Усилитель дорофеева 2019 (120вт)

Собираем усилитель звука на TEA2025B

Теперь, когда все дополнительные элементы собраны, мы можем сосредоточить внимание на микросхеме TEA2025B

Посмотрев внимательней на схему, мы обнаружим один положительный момент. Шесть электролитических конденсаторов имеют одинаковый номинал – 100 мкФ. Это замечательно, ведь часто во многих микросхемах «обвязка» состоит из радиодеталей разного номинала, что создает некоторое неудобство.

Обратите внимание, хотя микросхема и рассчитана на питания максимум 12 В, но электролитические конденсаторы следует применять с напряжением не менее 25 В

Для регулировки уровня громкости одновременно обоих каналов применяют сдвоенный переменный  резистор с логарифмической зависимостью. Тогда постоянные резисторы, которые приведены на фото выше — не нужны.

С разводкой печатной платы я не заморачивался и сделал ее по-быстрому в программе Sprint Layout. Если Вам не лень сделать более качественную разводку с нуля, то можете поделиться ей с остальными начинающими электронщиками. Выслать ее можно на мою почту, а я приложу ее к данной статье. Думаю, все скажут спасибо.

Теперь осталось сделать самое приятно – впаять все радиодетали в печатную плату и подключить выводы штекера и динамиков.

Я надеюсь, теперь вы сможете сделать любой усилитель своими руками.

Скачать разводку платы TEA2025B_

Конструирование УМЗЧ

Прежде чем приобретать необходимые детали и вытравливать проводники на плате текстолита, необходимо уточнить номиналы резисторов и конденсаторов, а также подобрать нужные модели транзисторов, операционных усилителей или интегральных микросхем.

Это можно сделать на компьютере при помощи специального программного обеспечения, например, NI Multisim. В данной программе собрана большая база электронных компонентов. С ее помощью можно моделировать работу любых электронных устройств даже с учетом погрешностей, проверять схемы на работоспособность.

С помощью такого софта особенно удобно тестировать схемы мощных УМЗЧ.

Элементная база звукоусиливающей, звукоусилительной, усилительной аппаратуры

Специализированные интегральные микросхемы для построения УМЗЧ позволяют изготовить усилитель невысокого качества для громкого прослушивания, например, музыки с компьютера или mp3 плеера без раздражающих искажений.

Качественные усилители удается сконструировать только на базе дискретных элементов.

Сейчас разработано много схем силовых усилителей на полевых транзисторах. Анализ усилительных свойств полевых транзисторов показывает, что они плохо пригодны для использования в звукоусилительной аппаратуре. Во-первых, у них нет режима работы, в котором выходной ток зависит от управляющего напряжения линейно. Во-вторых, они имеют маленькую крутизну, что ограничивает применение безынерционных обратных связей (А такие связи применять можно и нужно, так как они не имеют негативных побочных эффектов, характерных для инерционных, фазосдвигающих обратных связей, но улучшают характеристики усилителя). В-третьих, мощные полевые (МОП, MOSFET) транзисторы имеют большую входную емкость, что портит частотные характеристики усилителя и предъявляет дополнительные требования к каскадам предварительного усиления.

Есть специальные случаи, когда полевые транзисторы в усилителях необходимы. Например, входной каскад усилителя звуковой частоты (УМЗЧ) с высоким входным сопротивлением.

Идеальной базой для создания усилителей класса Hi-End являются электронные лампы. Но мы — не эксперты в ламповой схемотехнике, так что дальше эту тему развивать здесь не будем.

Опишем транзисторный усилитель звуковой частоты, на биполярных транзисторах. Он прост в изготовлении и наладке.

Этот усилитель на колонки класса Hi-End звучит чуть хуже (на наш дилетантский слух) плохого лампового усилителя (от массового лампового проигрывателя грампластинок 50-х годов). При работе на плохие колонки, с этим усилителем из-за его низкого выходного сопротивления ламповая звукоусиливающая аппаратура сравнится едва ли.

(читать дальше…) :: (в начало статьи)

:: ПоискТехника безопасности :: Помощь

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!Задать вопрос. Обсуждение статьи.

