Високоякісний підсилювач без ООС: The End Millennium. Найпростіші підсилювачі низької частоти на транзисторах Підсилювач без живлення

Не мрій, дій!

Експерименти щодо покращення звуку, що витягується за допомогою підсилювача, описаного в попередніх трьох частинах проекту, почнемо з модернізації блоку живлення. Спроектований блок живлення має такі переваги:
- Враховує особливості реального аудіосигналу;
- малі втрати у випрямному мосту;
- Опція двополярного джерела живлення для каскадів попереднього посилення.
Блок живлення може бути використаний як для проекту, так і для самостійного конструювання підсилювачів звукових частот.

Загальні зауваження

Спочатку оцінимо вимоги до джерела живлення (ІП) з урахуванням фундаментальних знань, та був скористаємося програмами розрахунку. Розглянемо співвідношення у вихідному каскаді УМЗЧ, які працюють у класі АВ у межах вимог до проектування ИП.
Максимальна напруга на виході підсилювача:

Uвих макс=sqrt(2Pн максRн),

амплітуда змінного струму в ланцюзі навантаження досягає:

Iвих макс=Uвих макс/Rн.

Граничний (ідеальний) ККД двотактного комплементарного повторювача при синусоїдальному сигналі

ηмакс=Pн/Pпотр=π/4≈0,78.

Підсилювач потужності звукової частоти по відношенню до джерела живлення можна розглядати як перетворювач потужності постійного струму ІП потужність змінного струму. Приймемо ККД такого перетворювача (при Pн макс) = 0,7.
За наявності конденсатора Сп в ланцюгу живлення підсилювача потужності споживаний струм буде

Iп≈Pн макс/(2ηUп).

Розрахунки за наведеними співвідношеннями показують (рис. 1), що споживаний постійний струм Iп у шість разів менше максимального струму навантаження Iвих макс. Цей факт ще раз наголошує на важливості розведення ланцюгів живлення в підсилювачі. Рекомендації щодо монтажу слаботочних та сильноточних ланцюгів були надані в першій частині цього проекту.

Рис. 1. Скріншот розрахунку ІП у програмі Microsoft Excel. У осередках із заливкою світло-синього кольору вміщено вихідні дані, помаранчевого кольору – розрахункові співвідношення

Основні співвідношення, необхідні для прикидочного розрахунку нестабілізованого джерела живлення, що забезпечує при струмі навантаження Iн напруга Uн , наведені в файлі, що додається нижче. Розрахунок ведеться для бруківки схеми, в якій в якості вихідної напруги Uн береться сумарна напруга 2Uп, а накопичувальний конденсатор Сп являє собою два послідовно включених конденсатора подвоєної розрахункової ємності (рис. 2).

Рис. 2. Мостовий ІП для двох симетричних щодо загального дроту вихідної напруги

Файл із поясненнями щодо розрахункових співвідношень можна взяти тут:

--
Дякую за увагу!

Результати розрахунків за наведеними формулами на другому аркуші файлу xls, а друк з екрану фрагмента аркуша показано на рис. 3.

Рис. 3. Таблиця результатів розрахунку ІП

Необхідна потужність трансформатора та параметри діодів отримані для максимальної вихідної потужності УМЗЧ. Необхідний силовий трансформатор потужністю 70...80 Вт і діоди з прямим струмом 2 А, імпульсним струмом 50 А, зворотною напругою 200 В.

Основні параметри:
Вхідна напруга: ~2х(15…20)
Максимальний струм навантаження: до 4 А
Робочий струм джерела живлення ±15 В: 50 мА
Розміри друкованої плати: 54х150 мм.

Нижче обговоримо питання, принагідно відзначивши, що корисну інформаціюз виготовлення блоку живлення можна почерпнути з .

--
Дякую за увагу!
Ігор Котов, головний редактор журналу "Датагор"

Спочатку на друкованій платі встановлюють малогабаритні деталі: плівкові конденсатори, діоди, електролітичні конденсатори двополярного джерела живлення. Потім монтують клемники та електролітичні конденсатори фільтра, що згладжує. Після паяння останні бажано додатково зміцнити на друкованій платі за допомогою термоклею.
Необхідний електричний клейовий пістолет (рис. 10), призначений для склеювання між собою виробів із пластмаси, металу, кераміки та інших матеріалів. Він використовується для кріплення великогабаритних деталей (оксидних конденсаторів, трансформаторів, дроселів тощо) на друкованих платах, фіксації роз'ємів та багатьох інших цілей.

