- Основа устройства
- Получаем потрясающий стереозвук на основе платы 3e audio д-класса
- ⚡️усилитель звуковой частоты в системном блоке компьютера |
- Алгоритм действий по изготовлению
- Для автомагнитолы
- Для ноутбука
- Домашние и автомобильные усилители своими силами
- Лампы
- Микросхемы
- Необходимые материалы
- Рекомендации по правильной сборке усилителя звука своими руками
- Схема изготовления
- Схемы и инструкции по изготовлению усилителя в домашних условиях
- Транзисторы
- Усилитель звука в компьютере.
- Фото усилителя звука своими руками
Основа устройства
Начинающие радиолюбители в первую очередь задаются вопросом: из чего можно собрать простой усилитель звука в домашних условиях. Работа устройства основывается на транзисторах или микросхемах, либо возможен редкий вариант — на лампах. Рассмотрим подробнее каждый из них.
Получаем потрясающий стереозвук на основе платы 3e audio д-класса
Перевод статьи с сайта IEEE Spectrum, автор – Гленн Зорпет
Несколько лет назад я решил узнать, насколько дёшево можно сделать самому усилитель Д-класса аудиофильского качества. Тогда у меня получилось $523,43. Я смастерил достойный усилок, и статья на IEEE Spectrum всё ещё привлекает читателей и периодические вопросы о том, где можно достать запчасти.
Сожалею, но основные компоненты уже давно исчезли. Поэтому я направлял всех страждущих к наборам от Class D Audio, DIY Class D и Ghent Audio. И пару месяцев назад мне вдруг захотелось проверить, насколько лучше у меня получится сделать усилок сейчас, почти десять лет спустя.
Модные аудио прибамбасы – моя слабость. Но давайте уже отложим в сторону чековую книжку и достанем паяльник. Если вы обладаете базовыми навыками пайки и работы с инструментами – сможете просверлить отверстия в алюминиевом листе? – вы может сделать высококачественное оборудование гораздо дешевле.
Вкратце, усилитель Д-класса работает, преобразуя аналоговый сигнал в переменную последовательность квадратных импульсов фиксированной амплитуды. Эти импульсы включают и выключают транзисторы, а выход транзисторов преобразуется обратно в аналоговый сигнал, более громкий.
Сейчас уже никто не спорит по этому поводу. На рынке представлено множество усилителей класса Д, и лучшие из них доминируют в верхних позициях списков.
Разработка и создание усилителя Д-класса – предприятие, достойное похвалы. Если вы решите пойти таким путём, я отдаю вам честь и предлагаю начать с прекрасной статьи Цезаря Чирилы на сайте All About Circuits. Но если всё, что вы хотите – это максимальное соотношение качества к цене, лучшей стратегией будет тщательно выбрать модуль усилителя и другие компоненты из огромного количества готовых вариантов. Именно это я и сделал. Не стоит благодарности.
Усилитель состоит из двух базовых компонент: источник питания и схема. После пары недель исследований и оценок я остановился на схеме EAUMT-0050-2-A усилителя Д-класса от 3e Audio, компании из Шэньчжэня. Она основана на прекрасном чипе усилителя от Texas Instruments, TPA3250, хорошо показавшем себя в сравнении с усилителями Д-класса, собранными из отдельных компонентов.
TPA3250 может работать с динамиками на 8 Ом или 4 Ом, а его эффективность составляет 92%, согласно данным от TI. Он может принимать симметричные входные сигналы (часто используемые в музыкальных студиях и других профессиональных вариантах применения) или односторонние (обычно используемые в потребительских аппаратах).
Музыкальная композиция: усилитель (вверху) использует коннекторы XLR (слева на фото) для ввода сигнала, типичные для профессиональной аппаратуры. Внутри его главные части – это трансформатор от AnTek Products Corp. (второй сверху), плата выпрямителя от Xkitz Electronics (третья сверху) и модуль усилителя от 3e Audio (внизу) на основе Texas Instruments TPA3250.
Результаты тестов с сайта 3e утверждают, что их плата на основе TPA3250 имеет коэффициент нелинейных искажений шум (THD N) в 0,0025% на мощности в 20 Вт и нагрузке в 4 Ом для сигнала в 1 кГц. Это безумно мало. Для сравнения, усилитель Д-класса nova300 от Peachtree Audio стоимостью в $2199, объявленный сайтом The Master Switch «самым лучшим усилителем этого года» имеет показатель THD N равный 0,005% при прочих равных.