Еще статьи

Сверхмощный импульсный усилитель звука. Площади. Вещательный. Звуковой…
Сверхмощный импульсный усилитель звука для озвучивания массовых мероприятий и пр…

Интегральный аналог конденсатора большой емкости. Умножитель, имитатор…
Умножитель емкости. Имитатор большого конденсатора на интегральной микросхеме…

Светомузыка, светомузыкальная приставка своими руками. Схема, конструк…
Как самому собрать свето-музыку. Оригинальная конструкция свето-музыкальной сист…

Питание светодиода. Драйвер. Светодиодный фонарь, фонарик. Своими рука…
Включение светодиодов в светодиодном фонаре….

Магнитный усилитель — схема, принцип действия, особенности работы, уст…
Как устроен и работает магнитный усилитель. Схема. …

Повышающий импульсный преобразователь напряжения, источник питания. Ко…
Как сконструировать повышающий импульсный преобразователь. Как выбрать частоту р…

Мостовой импульсный стабилизированный преобразователь напряжения, исто…
Как работает мостовой стабилизатор напряжения. Где он применяется. Описание прин…

Применение тиристоров (динисторов, тринисторов, симисторов). Схемы. Ис…
Тиристоры в электронных схемах. Тонкости и особенности использования. Виды тирис…

Параметры УМЗЧ

Важнейший параметр усилителя мощности – коэффициент усиления. Он представляет собой отношение выходного сигнала к входному и делится на три отдельных параметра:

1. Коэффициент усиления по току. K_I = I_вых / I_вх.
2. Коэффициент усиления по напряжению. K_U = U_вых / U_вх.
3. Коэффициент усиления по мощности. K_P = P_вых / P_вх.

В случае УМЗЧ разумнее рассматривать коэффициент усиления по мощности, так как требуется усиление именно этого параметра, хотя глупо отрицать, что величина мощности – как входной, так и выходной – зависит от величин тока и напряжения.

Конечно, у усилителей есть и другие параметры вроде коэффициента искажения усиленного сигнала, но все они не так важны по сравнению с коэффициентами усиления.

Не стоит забывать о том, что идеальных устройств не бывает. Нет УМЗЧ с огромным коэффициентом усиления, лишенного других недостатков. Всегда приходится жертвовать одними параметрами в угоду другим.

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

Внимание! 800 рублей для новичков на Aliexpress Регистрируйтесь по нашей ссылке. Если вы впервые на Aliexpress — получите 800.00₽ купонами на свой первый заказ.. Цифровой осциллограф DSO138

Кит для сборки

Цифровой осциллограф DSO138. Кит для сборки

Функциональный генератор. Кит для сборки

Настраиваемый держатель для удобной пайки печатных плат

Владимир Мосягин (MVV)
Россия, Великий Новгород
Список всех статей

Профиль MVV

Радиолюбительством увлекся с пятого класса средней школы.Специальность по диплому — радиоинженер, к.т.н.Автор книг «Юному радиолюбителю для прочтения с паяльником», «Секреты радиолюбительского мастерства», соавтор серии книг «Для прочтения с паяльником» в издательстве «СОЛОН-Пресс», имею публикации в журналах «Радио», «Приборы и техника эксперимента» и др.

Идеи и схема

При проектировании данной схемы брались в расчёт следующие моменты:

• Усилитель должен работать с относительного высокоомным выходом лампового предусилителя или усилителя электрогитары. Другими словами, входное сопротивление должно быть легкоперестраиваимое для источников с разным выходным импедансом.
• малое количество компонентов. Поэтому были выбраны микросхемы вместо транзисторов.
• небольшие усиление и мощность. Требуется раскачать чувствительные динамические наушники, а не акустическую систему.
• усилитель должен справляться с высокоомными наушниками. Автор использует Sennheiser HD 600 (сопротивление 300 Ом).
• получить максимально низкие шумы и искажения.

Принципиальная схема прецизионного усилителя для наушников представлена на рисунке:

Увеличение по клику

При разработке этой конструкции рассматривались микросхемы таких производителей как National Semiconductor, Texas Instruments и другие. Масса полезной информации была найдена на ресурсах Headwize и форумах DiyAudio.