Витратним матеріалом для склеювання є силіконовий термоклей, який випускається у вигляді циліндричних стрижнів діаметром 11 мм різного кольору. Стрижень встановлюється пістолет через отвір у задній частині пластмасового корпусу. Після включення в мережу та прогрівання інструмент готовий до роботи. Вузьке жало пістолета дозволяє діяти у важкодоступних місцях, а курок – дозатор забезпечує контрольовану подачу клею через нагрівальний елемент. Після видавлювання розплавленої силіконової маси на поверхню, що склеюється, слід притиснути деталі до моменту схоплювання термоклею.

Рис. 10. Пістолет для клею простий у використанні, надійний та довговічний

Деталі блоку живлення:

DA1 - Стабілізатор 7815 (15V; 1,0A), ТО-220 - 1 шт.,
DA2 - Стабілізатор 7915 (-15V; 1A), ТО-220 - 1 шт.,
Радіатор U-подібний FK301, алюміній, 13,3x19,1x12,7мм, для корпусів типу TO-220 – 2 шт.
VD1…VD4 - Діод Шоттки 80SQ045-IR (45V/8A) – 4 шт.,
R1 - Рез.-0,25-470 Ом (жовтий, фіолетовий, коричневий, золотистий) – 1 шт.,
С1 - Конд.0,1/1000V К78-2 - 1 шт.,
С2, С15…С18 - Конд.0,1µ/63V J К73-17 - 5 шт.,
С3 ... С6 - Конд.0,01 / 630V К73-17 - 4 шт.,
С7 ... С14 - Конд.4700/35V 1840 +105 ° С - 8 шт.,
С19, С20 - Конд.100/25V 0809 105 ° C - 2 шт.,
Клемник 3К крок 5 мм ТВ-03ВС на плату - 3 шт.
FU1 – Утримувач запобіжника на приладовий блок 5х20 мм, FH-02, - 1 шт.,
Попер. 1А (d = 5; L = 20) скло. - 1 шт.,
XP1 - Шт. «Мережа» CS-001 приб./засувка – 1 шт.,
Конт.заж. типу "O", TRI-1,25-2,5-M5, ізольований - 2 шт.,
XT1 - Клемник приладовий - 1 шт.,
SA1 - Вимикач живлення 250В, 6А - 1 шт.

Виготовлення гарного джерела живлення для підсилювача потужності (УНЧ) або іншого електронного пристрою – це дуже відповідальне завдання. Від того, яким буде джерело живлення, залежить якість і стабільність роботи всього пристрою.

У цій публікації розповім про виготовлення легкого трансформаторного блоку живлення для мого саморобного підсилювача потужності низької частоти "Phoenix P-400".

Такий, не складний блокживлення можна використовувати для живлення різних схем підсилювачів потужності низької частоти.

Передмова

Для майбутнього блоку живлення (БП) до підсилювача у мене вже був тороїдальний сердечник з намотаною первинною обмоткою на ~220В, тому завдання вибору "імпульсний БП або на основі мережевого трансформатора" не стояло.

У імпульсних джерел живлення невеликі габарити та вага, велика потужність на виході та високий ККД. Джерело живлення на основі мережевого трансформатора - має велика вага, простий у виготовленні та налагодженні, а також не доводиться мати справу з небезпечною напругою при налагодженні схеми, що особливо важливо для таких початківців як я.

Тороїдальний трансформатор

Тороїдальні трансформатори, порівняно з трансформаторами на броньових сердечниках із Ш-подібних пластин, мають кілька переваг:

• менший обсяг та вага;
• вищий ККД;
• найкраще охолодження для обмоток.

Первинна обмотка вже містила приблизно 800 витків проводом ПЕЛШО 0,8мм, вона була залита парафіном та ізольована шаром тонкої стрічки з фторопласту.

Вимірявши приблизні розміри заліза трансформатора можна виконати розрахунок його габаритної потужності, таким чином можна прикинути чи підходить осердя для отримання потрібної потужності чи ні.

Рис. 1. Розміри залізного сердечника для тороїдального трансформатора.

• Габаритна потужність (Вт) = Площа вікна (см 2) * Площа перерізу (см 2)
• Площа вікна = 3,14*(d/2) 2
• Площа перерізу = h * ((D-d)/2)

Наприклад, виконаємо розрахунок трансформатора з розмірами заліза: D=14см, d=5см, h=5см.

