|
||||||
|
||||||
Во-вторых, улучшает условия работы электролитического конденсатора С3. И в-третьих, усиливает благотворное влияние С4. Об этом поподробнее. Конденсатор С3 последовательно с R3 создает 100%-ю ООС по постоянному току (так как сопротивление постоянному току у него бесконечность, и Ку получается равным единице). Чтобы влияние С3 на усиление низких частот было минимально, его емкость должна быть довольно большой. Частота, на которой влияние С3 становится заметной равна:
Ведь когда проявляется влияние С3 из-за роста его сопротивления, то и напряжеине на нем увеличивается (выходное напряжение услителя перераспределяется между R4, R3 и С3 пропорционально их сопротивлениям). Если же на этих частотах выходное напряжение падает (из-за падения входного напряжения), то и напряжение на С3 не растет. В принципе, в качестве С3 можно использовать неполярный конденсатор, но я не могу однозначно сказать, улучшится от этого звук, или ухудшится: неполярный конденсатор это «два в одном» полярных, включенных встречно.
А его максимальное рабочее напряжение может быть сравнительно небольшим.
В своей экспериментальной плате я установил клемники для подключения входа, выхода и питания — место под них предусмотрено (может несколько мешать конденсатор С10), но для стационарных конструкций лучше все эти провода припаять — так надежнее.
.. С такой емкостью даже без конденсатора С3 частота среза по цепи ООС получается 20 Гц — там, где не нужно глубоких басов, одного такого конденсатора вполне достаточно). Однако я рекомендую все конденсаторы использовать типа К73-17. Использование дорогих «аудиофильских» я считаю неоправданным экономически, а дешевые «керамические» дадут худший звук (это по идее, в принципе — пожалуйста, только помните, что некоторые из них выдерживают напряжение не более 16 вольт и в качестве С7 их использовать нельзя). Электролиты подойдут любые современные. На плате нанесена полярность подключения всех электролитических конденсаторов и диода. Диод — любой маломощный выпрямительный, выдерживающий обратное напряжение не менее 50 вольт, например 1N4001-1N4007. Высокочастотные диоды лучше не использовать.
Лучше больше. В принципе в нее встроена тепловая защита, но судьбу лучше не искушать. Даже если предполагается активное охлаждение, все равно радиатор должен быть достаточно массивным: при импульсном тепловыделении, что характерно для музыки, тепло более эффективно отбирается теплоемкостью радиатора (т.е. большая холодная железка), нежели рассеиванием в окружающую среду.
Узнаем как изготовить недорогой и хороший усилитель для сабвуфера своими руками
Качественный фирменный сабвуфер стоит дорого. Объяснений этому много: это и особые акустические требования к корпусу, и высококачественный динамик, и большая мощность выходного каскада, и особая, очень тщательная заводская регулировка.
Итак, корпус. На низких частотах проявляются все недоработки любой акустической системы. Резонансные частоты приводят к нежелательным вибрациям, ощущаемым как дребезжание. Для того чтобы избежать неправильного звучания, корпус сабвуфера забивают звукопоглощающими волокнистыми наполнителями, но если форма и размеры рассчитаны и подобраны неверно, то такая мера даст только частичное улучшение.
Динамик – очень важный элемент конструкции. Его мощность должна быть не менее 100 Ватт, а характеристики обязаны предусматривать воспроизведение инфрачастот.
Сейчас они производятся относительно небольшие — от 6 до 15 дюймов в диаметре.
Собрать усилитель для сабвуфера своими руками может опытный радиолюбитель, имеющий практику монтажа и настройки сложной аппаратуры. Дело это непростое, несмотря на то, что современные полупроводниковые детали имеют высокую степень интеграции. Требуется не только уметь читать схемы и разбираться в принципе работы усилителя низкой частоты, но и владеть техникой травления плат и другими полезными навыками, включая такое нехитрое дело, как качественная пайка.
Собравшись изготовить усилитель для сабвуфера своими руками, сразу нужно определиться в назначении устройства. Если оно предназначено для работы в салоне автомобиля, то требования к нему будут одни, а если для домашнего кинотеатра — то другие.
TDA7294: схема усилителя. Мостовая схема усилителя на…
На микросхеме TDA7294 схема усилителя довольно простая. Повторить ее сможет даже человек, не очень…
В первом случае напряжение питания ограничивается рабочей величиной бортовой электросети, обычно это 12 Вольт с минусом на корпусе.
Задача упрощается тем, что мощного силового трансформатора, усилителя и стабилизатора не требуется. Зато придется собирать схему самостоятельно. Хорошие отзывы получили TDA7293, выдерживающие высокий выходной ток и обеспечивающие достаточную мощность (до 100 Ватт) для раскачки басов.