В результате, выбор пал на прецизионный драйвер для наушников от Texas Instruments TPA6120A2 и операционные усилители AD8610 от Analog Devices  для входного буфера.

Схема получилась относительно простой, с двухполярным питанием. Если вы уверены в отсутствии постоянной составляющей на выходе вашего источника сигнала, то разделительные конденсаторы (С24 и С30) могут быть исключены из тракта с помощью перемычек Н1 и Н2.

Блок питания обеспечивает на выходе напряжения ±12В при нагрузке до 1А. Его схема представлена на рисунке:

Увеличение по клику

Часто в аудиофильских конструкциях стоимость блока питания в несколько раз превышает стоимость самой усилительной части. Здесь получилось немного лучше — стоимость элементов для блока питания составляет примерно 50$ и самые дорогие элементы здесь трансформатор и электролитические конденсаторы. Можно немного сэкономить, если заменить тороидальные трансформатор на обычный Ш-образный, отказаться от светодиодов и предохранителей на выходе блока.

Была опробована версия с отдельными стабилизаторами для каждого канала TPA6120A2 (микросхема имеет отдельные выводы питания для каждого канала). Разницу ни услышать, ни измерить не удалось, что позволило существенно упростить блок питания.

Так как все, используемые в усилителе микросхемы, имеют низкую чувствительность к шумам и помехам по цепям питания, а также высокий уровень подавления синфазных помех, то применение в блоке питания типовых интегральных стабилизаторов оказалось достаточным для получения высоких характеристик.

Настоятельно рекомендуется избегать в этой конструкции применения импульсных блоков питания, которые генерируют высокие уровни шумов и помех в звуковом диапазоне.

УМЗЧ на электровакуумных приборах

Электровакуумные приборы представляют собой устройства, содержащие в своей конструкции колбу, в которой находится либо вакуум, либо определенный газ, а также минимум два электрода – катод и анод.

Внутри колбы могут находиться и три, и пять, и даже восемь дополнительных электродов. Лампа с двумя электродами называется диодом (не путать с полупроводниковым диодом), с тремя – триодом, с пятью – пентодом.

Усилители мощности на электронных лампах очень высоко ценятся как среди обычных меломанов, так и среди профессиональных музыкантов, потому что лампы дают самое «чистое» усиление.

Отчасти это связано с тем, что инжектированные с катода электроны на пути к аноду не встречают сопротивления и достигают цели в неизменном состоянии – они не модулируются ни по плотности, ни по скорости.

Ламповые усилители – самые дорогие из всех, что представлены на рынке. Это связано с тем, что электровакуумные приборы перестали массово использовать еще в прошлом веке, соответственно, выпуск их большими партиями стал нерентабельным. Это штучный продукт. Зато подобные УМЗЧ однозначно стоят своих денег: в сравнении с популярными аналогами даже на интегральных микросхемах разница слышна отчетливо. Причем не в пользу микросхем.

Конечно, необязательно собирать ламповые усилители самостоятельно, можно приобрести их в специализированных магазинах. Стоимость усилителей на электровакуумных приборах начинается от ₽50 000. Можно найти сравнительно дешевые б/у варианты (даже до ₽10 000), но они могут быть некачественные. Сколько стоят хорошие усилители на лампах? От ₽100 000. Сколько стоят очень хорошие усилители? От нескольких сотен тысяч рублей.

Схем УМЗЧ на лампах много, в данном разделе будет рассмотрен элементарный пример.

Простейший усилитель можно собрать на триоде. Он относится к классу схем однотактных УМЗЧ. В триоде третий электрод – управляющая сетка, которая регулирует анодный ток. К ней подключается переменное напряжение и с помощью величины и полярности сигнала источника можно либо уменьшать, либо увеличивать анодный ток.

Если подключить к сетке отрицательный высокий потенциал, то электроны будут на ней оседать и ток в цепи будет равен нулю. Если подать на сетку положительный потенциал, то электроны от катода к аноду будут проходить беспрепятственно.