• Площа вікна = 3,14 * (5см/2) * (5см/2) = 19,625 см 2
• Площа перерізу = 5см * ((14см-5см)/2) = 22,5 см 2
• Габаритна потужність = 19,625*22,5 = 441 Вт.

Габаритна потужність трансформатора виявилася явно меншою ніж я очікував - десь 250 Ватт.

Підбір напруги для вторинних обмоток

Знаючи необхідну напругу на виході випрямляча після електролітичних конденсаторів, можна розрахувати необхідну напругу на виході вторинної обмотки трансформатора.

Числове значення постійної напруги після діодного мосту і конденсаторів, що згладжують, зросте приблизно в 1,3..1,4 рази, в порівнянні зі змінною напругою, що подається на вхід такого випрямляча.

У моєму випадку, для живлення УМЗЧ потрібна двополярна постійна напруга - по 35 Вольт на кожному плечі. Відповідно, на кожній вторинній обмотці має бути змінна напруга: 35 Вольт / 1,4 = ~25 Вольт.

За таким же принципом я виконав приблизний розрахунок значень напруги інших вторинних обмоток трансформатора.

Розрахунок кількості витків та намотування

Для живлення інших електронних блоків підсилювача було вирішено намотати кілька окремих вторинних обмоток. Для намотування котушок мідним емальованим дротом був виготовлений дерев'яний човник. Також його можна виготовити із склотекстоліту або пластмаси.

Рис. 2. Човник для намотування тороїдального трансформатора.

Намотка виконувалася мідним емальованим дротом, який був у наявності:

• для 4х обмоток живлення УМЗЧ – провід діаметром 1,5 мм;
• для решти обмоток – 0,6 мм.

Число витків для вторинних обмоток я підбирав експериментальним способом, оскільки мені не було відомо точну кількість витків первинної обмотки.

Суть методу:

1. Виконуємо намотування 20 витків будь-якого дроту;
2. Підключаємо до мережі ~220В первинну обмотку трансформатора та вимірюємо напругу на намотаних 20-ти витках;
3. Ділимо потрібну напругу на отриману з 20 витків - дізнаємося скільки разів по 20 витків потрібно для намотування.

Наприклад: нам потрібно 25В, а з 20 витків вийшло 5В, 25В/5В=5 - потрібно 5 разів намотати по 20 витків, тобто 100 витків.

Розрахунок довжини необхідного дроту було виконано так: намотав 20 витків дроту, зробив на ньому мітку маркером, відмотав і виміряв його довжину. Розділив потрібну кількість витків на 20, отримане значення помножив на довжину 20 витків дроту - отримав приблизно необхідну довжину дроту для намотування. Додавши 1-2 метри запасу до загальної довжини, можна намотувати провід на човник і сміливо відрізати.

Наприклад: потрібно 100 витків дроту, довжина 20-ти намотаних витків вийшла 1,3 метра, дізнаємося скільки разів по 1,3 метра потрібно намотати для отримання 100 витків - 100/20=5, дізнаємося загальну довжину дроту (5 шматків по 1, 3м) - 1,3 * 5 = 6,5м. Додаємо для запасу 1,5м та отримуємо довжину - 8м.

Для кожної наступної обмотки вимір варто повторити, оскільки з кожною новою обмоткою необхідна на один виток довжина дроту збільшуватиметься.

Для намотування кожної пари обмоток по 25 Вольт на човник були паралельно укладені відразу два дроти (для 2х обмоток). Після намотування, кінець першої обмотки з'єднаний з початком другої - вийшли дві вторинні обмотки для двополярного випрямляча з'єднання посередині.

Після намотування кожної з пар вторинних обмоток для живлення схем УМЗЧ вони були ізольовані тонкою фторопластової стрічкою.

Таким чином було намотано 6 вторинних обмоток: чотири для живлення УМЗЧ та ще дві для блоків живлення решти електроніки.

Схема випрямлячів та стабілізаторів напруги

Нижче наведено принципову схему блоку живлення для мого саморобного підсилювача потужності.

Рис. 2. Принципова схема джерела живлення саморобного підсилювача потужності НЧ.

Для живлення схем підсилювачів потужності НЧ використовуються два двополярні випрямлячі - А1.1 та А1.2. Інші електронні блоки підсилювача живляться від стабілізаторів напруги А2.1 та А2.2.

