно быть нестабилизированным, как уже упоминалось выше, микросхема содержит встроенный стабилизатор напряжения. В качестве источника питания подойдет автомобильный аккумулятор, для питания от него собственно и рассчитана данная микросхема. Но, если вы захотите использовать усилитель в домашнем обиходе, вам понадобится блок питания.


Рис. 7.6 - Внешний вид микросхемы TDA1552Q

Блок питания усилителя может быть собран по схеме, представленной на рис. 7.7. Он не содержит стабилизатора, так как «зашит» в самой микросхеме. Вам понадобится сетевая вилка (XI, Х2) с проводом, предохранитель F1 на ток не
более 1 А, трансформатор Т2 с первичной обмоткой 220 В с вторичной на 10-13 В, диодный мост D1 и конденсатор н большую емкость С1. И самое важное - провода питания идущие к микросхеме УНЧ, должны быть скручены, инач при повышении громкости микросхему будет «заваливать (на слух - это ужасные искажения).


Рис. 7.7 - Блок питания усилителя на TDA1552Q

Так как данный блок питания питается от электрической сети, вы должны быть очень внимательны при подключении всех деталей и соблюдать правила безопасности. Лучше попросить кого-то проверить правильность соединения, а потом подключить устройство к сети. Прежде чем подсоединять блок питания к УНЧ, проверьте также тестером напряжение между общим проводом и контактом ХЗ. В этой цепи должно быть не более 17 В, так как сама микросхема рассчитана на максимальное напряжение 18 В.

В качестве громкоговорителей SPK L и SPK R могут использоваться динамики ваттностью не менее 20. Вы можете также подключить колонки от музыкального центра. Внешний вид собранного блока питания вы можете увидеть на рис. 7.8.


Рис. 7.8 - Внешний вид собранного блока питания

Мой первый усилитель мощности