Регулируя анодный ток, можно изменять рабочую точку триода на вольт-амперной характеристике. Это позволяет настраивать величину усиления тока и напряжения (в итоге – мощности) данного электровакуумного прибора.

Чтобы собрать простейший усилитель на триоде, нужно подключить переменный источник питания к управляющей сетке, на катод подать нулевой потенциал, на анод – положительный. К аноду обычно подключают балластное сопротивление. Нагрузку следует снимать между балластным сопротивлением и анодом.

Для повышения качества усиленного сигнала можно к нагрузке подключить последовательно или параллельно (зависит от конкретного случая) фильтрующий конденсатор, к катоду подвести параллельно соединенные конденсатор и резистор, а к управляющей сетке подключить простейший делитель напряжения из двух резисторов.

Теоретически усилитель мощности можно собрать на клистроне по схемам УМЗЧ на лампах. Клистрон – электровакуумное устройство, по конструкции схожее с диодом, но имеющее два дополнительных вывода, служащих для входа и выхода сигнала. Усиление в этом устройстве происходит за счет модуляции потока электронов, испускаемых катодом в сторону коллектора (аналога анода), сначала по скорости, а затем по плотности.

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

Внимание! 800 рублей для новичков на Aliexpress Регистрируйтесь по нашей ссылке. Если вы впервые на Aliexpress — получите 800.00₽ купонами на свой первый заказ.. Цифровой осциллограф DSO138

Кит для сборки

Цифровой осциллограф DSO138. Кит для сборки

Функциональный генератор. Кит для сборки

Настраиваемый держатель для удобной пайки печатных плат

Владимир (Spirit)
Старый Оскол
Список всех статей

Профиль Spirit

Электронщик-практик, в основном занимаюсь микроконтроллерами. Есть неплохой опыт и в аналоговой технике (все мы начинали с УМЗЧ =)).Одержим идеей автоматизации жилища а-ля «Умный дом» =)

Работа темброблока

Регулировка частот построена классическим образом, элементы, вносящие изменения в характеристики сигнала, находятся в петле отрицательной обратной связи микросхемы U4A. На сопротивлении X1 состоят конденсаторы C17 (4,7 nF), C20 (33nF) и резистор R7 (10k), «половина» потенциометров P1A (100k), P2A (100k) и элементов R8 (10k) и R13 (3,3 к). Сопротивление X2 представляет собой конденсаторы C18 (4,7 nF), C21 (33nF), резистор R9 (10k), «половина» потенциометров P1A, P2A и элементов R8 и R13. Помочь понять может рисунок далее:

Когда любой из ползунков потенциометров P1A или P2A будут переведены со своего среднего положения — это приведет к изменению значения X1 и X2, а, следовательно и значение усиления становится отлично от -1 и начинает зависеть от частоты

Обратите внимание то, что значения X1 и X2 всегда зависят от частоты, поэтому фиксируется только в случае X1=X2

Потенциометр P1A отвечает за регулировку низких частот. Для высоких частот сигнала конденсаторы C20 и C21 являются проводниками, так что регулировка с помощью потенциометра не дает никакого эффекта для этих частот. Потенциометр P2A позволяет регулировать высокие частоты, а благодаря конденсаторам C17 и C18 он не влияет на регулировку баса. Для низких частот конденсаторы C17 и C18 представляют собой размыкание из-за чего потенциометр отключается от схемы и его влияние на регулирование становится незначительным.

Сигнал с выхода темброблока поступает через R12 (4,7 k) на потенциометр для регулировки громкости P3A (100k) и далее еще на ОУ U5A (NE5532). Элементы R14 (15k) и R15 (33k) задают усиление около -2 (-33k/15k). С выхода U5A сигнал через фильтр R17 (100Р), C3 (1uF) и R4 (100k) попадает на вход усилителя мощности УМЗЧ.

Граничную частоту фильтра для сабвуфера можно рассчитать с помощью программ или изменяя значения элементов экспериментально.