Резистори R1 і R2 потрібні для розрядки електролітичних конденсаторів, коли лінії живлення відключені від схем підсилювачів потужності.

У моєму УМЗЧ 4 каналу посилення, їх можна включати та вимикати попарно за допомогою вимикачів, які комутують лінії живлення хустку УМЗЧ за допомогою електромагнітних реле.

Резистори R1 і R2 можна виключити зі схеми, якщо блок живлення буде постійно підключений до плат УМЗЧ, в такому випадку електролітичні ємності будуть розряджатися через схему УМЗЧ.

Діоди КД213 розраховані на максимальний прямий струм 10А, у разі цього достатньо. Діодний міст D5 розрахований струм не менше 2-3А, зібрав його з 4х діодів. С5 та С6 – ємності, кожна з яких складається з двох конденсаторів по 10 000 мкФ на 63В.

Рис. 3. Принципові схеми стабілізаторів постійної напруги мікросхемах L7805, L7812, LM317.

Розшифрування назв на схемі:

• STAB – стабілізатор напруги без регулювання, струм не більше 1А;
• STAB+REG - стабілізатор напруги з регулюванням, струм не більше 1А;
• STAB+POW - регульований стабілізатор напруги, струм приблизно 2-3А.

При використанні мікросхем LM317, 7805 та 7812 вихідну напругу стабілізатора можна розрахувати за спрощеною формулою:

Uвих = Vxx * (1 + R2/R1)

Vxx для мікросхем має такі значення:

• LM317 – 1,25;
• 7805 - 5;
• 7812 - 12.

Приклад розрахунку LM317: R1=240R, R2=1200R, Uвых = 1,25*(1+1200/240) = 7,5V.

Конструкція

Ось як планувалося використовувати напругу від блоку живлення:

• +36В, -36В - підсилювачі потужності на TDA7250
• 12В - електронні регулятори гучності, стерео-процесори, індикатори вихідної потужності, схеми термоконтролю, вентилятори, підсвічування;
• 5В – індикатори температури, мікроконтролер, панель цифрового управління.

Мікросхеми та транзистори стабілізаторів напруги були закріплені на невеликих радіаторах, які я витягнув із неробочих комп'ютерних блоків живлення. Корпуси кріпилися до радіаторів через ізолюючі прокладки.

Друкована плата була виготовлена ​​із двох частин, кожна з яких містить двополярний випрямляч для схеми УМЗЧ та необхідний набір стабілізаторів напруги.

Рис. 4. Одна половинка плати джерела живлення.

Рис. 5. Інша половинка плати джерела живлення.

Рис. 6. Готові компоненти блока живлення для саморобного підсилювача потужності.

Пізніше, при налагодженні я дійшов висновку, що набагато зручніше було б виготовити стабілізатори напруг на окремих платах. Тим не менш, варіант "все на одній платі" теж непоганий і зручний.

Також випрямляч для УМЗЧ (схема малюнку 2) можна зібрати навісним монтажем, а схеми стабілізаторів (рисунок 3) у необхідній кількості - на окремих друкованих платах.

З'єднання електронних компонентів випрямляча показано малюнку 7.

Рис. 7. Схема з'єднань для збирання двополярного випрямляча -36В+36В з використанням навісного монтажу.

З'єднання потрібно виконувати, використовуючи товсті ізольовані мідні провідники.

Діодний міст із конденсаторами на 1000pF можна розмістити на радіаторі окремо. Монтаж потужних діодів КД213 (таблетки) на один загальний радіатор потрібно виконувати через ізоляційні термо-прокладки (терморезина або слюда), оскільки один із висновків діода має контакт із його металевою підкладкою!

Для схеми фільтрації (електролітичні конденсатори по 10000мкФ, резистори та керамічні конденсатори 0,1-0,33мкФ) можна на швидку рукузібрати невелику панель – друковану плату (рисунок 8).

Рис. 8. Приклад панелі з прорізами зі склотекстоліту для монтажу фільтрів випрямляча, що згладжують.

Для виготовлення такої панелі знадобиться прямокутний шматочок склотекстоліту. За допомогою саморобного різака (рисунок 9), виготовленого з ножівочного полотна по металу, прорізаємо мідну фольгу вздовж по всій довжині, потім одну з частин, що вийшло, розрізаємо перпендикулярно навпіл.

Рис. 9. Саморобний різак з ножівочного полотна, виготовлений на верстаті.

