Простой усилитель звука самостоятельно

Заводское оборудование для усиления звукового сигнала отличается высокой стоимостью и не всегда устраивает потребителя по характеристикам или конфигурации корпуса. Изготовление усилителя звука своими руками обходится дешевле, но требует от мастера знаний основ электротехники.

Простейший усилитель звука

Простейший усилитель звука

Простой одноканальный усилитель звука базируется на микросхеме LM386, обладающей 20-кратным коэффициентом повышения уровня сигнала. Введение в схему дополнительного сопротивления и емкости расширяет рабочий диапазон чипа, позволяя наращивать силу звукового потока в 180-200 раз. В конструкции микросхемы предусмотрены 4 ножки. На корпусе имеется цифровая маркировка контактов. На верхней части кожуха есть полукруглая выемка, позволяющая правильно определять назначение выводов при изготовлении самодельного усилительного блока.

Необходимые материалы

Чтобы самостоятельно сделать усилитель, потребуется подготовить:

материалы для сборки усилителя звука

  • микросхему LM386;
  • источник постоянного тока напряжением 9 В (батарея типа «Крона» или банка из 6 стандартных 1,5-вольтовых батареек);
  • корпус для установки батареек или переходная плата для элемента «Крона»;
  • громкоговоритель 1 Ватт с катушкой сопротивлением 8 Ом;
  • разъем для подсоединения штекера диаметром 3,5 мм;
  • сопротивление номиналом 10 Ом;
  • конденсатор емкостью 0,05 мкФ;
  • выключатель цепи питания.

Для выполнения работ понадобится универсальный паяльник или паяльная станция. Для пайки необходимы оловянно-свинцовый припой и нейтральный флюс (например, канифоль). Использовать кислотные флюсы не рекомендуется, поскольку агрессивное вещество разрушает медные проводники. Также потребуется отрезок тонкого кабеля. Нужны кусачки для укорачивания ножек деталей. Компоненты устанавливаются на печатную плату с заранее протравленными дорожками или коммутируются напрямую либо с помощью кусков кабеля.

Требования к блоку питания

Блоки питания для УМЗЧ (усилитель мощности звуковой частоты) определяют класс устройства. В конструкции изделий предусматриваются фильтры для устранения помех, а выходное напряжение не должно пульсировать. Адаптеры строятся на основе стандартного трансформатора с полупроводниковым мостом выпрямления, импульсные устройства для питания усилителей звука не применяются.

Для устранения пульсации тока в цепи выпрямителя устанавливаются конденсаторы с повышенной емкостью. В базовом усилительном блоке применяется химический источник постоянного тока, в котором отсутствуют источники радиочастотных помех. Недостатком является низкая емкость, которой хватает на 1-3 часа работы оборудования.

Этапы работы

Краткий алгоритм изготовления:

5 вариантов схем усилителя звука

  1. Нарисовать на листе бумаги схему усилительного блока, что позволит корректно соединить электронные компоненты. Для определения назначения контактов необходимо расположить микросхему полукруглой выемкой от себя.
  2. Припаять кабель, соединяющий положительный полюс батареи с цепью питания микросхемы. Шнур присоединяется к ножке, отмеченной на корпусе цифрой 6 (вторая позиция снизу на правой стороне чипа).
  3. Установить в разрыв положительного кабеля питания переключатель, позволяющий управлять работой малогабаритного усилителя.
  4. Присоединить к нижнему контакту на правой стороне чипа положительный выход конденсатора.
  5. Соединить отрицательный выход конденсатора с положительной клеммой громкоговорителя. Допускается использование удлинительного медного провода, позволяющего разнести усилительный блок и репродуктор.
  6. Припаять отрезок кабеля к отрицательному полюсу громкоговорителя. Противоположный конец провода подсоединяется к нижней лапке на левой стороне микросхемы. Дополнительный кабель соединяет нижний контакт со второй точкой сверху, расположенной на левой кромке чипа.
  7. Присоединить контакт сопротивления к ножке, расположенной между пинами, использованными для коммутации отрицательного вывода динамика.
  8. Соединить каналы разъема для коммутации внешнего источника звука в общий тракт. Оснастить противоположный вывод резистора удлинительным проводом, который выводится к полученному общему положительному контакту разъема.
  9. Отрицательный выход разъема заземляется (выводится к отрицательному полюсу динамика). К этой же точке подводится минусовой сигнал от источника питания.
  10. Установить детали в пластиковый корпус подходящих размеров и конфигурации. Полученная конструкция, собранная из подручных материалов, может использоваться как портативная колонка, которая подключается к смартфону или ноутбуку.