Если самодельный усилитель для сабвуфера предназначен для домашнего кино, то требования другие. Можно, собственно, пойти по тому же пути и собрать его по аналогичной схеме, но потребуется достаточно мощный трансформатор с блоком питания, причем все это нужно уместить внутри корпуса, где уже установлены довольно объемный громкоговоритель и фазоинвертор. При этом не следует забывать и о теплоотдаче, радиаторы тоже займут свое место.
Есть еще один способ решения задачи — не собирать усилитель для сабвуфера своими руками, а использовать уже готовую схему, например, от усилителей «Амфитон» или «Бриг-001» еще советского производства. Приобрести их можно по вполне доступной цене, особенно если один из каналов не работает.
Удобная модульная система, уже готовый блок питания и регулировки создают все условия для использования этой высококачественной техники, и можно не ломать себе голову над тем, как сделать усилитель для сабвуфера.
LC-фильтры, ограничивающие частотный диапазон средних и верхних частот, следует располагать и на входе, и на выходе устройства, непосредственно перед динамиком. Собирая усилитель для сабвуфера своими руками или используя готовую схему, следует позаботиться и об ограничении шумов, и о долговечной и надежной работе этого электронного устройства, чувствительного к перегрузкам.
И еще хочется сказать, что не стоит слишком навязчиво демонстрировать результаты своих трудов соседям, они не оценят.
Усилитель сабвуфера класса D из металлолома
Посмотреть галерею
Команда (1)
- логическое значение90
Связанные списки
ODFAS — усилители
Самодельные усилители (с открытым исходным кодом?)
Этот проект представлен на
- Подсказка Hackaday.
com
comЭтот проект был создано 18.02.2015 и последнее обновление 8 месяцев назад.
Детали
Первый каскад (аудиомодулятор):
Этот усилитель класса D принимает монофонический аудиосигнал на вход компаратора lm393. Другой вход компаратора — это треугольная волна 60 кГц, использующая схему генерации треугольной волны с таймером 555, которую я вытащил из Интернета. Результирующий выходной сигнал компаратора представляет собой прямоугольную волну с коэффициентом заполнения, пропорциональным амплитуде звука. Этот сигнал можно использовать для переключения напряжения на динамике с помощью моста Mosfet (и фильтра нижних частот последовательно с динамиком). В идеале в усилителях класса D хотелось бы иметь более быструю частоту модуляции в сотни килогерц для лучшего воспроизведения звука.
Так как это усилитель сабвуфера, частота среза составляет ~ 1 кГц, несущей частоты 50 кГц достаточно для воссоздания этих низких частот. Более низкая частота также означает более низкую скорость переключения, что снижает потери энергии в выходных полевых МОП-транзисторах на следующем этапе.
Второй каскад (Выходной Н-мост с защитой от сквозного замыкания):
Это «бизнес» каскад усилителей класса D! Теперь, когда у нас есть прямоугольная волна с первого каскада, мы можем использовать ее для переключения большой нагрузки, например большого (2-8 Ом) сабвуфера. Прямоугольная волна передается в микросхему инвертора, чтобы создать две противоположные прямоугольные волны для управления каждой стороной H-моста. Оба этих сигнала проходят через входы отдельных логических элементов XOR. с одним входом каждой волны, имеющим последовательный RC-фильтр верхних частот. Это создает задержку переднего фронта каждой волны, пропорциональную тому, сколько времени требуется RC-цепи для зарядки.
Я просто погуглил «схему мертвого времени XOR», чтобы узнать, как это сделать.
Затем эти сигналы передаются в драйвер затвора IRS2110 для управления мостом Mosfet Hbridge. Поскольку усилители класса D работают путем полного включения или полного выключения МОП-транзисторов, потери при переключении сведены к минимуму, а эффективность высока. Поэтому мне не нужно было охлаждать полевые транзисторы на этом мосту, так как они оставались холодными.
Выход Hbridge пока не может быть подключен к динамику! Сигнал на выходе H-моста по-прежнему представляет собой прямоугольную волну высокой частоты. Нам нужно отфильтровать эту быструю волну переключения, чтобы оставить более медленную частоту, созданную изменяющимся рабочим циклом (звук, который мы хотим). Я сделал это с двумя катушками индуктивности 800 мкГн по обе стороны от динамика/сабвуфера и конденсатором 1 мкФ на динамике (не уверен в точных значениях, я играл с ним, пока он не зазвучал правильно). Катушки индуктивности можно увидеть слева на изображении ниже (черные катушки индуктивности заменяют те, которые я намотал вручную, которые УЖАСНО отфильтровывали что-либо):
Третий этап: блок питания
Это был мой первый опыт работы с блоком питания двухтактного преобразователя, и позвольте мне сказать, что было много отказов, прежде чем он заработал! Самой большой проблемой у меня была обмотка трансформатора.
В схеме используется микросхема ШИМ-контроллера TL494 для регулирования постоянного выходного напряжения путем изменения рабочего цикла на двух МОП-транзисторах на первичных сторонах трансформатора. Тор состоит из двух первичных обмоток с использованием 4 параллельных жил эмалированного провода 18AWG (4 витка). Две вторичные стороны представляют собой 3 параллельных эмалевых провода 20AWG, намотанных 8-10 раз. Выходное напряжение, на которое я регулировал питание, составляло максимум 25 В с автомобильным аккумулятором 12-14,5 В в качестве входа (зависит от напряжения зарядки генераторов). Это напряжение будет «звучать» так же громко, как 50 В источника питания на полумостовом усилителе класса D, поскольку полномостовой усилитель класса D будет переключать 25 В в обоих направлениях через сабвуфер, давая нам пиковое напряжение 50 В от источника питания 25 В. .
На этом рисунке показан стресс-тест, который я провел, зажигая две автомобильные фары последовательно:
Последние штрихи к плате блока питания включают интеграцию цепи защиты от перегрева с использованием датчика температуры LM35 и компаратора напряжения.
Выход LM35 сравнивается с напряжением 0,80 В, что соответствует 80 градусам Цельсия. Если температура первичных мосфетов источника питания превысит эту точку, компаратор сработает и отключит драйвер затвора, отключив выход. Я также добавил…
Подробнее »
Посмотреть все подробности
Нравится этот проект?
ДелитьсяСоздайте великолепно звучащий аудиоусилитель (с усилением басов) из LM386
В этом руководстве я покажу вам, как создать великолепно звучащий аудиоусилитель с низковольтным усилителем мощности LM386. Я построил около дюжины различных схем аудиоусилителей с помощью LM386, но в большинстве из них было слишком много шума, хлопков и других помех. Наконец я нашел тот, который звучит великолепно, поэтому я собираюсь показать вам, как его построить.
Это не аудиоусилитель с минимальным набором компонентов.
Я добавил несколько дополнительных конденсаторов, чтобы уменьшить шум, а также добавил регулятор усиления басов, чтобы звук звучал еще лучше. Но прежде чем мы начнем сборку, может быть полезно сначала получить небольшую справочную информацию…
БОНУС: загрузите мой список деталей для усилителя LM386 со схемой усиления басов, чтобы узнать, какие компоненты использовать для хорошего качества звука.
Основы LM386
LM386 — универсальный чип. Для создания работающего аудиоусилителя требуется всего пара резисторов и конденсаторов. У чипа есть опции для регулировки усиления и усиления басов, а также его можно превратить в осциллятор, способный выводить синусоидальные или прямоугольные волны.
Существует три разновидности LM386, каждая из которых имеет разную выходную мощность:
- LM386N-1: 0,325 Вт
- LM386N-3: 0,700 Вт
- LM386N-4: 1,00 Вт
Фактическая выходная мощность зависит от напряжения питания и импеданса динамика.
В даташите есть графики, которые вам подскажут. Я использовал батарею на 9 В для питания, и она отлично работает, но вы можете снизить напряжение до 4 В или до 12 В.
Распиновка показана на схеме ниже:
Загрузите техническое описание для получения дополнительной информации о выходной мощности, характеристиках искажений и минимальных/максимальных номинальных значениях:
LM386 Техническое описание
LM386 — это тип операционного усилителя (операционного усилителя). У операционных усилителей есть основная задача. Они принимают входной потенциал (напряжение) и создают выходной потенциал, который в десятки, сотни или тысячи раз превышает величину входного потенциала. В схеме усилителя LM386 принимает входной аудиосигнал и увеличивает его потенциал от 20 до 200 раз. Это усиление известно как коэффициент усиления по напряжению.
Gain vs Volume
После того, как вы соберете этот усилитель и поиграете с регуляторами громкости и усиления, вы заметите, что оба они увеличивают или уменьшают интенсивность звука, исходящего из динамика.
Так какая тогда разница? Коэффициент усиления — это усиление входного потенциала и характеристика усилителя. Громкость позволяет регулировать уровень звука в пределах диапазона усиления, установленного коэффициентом усиления. Усиление задает диапазон возможных уровней громкости. Например, если для вашего усиления установлено значение 20, диапазон громкости будет от 0 до 20. Если для вашего усиления установлено значение 200, диапазон громкости будет от 0 до 200.