Після цього намічаємо та свердлимо отвори для деталей та кріплення, зачищаємо тоненьким наждачним папером мідну поверхню та лудимо її за допомогою флюсу та припою. Впаюємо деталі та підключаємо до схеми.

Висновок

Ось такий нескладний блок живлення був виготовлений для майбутнього саморобного підсилювача потужності звукової частоти. Залишиться доповнити його схемою плавного включення (Soft start) та режиму очікування.

UPD: Юрій Глушнєв надіслав друковану плату для складання двох стабілізаторів з напругою +22В та +12В. На ній зібрані дві схеми STAB+POW (рис. 3) на мікросхемах LM317, 7812 та транзисторах TIP42.

Рис. 10. Друкована плата стабілізаторів напруги на +22В та +12В.

Завантажити – (63 КБ).

Ще одна друкована плата розроблена під схему регульованого стабілізатора напруги STAB+REG на основі LM317:

Рис. 11. Друкована плата для регульованого стабілізатора напруги на основі мікросхеми LM317.

Йдуть у минуле, і тепер, щоб зібрати будь-який простий підсилювач, вже не треба мучитися з розрахунками та клепати друковану плату великих розмірів.

Нині майже вся дешева підсилювальна техніка робиться на мікросхемах. Найбільшого поширення набули мікросхеми TDA для посилення аудіосигналу. В даний час вони використовуються в автомагнітолах, в активних сабвуферах, в домашній акустиці та багатьох інших аудіопідсилювачах і виглядають приблизно ось так:

Плюси мікросхем TDA

1. Для того, щоб зібрати на них підсилювач, достатньо підвести живлення, підключити динаміки та кілька радіоелементів.
2. Габарити цих мікросхем зовсім невеликі, але треба їх ставити на радіатор, інакше будуть сильно грітися.
3. Вони продаються у будь-якому радіомагазині. На Алі щось дорогі, якщо купувати вроздріб.
4. Вони вбудовані різні захисту та інші опції, типу відключення звуку тощо. Але за моїми спостереженнями захисту спрацьовують не дуже добре, тому мікросхеми часто дихнуть або від перегріву, або від . Отже, бажано не замикати висновки мікросхеми між собою і не перегрівати мікросхему, вичавлюючи з неї всі соки.
5. Ціна. Я не сказав би, що вони дуже дорогі. За ціною та функціями, що виконуються, їм немає рівних.

Підсилювач одноканальний на TDA7396

Зберемо простий одноканальний підсилювач на мікросхемі TDA7396. На момент написання статті я її взяв за ціною 240 рублів. У датасіті на мікросхему говорилося, що ця мікросхема може видати до 45 Ватт в навантаження 2 Ома. Тобто якщо виміряти опір котушки динаміка і він дорівнюватиме близько 2 Ом, то на динаміці цілком можна отримати пікову потужність в 45 Ватт.Цієї потужності цілком вистачить, щоб влаштувати дискотеку в кімнаті не тільки для себе, а й для сусідів і при цьому отримати посереднє звучання, що, звичайно ж, не порівняти з підсилювачами hi-fi.

Ось розпинування мікросхеми:

Збирати наш підсилювач будемо за типовою схемою, яка була додана в самому датасіті:

На ніжку 8 подаємо + Vs, а на 4 ніжку нічого не подаємо. Отже, схема набуде такого вигляду:

Vs – це напруга живлення. Воно може бути від 8 до 18 Вольт. “IN+” та “IN-” – сюди подаємо слабкий звуковий сигнал. До 5 та 7 нозі чіпляємо динамік. Шосту ногу сідаємо на мінус.

Ось моє збирання навісним монтажем

Конденсатори на вході живлення 100нФ і 1000мкФ я не використовував, так як у мене з блоку живлення, отже, йде чиста напруга.

Розгойдував динамік з такими параметрами:

Як бачите, опір котушки 4 Ома. Смуга частот свідчить, що він сабвуферного типу.

А ось так у мене виглядає саб у самопальному корпусі:

Пробував зняти відео, але звук у мене знімає дуже погано. Але таки можу сказати, що з телефону на середній потужності вже довбало так, що вуха загорталися, хоча споживання всієї схеми в робочому вигляді склало всього близько 10 Ватт (множимо 14,3 на 0,73). У цьому прикладі я взяв напругу, як у автомобілі, тобто 14,4 Вольта, що цілком вкладається в наш робочий діапазон від 8 до 18 Вольт.

Якщо у вас немає потужного джерела живлення, його можна зібрати ось за цією схемою.

Не зациклюйтесь саме на цій мікросхемі. Цих мікросхем TDA, як я вже казав, існує багато видів. Деякі з них посилюють стереосигнал і можуть видавати звук одразу на 4 динаміки, як це зроблено в автомагнітолах. Так що не полінуйтеся поритися в інтернеті і знайти потрібну ТДАшку. Після закінчення складання дайте зацінити сусідам ваш підсилювач, викрутивши ручку гучності на всю балалайку і притуливши потужний динамік до стіни).

А ось у статті я збирав підсилювач на мікросхемі TDA2030A

Вийшло дуже навіть непогано, тому що TDA2030A має кращі характеристики, ніж TDA7396

Також прикладу для різноманітності ще схему від передплатника, у якого підсилювач на TDA 1557Q працює справно вже понад 10 років поспіль:

Підсилювачі на Аліекспрес

На Алі я також знаходив кит набори на TDA. Наприклад, ось цей стерео підсилювач по 15 Ватт на канал за ціною 1$. Цієї потужності цілком вистачить, щоб потусити під улюблені треки в кімнатці

Купити можна.

А от він уже одразу готовий

Та й взагалі, цих модулів підсилювачів на Аліекпрес дуже багато. Натискаєте на це посилання і вибираєте будь-який підсилювач, що сподобався.

Підсилювач звукової частоти (УЗЧ) або підсилювач низької частоти (УНЧ) є одним з найпоширеніших електронних пристроїв. Всі ми отримуємо звукову інформацію, використовуючи той чи інший різновид УНЧ. Не всі знають, але підсилювачі низької частоти використовуються також у вимірювальній техніці, дефектоскопії, автоматиці, телемеханіці, аналоговій обчислювальній техніці та інших галузях електроніки.

Хоча, звичайно, основне застосування УНЧ – донести до нашого слуху звуковий сигнал за допомогою акустичних систем, що перетворюють електричні коливання на акустичні. І зробити це підсилювач має максимально точно. Тільки в цьому випадку ми отримуємо те задоволення, яке приносять нам улюблена музика, звуки та мова.

З появи в 1877 р. фонографа Томаса Едісона до теперішнього часу, вчені та інженери боролися за покращення основних параметрів УНЧ: насамперед за достовірність передачі звукових сигналів, а також за споживчі характеристики, такі як споживана потужність, розміри, простота виготовлення, налаштування та використання.

Починаючи з 1920-х років сформувалася літерна класифікація класів електронних підсилювачів, яка використовується й досі. Класи підсилювачів відрізняються режимами роботи активних електронних приладів, що застосовуються в них. електронних ламп, транзисторів і т.д. Основними «однолітерними» класами є A, B, C, D, E, F, G, H. Літери позначень класів можуть поєднуватися у разі поєднання деяких режимів. Класифікація не є стандартом, тому розробники та виробники можуть використовувати літери досить довільно.

Особливе місце у класифікації посідає клас D. Активні елементи вихідного каскаду УНЧкласу D працюють у ключовому (імпульсному) режимі, на відміну інших класів, де переважно використовується лінійний режим роботи активних елементів.

Однією з основних переваг підсилювачів класу D є коефіцієнт корисної дії (ККД), що наближається до 100%. Це, зокрема, призводить до зменшення потужності, що розсіюється активними елементами підсилювача, і, як наслідок, зменшення розмірів підсилювача за рахунок зменшення розмірів радіатора. Такі підсилювачі пред'являють значно менші вимоги до якості джерела живлення, яке може бути однополярним та імпульсним. Іншою перевагою можна вважати можливість застосування в підсилювачах класу D цифрових методів обробки сигналу та цифрового керування їх функціями – адже саме цифрові технології переважають у сучасній електроніці.

З урахуванням усіх цих тенденцій компанія Майстер Кіт пропонує широкий вибір підсилювачів класуD, Зібраних на одній і тій же мікросхемі TPA3116D2, але мають різне призначення і потужність. А для того, щоб покупці не витрачали час на пошуки відповідного джерела живлення, ми підготували комплекти підсилювач + блок живлення, що оптимально підходять один до одного.

У цьому огляді ми розглянемо три такі комплекти:

1. (Підсилювач НЧ D-класу 2х50Вт + джерело живлення 24В / 100Вт / 4,5A);
2. (підсилювач НЧ D-класу 2х100Вт + джерело живлення 24В / 200Вт / 8,8A);
3. (Підсилювач НЧ D-класу 1х150Вт + джерело живлення 24В / 200Вт / 8,8A).