Нужно отнестись к этому критически и понять, что услышать разницу между THD N в 0,0025% и 0,005% невозможно. Суть в том, что звуковая система, состоящая из усилителя на основе платы 3e стоимостью в $49, вместе с хорошим ЦАП и предусилителем может выдавать звук, сравнимый с high-end усилителем.
В качестве источника питания рекомендую нерегулируемый предназначенный для аудио источник от Xkitz Electronics, модели XAPS-500W ($30). На него следует подать ток 22 В от 200 ВА трансформатора от AnTek Products Corp.
, модели AS-2222 ($32). Если вы предпочитаете импульсный стабилизатор напряжения вместо линейного, прекрасным выбором станет SMPS300RS от Connex Electronic ($65, вместе с трансформатором). Если хотите сэкономить, на AliExpress есть плата выпрямителя HPOO всего за $15.
Закончив с усилителем, я подключил его к 30-летним трёхканальным колонкам от Panasonic, которые я часто использую для проверок. Раздавшийся из них звук оказался таким классным, что я был поражён. За всё время я слушал через эти колонки штук 15 различных усилителей, включая ламповые стоимостью вплоть до $1200.
Ни у одного из них не было такой чёткости звука и такого точного, детального, и вместе с тем плавного воспроизведения, как у модуля от 3e вместе с источником питания от Xkitz. По моему опыту, найти идеальный баланс точности, плотности басов и общей теплоты звука может очень малое количество усилителей. И данному усилителю это удалось.
Общая стоимость составила $259,01. Чуть больше половины стоимости предыдущего усилителя, выдававшего при этом звук похуже, построенного мною десять лет назад. В эту сумму входит $37,50 за профессиональную покраску корпуса порошковой краской. И я не рекомендую пропускать этот шаг, если только вы не профессионал в покраске алюминия. Усилитель класса high-end должен и выглядеть соответственно. Но, возможно, об этом можно будет как-нибудь поспорить.
⚡️усилитель звуковой частоты в системном блоке компьютера |
Поводом для изготовления предлагаемой конструкции стала очередная неисправность активной акустической системы “Genius”. Повторно вышел из строя трансформатор питания, который уже заменяли несколько месяцев назад.
Возможность применения более мощного трансформатора отсутствовала, поэтому было решено установить плату УМЗЧ этой акустической системы в системный блок компьютера и использовать для её питания имеющееся в компьютере напряжение 12 В. Усилитель был помещён в корпус неисправного привода CD-ROM, при этом были использованы все необходимые для связи с компьютером разъёмы платы последнего.
Однако прямое подключение усилителя к шине питания 12 В оказалось невозможным из-за большого уровня помех на этой шине. Поэтому была организована дополнительная фильтрация питания. Схема фильтра и его подключения к усилителю показана на рис. 1. Здесь ХР1 — разъём питания привода CD-ROM, а конденсаторы С15, С16, светодиод HL1, резистор R11, выключатель SA1 и микросхема ВА5417 — элементы УМЗЧ “Genius”.
Дополнительный фильтр состоит из дросселей L1L2′ и конденсатора С1. Он оказался достаточно эффективным при минимальном падении напряжения питания на нём [1]. Двухобмоточный дроссель L1′ содержит 2×30 витков провода ПЭЛ диаметром 0,7 мм, а дроссель L2’ — 9 витков такого же провода диаметром 1 мм. Конденсатор С1′ — К73-9. В конструкции были применены готовые дроссели на кольцевых магнитопроводах от импульсных блоков питания.
На рис. 2 изображен общий вид платы усилителя, установленной в корпус привода CD-ROM. К теплоотводу микросхемы ВА5417 прикреплён дополнительный “флажок” для улучшения отвода тепла. Эта мера полезна при применении низкоомных динамических головок. Детали дополнительного фильтра размещены на плате усилителя, с которой удалены трансформатор и другие детали имевшегося на ней узла питания. Выводы дросселя L2′ и конденсатор С1 впаяны в отверстия от выводов демонтированных диодов выпрямителя, а дроссель L1′ установлен на освободившемся от трансформатора месте платы.
Выводы этого дросселя не должны контактировать с проходящими рядом печатными проводниками. Поэтому печатные проводники аккуратно подрезаны, а затем восстановлены навесными проводами.