Регулировку усиления можно обеспечить, подключив конденсатор емкостью 10 мкФ между контактами 1 и 8 . Без конденсатора между контактами 1 и 8 усиление будет установлено на 20. С конденсатором 10 мкФ усиление будет установлено на 200. Усиление можно изменить на любое значение между 20 и 200, установив резистор (или потенциометр). ) последовательно с конденсатором.
Минималистичный аудиоусилитель LM386
Теперь, когда у нас есть немного справочной информации о LM386, давайте начнем с создания простого усилителя LM386 с минимальным количеством компонентов, необходимых для его работы.
Таким образом, вы сможете сравнить его с лучшим звучанием, которое мы создадим позже.
Вот схема:
Вот как подключить его, если вы используете макетную плату:
На приведенной выше схеме подключения заземление аудиовхода проходит по тому же пути, что и заземление аудиовыхода. Выходное заземление «шумит» и вызовет искажение входного сигнала, если оно подключено таким образом. Земля аудиовхода чувствительна к любым помехам, и любой улавливаемый шум будет усиливаться через усилитель.
Поставьте перед собой цель максимально отделить входную землю от других путей заземления. Например, вы можете подключить заземление источника питания, входа и выхода непосредственно к контакту заземления (контакт 4) LM386 следующим образом:
Это уменьшит расстояние, на которое входная земля проходит через выходную землю. Такое подключение должно звучать лучше, чем первая схема, но вы, вероятно, все равно заметите некоторый шум, статические помехи и хлопки.
Мы исправим это в следующей схеме, добавив развязывающие конденсаторы и пару RC-фильтров.
Великолепно звучащий аудиоусилитель LM386
Теперь, когда вы увидели минимум того, что требуется для создания аудиоусилителя с LM386, давайте создадим более качественную версию с регулируемой регулировкой усиления.
Примечание. Большинство значений компонентов в этой схеме не являются критическими. Если у вас нет определенного значения, попробуйте заменить что-то близкое, и это, вероятно, сработает.
Вот схема:
Несколько вещей в этой схеме улучшают звучание:
- Конденсатор 470 пФ между положительным входным сигналом и землей, который фильтрует радиопомехи, улавливаемые проводами аудиовхода.
- Конденсаторы емкостью 100 мкФ и 0,1 мкФ между положительной и отрицательной шинами питания для развязки источника питания. Конденсатор емкостью 100 мкФ фильтрует низкочастотный шум, а конденсатор емкостью 0,1 мкФ фильтрует высокочастотный шум.
- Конденсатор 0,1 мкФ между выводами 4 и 6, для дополнительной развязки питания микросхемы.
- Резистор 10 кОм и конденсатор 10 мкФ, включенные последовательно между контактом 7 и землей, для развязки входного аудиосигнала.
На этой схеме показано, как все соединить, если вы используете макетную плату:
При подключении любого аудиоусилителя следует помнить, что самый чистый звук будет получен при сохранении всех проводных соединений и компоненты как можно ближе к чипу. Также поможет максимально короткая длина проводов.
Аудиоусилитель LM386 с усилением басов
Отличительной особенностью LM386 является возможность добавлять к усилителю регулируемое усиление басов. Вы, вероятно, обнаружите, что это лучшая звуковая схема. Усиление басов — это, по сути, просто фильтр нижних частот, и он удаляет большую часть шума, не убираемого развязывающими конденсаторами. Все, что вам нужно для схемы усиления низких частот – это конденсатор емкостью 0,033 мкФ и потенциометр 10 кОм, включенные последовательно между контактами 1 и 5:
Вот схема подключения:
Простой способ подключения аудиовхода в этих схемах – это отрезать 3,5 мм аудиоразъем от старого комплекта наушников и подключить его к контактам на макетной плате.
Прочтите эту статью «Как взломать разъем для наушников», чтобы узнать, как это сделать с некоторыми распространенными типами наушников.
Вот видеоверсия этого руководства, если вы хотите посмотреть, как я создаю усилители, и послушать их:
Спасибо за чтение! Надеюсь, вы получили такое же удовольствие от экспериментов с этими усилителями, как и я. Если вы готовы создать еще более качественно звучащие и более мощные усилители, у нас есть руководства по некоторым другим:
- Hi-Fi стереоусилитель LM3886 мощностью 40 Вт
- Стереоусилитель TDA2050 мощностью 25 Вт
- Стерео и мостовые монофонические усилители TDA2003 мощностью 12 Вт
LM3886 — безусловно, лучший по звучанию усилитель, но это довольно сложный проект.