Перший комплектпризначений, перш за все для тих, кому необхідні мінімальні розміри, стереозвук та класична схема регулювання одночасно у двох каналах: гучність, низькі та високі частоти. Він включає і .

Сам двоканальний підсилювач має безпрецедентно малі розміри: всього 60 х 31 х 13 мм, не включаючи ручок регуляторів. Розміри блоку живлення 129 х 97 х 30 мм, вага – близько 340 г.

Незважаючи на невеликі розміри, підсилювач віддає в навантаження 4 ома чесні 50 ват на канал при напрузі живлення 21 вольт!

Як попередньо підсилювач застосована мікросхема RC4508 - подвійний спеціалізований операційний підсилювач для аудіосигналів. Він дозволяє ідеально узгодити вхід підсилювача із джерелом сигналу, має вкрай низькі нелінійні спотворення та рівень шуму.

Вхідний сигнал подається на триконтактний роз'єм із кроком контактів 2,54 мм, напруга живлення та акустичні системи підключаються за допомогою зручних гвинтових роз'ємів.

На мікросхему TPA3116 за допомогою теплопровідного клею встановлено невеликий радіатор, площі розсіювання якого цілком вистачає навіть на максимальній потужності.

Звертаємо вашу увагу на те, що з метою економії місця та зменшення розмірів підсилювача відсутня захист від неправильної полярності підключення джерела живлення (переполюсування), тому будьте уважні під час подачі живлення на підсилювач.

З урахуванням невеликих розмірів та ефективності сфера застосування комплекту дуже широка – від заміни старого підсилювача, що вийшов з ладу, до дуже мобільного звукопідсилювального комплекту для озвучування заходу або вечірки.

Приклад використання такого підсилювача наведено.

На платі відсутні отвори для кріплення, але для цього успішно можна використовувати потенціометри, що мають кріплення під гайку.

Другий комплектвключає в себе на двох мікросхемах TPA3116D2, кожна з яких включена в мостовому режимі і забезпечує до 100 Вт вихідної потужності на канал, а також з вихідною напругою 24 вольта і потужністю 200 Вт.

За допомогою такого комплекту та двох 100-ватних акустичних систем можна озвучити солідний захід навіть поза приміщенням!

Підсилювач має регулятор гучності з вимикачем. На платі встановлено потужний діод Шоттки для захисту від переполюсування блоку живлення.

Підсилювач забезпечений ефективними фільтрами низької частоти, встановленими згідно з рекомендаціями виробника мікросхеми TPA3116, які забезпечують спільно з нею високу якість вихідного сигналу.

Напруга живлення і акустичні системи підключаються за допомогою гвинтових роз'ємів.

Вхідний сигнал може бути поданий як на триконтактний роз'єм з кроком 2,54 мм, так і за допомогою стандартного аудіороз'єму типу Jack 3,5 мм.

Радіатор забезпечує достатнє охолодження обох мікросхем і притискається до термопадів гвинтом, розташованим з нижньої частини друкованої плати.

Для зручності використання на платі також встановлено світлодіод зеленого свічення, що сигналізує про включення живлення.

Розміри плати, з урахуванням конденсаторів і без урахування ручки потенціометра становлять 105 х 65 х 24 мм, відстані між отворами кріплення - 98,6 і 58,8 мм. Розміри блоку живлення 215 х 115 х 30 мм, вага близько 660 г.

Третій комплектявляє собою l і вихідною напругою 24 вольта і потужністю 200 ват.

Підсилювач забезпечує до 150 ват вихідної потужності на навантаженні 4 ома. Основне застосування цього підсилювача – побудова якісного та енергоефективного сабвуфера.

Порівняно з багатьма іншими спеціалізованими підсилювачами сабвуферів, MP3116btl відмінно розгойдує низькочастотні динаміки досить великого діаметру. Це підтверджується відгуками покупців даного УНЧ. Звук виходить насичений та яскравий.

Радіатор, що займає більшу частину площі друкованої плати, забезпечує ефективне охолодження TPA3116.

Для узгодження вхідного сигналу на вході підсилювача застосована мікросхема NE5532 – двоканальний малошумний спеціалізований операційний підсилювач. Він має мінімальні нелінійні спотворення та широку смугу пропускання.