Второй канал предусилителя работает аналогично, пассивные элементы в нем, возникающие обозначены дополнительно буквой «а», а потенциометры и операционные усилители имеют маркировку «Б». 

Дополнительным модулем является сумматор и активный фильтр низких частот, изготовленный с помощью операционного усилителя U6 (NE5532). Выделенный в этой части цепи сигнала используется после соответствующего усиления для раскачки сабвуфера. Сигнал с обоих выходов предусилителя попадает через C22-C23 (220nF) и R2-R3 (100k) на вход U6A. Потенциометр P4 (220k) позволяет регулировать усиление по отношению к главному регулятору громкости P3. P4, R2 и R3 вместе с U6A образуют усилитель с регулируемым коэффициентом усиления в диапазоне 0-2,2. Второй операционный усилитель (U6B) — это активный фильтр низких частот. Значения элементов подобраны так, что система работает как фильтр Баттерворта второго порядка с граничной частоты в районе 200 Гц. Сигнал с выхода фильтра через цепь C24 (220nF), R5 (100k) попадает на вход усилителя мощности.

Качественные УМЗЧ на операционных усилителях

В исследовательских целях мы собрали несколько мощных УНЧ на операционных усилителях. Были выбраны популярные радиолюбительские схемы, опубликованные в периодических изданиях по радиоэлектронике. Нам удалось получить от них заявленные технические параметры качества, то есть низкий уровень нелинейных искажений. Но приемлемое качество звучания не продемонстрировал ни один из них. Причем под приемлемым качеством мы понимаем совсем не Hi-End. Этого от них никто не ждал. Но они неказисто звучат даже для нашего далеко непрофессионального уха.

Вероятно, причина все та же. Операционный усилитель обладает очень большим коэффициентом усиления. Он не может работать без глубокой отрицательной обратной связи, он просто насыщается. Низкочастотные операционные усилители очень сильно сдвигают фазу сигнала, что вкупе с обратной связью, как мы уже писали выше, портит звук. Быстродействующие операционные усилители из-за своего большого усиления склонны к самовозбуждению. Так что в цепь обратной связи приходится включать частотно-зависимую цепочку, которая сдвигает фазу сигнала. Итоговый эффект аналогичен низкочастотным операционникам.

Таким образом, мы сделали для себя вывод, что операционные усилители непригодны для построения качественной звукоусиливающий аппаратуры. Более того, в такой аппаратуре не следует применять обратную связь вообще, в частности, не стоит использовать активные регуляторы тембра. Тембр вообще лучше не регулировать, но если такая потребность есть, то нужно использовать обычные пассивные RC или RLC фильтры. Они обеспечат небольшую глубину регулировки без потери качества звука на слух.

Блок питания для усилителя звука

К блокам питания, предназначенных для работы в усилителях мощности звуковой частоты (УМЗЧ), предъявляют особые требования. И чем выше класс усилителя звука, тем выше эти требования. Важнейшие из них – это минимум пульсаций и различного рода электромагнитных излучений. По этой причине в аудиотехнике даже низкого класса применяются исключительно трансформаторные блоки питания. Импульсным блокам питания (ИБП) в аудиотехнике не место.

ИБП в процессе работы создают широкий спектр электромагнитных излучений, которые пагубно сказываются на качестве звука. Это объясняется работой полупроводниковых приборов в ключевом режиме. Вследствие чего возникают импульсы тока. Которые в конечном итоге распространяются в виде электромагнитных излучений и пульсаций. По этой причине ИБП подлежат обязательному экранированию.

Для сглаживания пульсаций выпрямленного тока в трансформаторных (линейных) блоках питания применяются электролитические конденсаторы большой емкости. Более того, для БП усилителей звука рекомендуется применять специальные конденсаторы. Однако влияние их на улучшение качества звука до сих пор остается спорным. Но стоимость таких конденсаторов явно превышает стоимость «обычных» конденсаторов.

Ключевым элементом большинства усилителей звука является операционный усилитель ОУ. ОУ зачастую питаются двухполярным напряжением, хотя могут получать питания и от однополярного источника. Но все же мощные усилители питаются, как правило, от двухполярних источников тока.