На рис. 3 показано, каким образом к приводу CD-ROM подключены разьёмы. Выходные разьёмы для соединения с громкоговорителями установлены на планке от сетевой карты, которую закрепляют в корпусе системного блока компьютера стандартным способом. Входной разьём усилителя соединяют экранированным кабелем с разьёмом F_AUDIO интегрированной звуковой карты материнской платы компьютера или с выходом подключённой к ней звуковой карты. Последний вариант позволяет получить лучшие результаты, хотя технические характеристики интегрированных звуковых карт постоянно улучшаются.
На рис. 4 приведен общий вид готового изделия. Отверстия в передней панели корпуса привода CD-ROM закрыты накладкой, изготовленной из упаковки DVD. Такое расположение оперативных регулировок усилителя даёт ряд эксплуатационных преимуществ.
Применение мощного стабилизированного источника питания с дополнительной фильтрацией положительно сказалось на качестве работы усилителя. Контрольное прослушивание с акустическими колонками от электрофона “Аккорд”, а затем и с громкоговорителями “Радиотехника S-50” показало отличное качество звука. Мощности усилителя более чем хватало для озвучивания комнаты площадью 20 м2.
Описание аналогичного по назначению устройства было опубликовано в [2). Но там не принято никаких мер для фильтрации питающего напряжения. Возможно, это очень удачный случай, но вряд ли он может повториться. Помехи по питанию неизбежны. Также настораживает рекомендация автора при повышении мощности усилителя устанавливать в компьютер блок питания мощностью 600 Вт и обдувать вентилятором теплоотвод микросхемы усилителя. Частота вращения крыльчатки вентилятора, отводящего с такого теплоотвода мощность 2×25 Вт, вряд ли будет менее 1000 мин 1 с соответствующим уровнем шума. Рациональнее поместить всю эту конструкцию в отдельный корпус с подходящим теплоотводом и блоком питания, но без вентилятора — источника дополнительного шума.
Автор
Алгоритм действий по изготовлению
- установить на печатную плату радиодетали, учитывая полярность
- собрать корпус (предусмотрев место под дополнительные детали, например, решетку радиатора)
Допустимо использование готового корпуса или создание его своими руками, а также установка платы в корпус колонок.
- запустить устройство в тестовом режиме (выявить и устранить неисправности в случае возникновения)
- сборка усилителя (подключение к блоку питания и остальным комплектующим)
Для автомагнитолы
Усилитель для автомагнитолы возможно собрать на распространенной микросхеме TDA8569Q. Ее характеристики:
- напряжение питания 6-18 вольт
- входная мощность 25 ватт на канал в 4 Ом и 40 ватт на канал в 2 Ом
- диапазон частот 20-20000 Гц
Обязательно необходимо предусмотреть дополнительно к схеме фильтр от помех, создаваемых работой автомобиля.
Для начала нарисуйте печатную плату, после просверлите отверстия в ней. Затем плату нужно протравить хлорным железом. После лудить и припаять все детали микросхемы. Во избежание присадок по питанию на дорожки питания нужно будет нанести толстый слой припоя. Предусмотреть систему охлаждения с помощью кулера или радиаторной решетки.
В заключении сборки необходимо изготовить фильтр от помех системы зажигания и плохой шумоизоляции по следующей схеме: на ферритовом кольце диаметром 20 мм намотать проводом сечением 1-1,5 мм в 5 витков дроссель.
Собрать устройство для улучшения качества звука в домашних условиях не составит труда. Главное определиться со схемой и иметь под рукой все комплектующие, из которых можно с легкостью собрать простой усилитель звука.
Для ноутбука
Усилитель звуковых волн должен учитывать мощность внешних колонок до 2 ватт и сопротивление обмоток до 4 Ом.
Комплектующие для сборки:
- блок питания на 9 вольт
- печатная плата
- микросхема TDA 7231
- корпус
- конденсатор неполярный 0,1 мкФ — 2 шт
- конденсатор полярный 100 мкФ
- конденсатор полярный 220 мкФ
- конденсатор полярный 470 мкФ
- резистор постоянный 10 Ком м 4,7 Ом
- выключатель двухпозиционный
- гнездо для входа
Домашние и автомобильные усилители своими силами
В домашних условиях часто не хватает мощного звучания при просмотре фильмов на ноутбуке или прослушивании музыки в наушниках. Рассмотрим, как правильно сделать усилитель звука своими руками.