На вході також встановлено регулятор амплітуди вхідного сигналу зі шліцом під викрутку. З його допомогою можна настроїти гучність сабвуфера під гучність основних каналів.

Для захисту від переполюсування напруги живлення на платі встановлений діод Шоттки.

Живлення та акустичні системи підключаються за допомогою гвинтових роз'ємів.

Розміри плати підсилювача 73 х 77 х 16 мм, відстані між отворами кріплення – 69,4 і 57,2 мм. Розміри блоку живлення 215 х 115 х 30 мм, вага близько 660 г.

До всіх комплектів включені імпульсні джерела живлення компанії MEAN WELL.

Заснована в 1982 році, компанія є провідним виробником імпульсних джерел живлення у світі. В даний час корпорація MEAN WELL складається з п'яти фінансово незалежних компаній-партнерів на Тайвані, Китаї, США та Європі.

Продукція MEAN WELL характеризується високою якістю, низьким відсотком відмов та тривалим терміном служби.

Імпульсні джерела живлення, розроблені на сучасній елементній базі, задовольняють найвищим вимогам щодо якості вихідної постійної напруги та відрізняються від звичайних лінійних джерел малою вагою та високим ККД, а також наявністю захисту від перевантаження та короткого замикання на виході.

Джерела живлення LRS-100-24 та LRS-200-24, що використовуються у представлених комплектах, мають світлодіодний індикатор включення та потенціометр для точного регулювання вихідної напруги. Перед підключенням підсилювача перевірте вихідну напругу, і при необхідності виставте його рівень на 24 вольти за допомогою потенціометра.

У застосованих джерелах використовується пасивне охолодження, тому вони безшумні.

Необхідно відзначити, що всі розглянуті підсилювачі можуть бути успішно застосовані для конструювання звуковідтворювальних систем для автомобілів, мотоциклів і навіть велосипедів. При живленні підсилювачів напругою 12 вольт вихідна потужність буде дещо меншою, але якість звуку не постраждає, а високий ККД дозволяє ефективно живити УНЧ від автономних джерел живлення.

Також звертаємо вашу увагу на те, що всі розглянуті в цьому огляді пристрої можна придбати окремо та у складі інших комплектів на сайті.

Коли мова заходить про підсилювачі звуку, ми одразу уявляємо потужну конструкцію з живленням у десятки вольт і іноді стільки ж ампер. Але бувають ситуації, коли потрібно навпаки знизити живлення підсилювача до мінімально можливого значення, бажано взагалі до однієї пальчикової батареї. Це може бути при використанні такого УНЧ, мобільному телефоні або іншому аналогічному пристрої з низьковольтним живленням. Дана і є безтрансформаторний підсилювач низької частоти, що працює від одного гальванічного елемента 1,5В. Часто в таких випадках використовують трансформаторний вихідний каскад, який дозволяє отримати більшу вихідну потужність. Але на дворі 21 століття, тому обійдемося без будь-яких трансформаторів.

Підсилювач, що пропонується, розрахований на роботу при живленні в межах 0,9-3В на навантаження опором 8 Ом. Звичайно, потужність вийде близько 50 мВт, але в багатьох випадках і цього вистачає.

Принципова схема підсилювача з низьковольтним живленням показано на малюнку вище. Для перевірки працездатності збираємо УНЧ на макетній платі.

УНЧ складається із вхідного каскаду на транзисторі BC547 та складеного вихідного каскаду на транзисторах BC557, BC547. Установка струму спокою вихідного каскаду провадиться за допомогою резистора зміщення базового ланцюга вхідного транзистора - 220к. Його зменшення збільшує струм спокою, збільшення – зменшує.

У цьому підсилювачі можна застосувати будь-які малопотужні кремнієві транзистори, відповідні за провідністю, у тому числі і КТ315-КТ361.

Але для максимального зниження напруги бажано застосувати германієві, з малою напругою падіння. Наприклад вітчизняні транзисторисерії МП чи аналогічні імпортні.

Експерименти з різним харчуванням цього підсилювача показали, що він зберігає працездатність навіть за 0,85 вольт! На схемі УНЧ стоїть входу мікрофон, отже якщо потрібно подати сигнал з іншого джерела звуку - ставимо замість нього регулятор гучності. Для тестування до УНЧ підключалася динамічна головка на 1 ват. Стіни звичайно не тремтіли - але слухати музику було можна:)

Обговорити статтю ЖИВЛЕННЯ ПІДСИЛЮВАЧА