Усилитель звука для авто

В автомобилях устанавливаются 4 динамика, поэтому для обеспечения качественной работы акустической системы требуется 4-канальный усилительный блок. Для самостоятельного изготовления прибора используется микросхема TDA8560Q, позволяющая подключать громкоговорители сопротивлением 4 и 2 Ом (мощность составляет 25 и 40 Вт на канал соответственно). Чип рассчитан на рабочее напряжение от 6 до 18 В, соответствующее параметрам бортовой сети в машине. Микросхема устанавливается на алюминиевый радиатор, обеспечивающий отвод излишков тепла.

Непременным условием установки самодельного усилителя в автомобиле является фильтр питания, позволяющий устранить помехи от работы системы зажигания и генератора. В конструкции чипа предусмотрена аварийная защита, предохраняющая конструкцию от короткого замыкания в выходном звуковом тракте и от перегрева. Допускается установка дополнительной системы, позволяющей включать контрольные светодиоды при возникновении неполадок в работе.

Последовательность действий при изготовлении автомобильного усилителя следующая:

  1. Разметить печатную плату будущего устройства в соответствии со схемой. Изделие изготавливается по лазерно-утюжной технологии (ЛУТ) или с помощью канцелярского штриха и маркера.
  2. Просверлить отверстия для установки электронных компонентов.
  3. Протравить плату в растворе хлорного железа (остатки реагента смываются водой). Покрыть поверхность дорожек слоем припоя с помощью паяльника.
  4. В дорожки подвода питания впаять медную проволоку, покрытую слоем припоя. Дополнительный материал снижает вероятность проседания напряжения питания в процессе работы усилителя. В цепь питания включается электролитический конденсатор емкостью 4500-5000 мкФ, рассчитанный на напряжение 16 В.
  5. Припаять остальные компоненты усилителя.
  6. Установить радиатор охлаждения, имеющий площадь в 15-20 раз больше площади микросхемы. Пластина крепится к чипу с помощью винта. Для улучшения теплообмена используется кремний-органическая паста. Если при работе оборудования будут отмечаться случаи перегрева, то необходимо установить радиатор с увеличенной площадью и дополнительными ребрами или смонтировать вентилятор, который подключается к общей цепи питания.
  7. Собрать фильтр питания, состоящий из 3 параллельно работающих конденсаторов номиналом 0,1 и 4700 мкФ. В схему входит катушка из 5 витков медного провода сечением 1-1,5 мм², накрученных на ферритовое кольцо диаметром 20 мм. В конструкции фильтра предусматривается плавкая вставка номиналом 7,5-10 А.
  8. Соединить оборудование в общую цепь и проверить работу изделий при разных режимах. При подключении питания не допускается ошибочная полярность, поскольку это приводит к выходу из строя микросхемы.

Альтернативные варианты конструкции

микросхема Mosfet Pal 007

Если в гараже имеется старая магнитола Pioneer, то возможно изготовление самодельного устройства на базе микросхемы Mosfet Pal 007 (аналог чипа LA4347). В схеме предусматриваются конденсаторы для устранения посторонних шумов. Рабочее напряжение изделий составляет 16 В. Микросхема позволяет подключать 2 или 4 динамика (количество зависит от способа подключения дополнительных элементов). В конструкции используется алюминиевый радиатор, позаимствованный от магнитолы.

Усилитель на базе Philips TDA1562 оснащается комбинированной схемой питания. При повышении нагрузки активируется схема повышения напряжения питания, оснащенная конденсаторами номиналом 4700 мкФ. Конструкция микросхемы позволяет подключать низкочастотные громкоговорители, но для отвода излишков тепла требуется радиатор площадью не менее 400 см². Чип оборудован встроенной защитой от перегрева и коротких замыканий в выходном каскаде (в схеме предусматривается предупредительный световой индикатор неисправности).

Усилитель звука для ноутбука

Устройство усиления звука для ноутбука изготавливается на базе микросхемы TDA7231, работающей от блока питания напряжением 9 В. В цепи питания предусматриваются фильтрующие конденсаторы номиналом 470 и 0,1 мкФ (полярного и неполярного типов соответственно). Чип требует установки радиатора. Размер устройства подбирается опытным путем (допустимая рабочая температура усилительного модуля составляет 50 °С). Для изготовления устройства потребуются сопротивления номиналом 4,7 Ом и 10 кОм и конденсаторы на 100 и 200 мкФ.

Для монтажа компонентов необходимо изготовить печатную плату, которая поместится в заранее подготовленном пластиковом корпусе. В конструкции кожуха предусматривается вентиляционная решетка. В цепи питания устанавливается 2-позиционный переключатель, позволяющий выбирать нужный режим работы. Усилитель подключается к акустическому выходу, расположенному на корпусе ноутбука. Громкоговоритель — к колодкам, предусмотренным на печатной плате.

Усилитель звука для колонок

Устройство строится на транзисторах российского стандарта или импортных аналогах. Для питания конструкции используется постоянный ток напряжением 15 В, что позволяет эксплуатировать усилитель в легковых автомобилях или малотоннажных грузовиках. Каскад выхода оснащается парой изделий модификации КТ803. Для раскачки каскада используется дополнительный элемент КТ801. Допускается использование деталей КТ805 и КТ819 или импортных германиевых элементов, имеющих аналогичные технические параметры.

На входе устанавливается полупроводниковый элемент КТ361. В конструкции предусматривается регулируемое сопротивление, позволяющее корректировать громкость звука. Усилитель имеет мощность 15 Вт. Для обеспечения работоспособности требуется блок питания, рассчитанный на ток не менее 2 А. Изделие рассчитано на использование громкоговорителя с катушкой, имеющей сопротивление 4 Ом.

Недостатком конструкции является высокий ток при работе в холостом режиме, вызывающий нагрев полупроводниковых элементов в выходном контуре. Для обеспечения температурного режима используются алюминиевые радиаторы (самодельные или позаимствованные из серийного радиооборудования). Усилительный контур устанавливается в коробку, обеспечивающую постоянный воздухообмен для снижения степени нагрева деталей.

Усилитель для наушников

Усилитель аудио для наушников строится на основе микросхемы TDA7050, выпускаемой компанией Philips. Чип поддерживает мостовую схему подключения, но возможна эксплуатация изделия в режиме стерео. Мостовая конфигурация позволяет передавать весь поток в один динамик наушников. Для получения объемной звуковой картины требуется установить 2 микросхемы. Полученное устройство имеет мощность 140 мВт на канал при подаче питания 3 В и сопротивлении катушек в наушниках по 32 Ом.

Схема на основе микросхемы TDA7050

Поскольку подобная степень усиления звукового потока является излишней, используется схема с USB-портом, построенная на одном чипе TDA7050. Напряжение питания составляет 5 В (конструкция микросхемы рассчитана на напряжение от 1,6 до 6 В). Корректировка громкости на выходе осуществляется путем изменения амплитуды входящего сигнала. Для регулировки используется переменное сопротивление на 20 кОм, имеющее логарифмическую характеристику.

Для повышения качества звучания в цепь питания вводится стабилизирующий блок, построенный на основе микросхемы MCP1702. Чип работает с дополнительными конденсаторами емкостью 0,1 и 100 мкФ, установленными на самодельной печатной плате. Емкости обеспечивают возможные пульсации тока перед микросхемой и после нее. Применение MCP1702 позволяет расширить диапазон напряжения в цепи питания до 13,2 В. Наушники подключаются через стандартный разъем диаметром 3,5 мм, выведенный к контактам 7 и 6 микросхемы.

Возможно изготовление изделия на базе чипа LM386, который монтируется на печатной или макетной плате. В конструкции предусматривается планка для подачи питания и 3-контактный штекер для ввода сигнала, разделенного на правый и левый каналы. Возможно использование регулятора сигнала, изготовленного на базе переменного сопротивления. В выходной цепи применены конденсаторы емкостью 220 и 0,1 мкФ и установлено дополнительное сопротивление номиналом 37 Ом. Устройство предназначено для коммутации наушников или 2 колонок, работающих в режиме стерео.

Ссылка на основную публикацию