Лампы
На сегодняшний день устаревший метод сборки, основанный на лампах дает качественное звучание, но обладает рядом недостатков:
- повышенная энергоемкость
- габариты
- вес
- стоимость комплектующих
Микросхемы
Микросхему серии TDA и аналогичную можно приобрести в магазинах или воспользоваться микросхемой от ненужного телевизора.
Используя микросхемы автомобильных усилителей с блоком питания на 12 вольт, очень просто добиться качественного звучания без применения особых навыков и с минимумом деталей.
Необходимые материалы
В процессе сборки потребуются следующие инструменты и комплектующие:
- микросхема
- корпус
- конденсаторы
- блок питания
- штекер
- кнопка-выключатель
- провода
- радиатор охлаждения
- шурупы
- термоклей и термопаста
- паяльник и канифоль
Рекомендации по правильной сборке усилителя звука своими руками
Устройство для усиления качества звука, собранное в домашних условиях на основе микросхем серий TDA и их аналогов, выделяет много тепла. Для охлаждения нужна радиаторная решетка подходящего размера в зависимости от модели самой микросхемы и мощности усилителя. В корпусе нужно предусмотреть место для нее.
Преимущество аппарата, изготовленного своими руками в низком потреблении энергии, что позволяет использовать его в автомобилях, подключив к аккумулятору, а также в дороге или дома с помощью батареи. Потребляемая мощность зависит от необходимой степени усиления сигнала. Некоторым изготовленным моделям требуется напряжение тока всего лишь в 3 Вольта.
К сборке усилителя звука применим серьезный и ответственный подход во избежание короткого замыкания и выхода из строя комплектующих.
Схема изготовления
Алгоритм действий по сборке выбирается в зависимости от выбранной схемы. Необходимо учитывать подходящий размер радиатора охлаждения, чтобы рабочая температура внутри корпуса не поднималась выше 50 градусов по Цельсию. При эксплуатации ноутбука на улице нужно предусмотреть отверстия в корпусе для доступа воздуха.
Схемы и инструкции по изготовлению усилителя в домашних условиях
Каждая схема уникальна и зависит от источника звука (старая или современная цифровая техника), источника питания, предполагаемых конечных размеров. Она собирается на печатной плате, которая сделает устройство компактным и более удобным. В процессе сборки не обойтись без паяльника или паяльной станции.
Схема британца Джона Линсли – Худа, основана на четырех транзисторах без микросхем. Она позволяет аналогично повторить форму входного сигнала, получив в результате лишь чистое усиление и синусоиду на выходе.
Самый простой и распространённый вариант изготовления одноканального усилителя — использование в основе микросхемы, дополненной резисторами и конденсаторами.
Начинающему мастеру рекомендуется воспользоваться готовыми файлами в компьютерной программе Sprint Layout для создания и просмотра принципиальных схем. Создание собственной под силу только опытным специалистам.
Транзисторы
Преимущества транзисторов в малом потреблении электроэнергии. Устройство выдает отличные показатели звука, легко встраивается в любую технику и не требует дополнительной настройки. К тому же нет необходимости в поиске и использовании сложных микросхем.
Усилитель звука в компьютере.
и никакая задержка не спасет от провалов во время работы. лишних 40 ватт в компьютерных блоках просто нет
Ну как-бы неверно.
Во-первых, потребляемая самим компьютером мощность меняется от того, что на нем делают: слушать музыку или рубиться в игрушку требуют разных ресурсов и, соответственно это отражается на потреблении.
Во-вторых, запас по мощности БП, в правильно рассчитанном компьютере он есть. И рассчитывается он исходя из пиковой потребляемой мощности. Домашний «подстольный сервер» по факту потребляет 30 Вт при 300 Вт БП. Приличных АТХ меньшей мощности просто не нашлось. Обычно запас, конечно, меньше, но и не 5%.
что в компе потребляет 12 В?
материнка/видеокарта/НЖМД
Для развязки шума по питанию.
Глубокая мысль. Как это работает?
Как по-мне, очинка выделки не стоит — качественного звука не будет, помех рядом много и бороться с ними долго/дорого. А для игрушек и т.п. колонки и так активные.
§
§
Фото усилителя звука своими руками
Также рекомендуем просмотреть:
