Автоусилитель звука своими руками — высококачественный усилитель с колоссальной мощностью
Содержание
- Автоусилитель звука своими руками 760 Вт
- Необходимые требования к устройству
- Эффективный преобразователь напряжения
- Сборка конструкции
Чтобы собрать автоусилитель звука своими руками, необходимо иметь желание и некоторое количество свободного времени, а также нужно всегда стремится к тому, чтобы получился качественный усилитель мощности, который возможно собрать своими руками. К тому же нужно обладать определенными знаниями и навыками, да и финансовые затраты тоже имеются.
Тем не менее конечный результат будет приятен, а усилитель порадует ваш слух чистым, прозрачным звучанием с достаточной выходной мощностью. В процессе конструирования автомобильного усилителя возможно будут возникать некоторые трудности с поиском необходимых электронных компонентов, в таких случаях можно будет воспользоваться их аналогами.
Создание блочной конструкции усиления звука в аудиосистеме автотранспорта хотя процесс не быстрый но в итоге получается собрать пять компактных усилителя, мощность которых в сумме будет составлять 690 Вт. При желании есть возможность увеличить это значение до 760 Вт.
Необходимые требования к устройству
Вначале нужно определиться с техническими характеристиками, которые вы предполагаете получить в итоговом результате. Как правило это высокое качество звука, высокое значение мощности на выходе, технологически не сложная конструкция, при которой создается удобство в эксплуатации, невысокая себестоимость, возможность работы на двенадцать динамических излучателей и сабвуфер. Такие требования можно получить если изготовить автоусилитель своими руками в количестве пяти штук, в числе которых один должен работать на сабвуфер. Оптимальным решением этой задачи является изготовление отдельного усилителя мощности по принципиальной схеме Ланзара.
Для сборки такого аппарата потребуется четыре микросхемы, а именно две штуки TDA 7384 — 4x40W и две штуки TDA 2005 — 1x20W.
Эти микросхемы предназначаются для питания фронтальной акустической системы. Такое схематическое решения является наиболее экономичным в плане денежных затрат.
Эффективный преобразователь напряжения
В автоусилителе звука наиболее важной и вместе с тем трудоемкой частью считается преобразователь напряжения. Поэтому именно с этого блока следует приступать к сборке всего комплекса усилителя звука. В качестве генератора импульсов преобразователя задействован известный двухтактный контроллер широтно-импульсной модуляции особой точности — TL494. В случае отсутствия в наличии такой микросхемы можно использовать ее аналог — 1114ЕУ3/4. В микросхеме отсутствует отдельный усилитель на выходе. В каждом плече каскада преобразователя установлены на тепло-отводных радиаторах по паре мощных полевых транзисторов IRF3205, которые закреплены через изолирующую прокладку с применением тепло-проводимой пасты. Радиаторы для этой цели можно использовать от компьютерных блоков питания.
В цепи выпрямителя применены диоды КД 213А с максимальным током 10 А, но в дополнительном охлаждении они не нуждаются. Кроме этого потребуются пара электромагнитных реле рассчитанных на рабочий ток 20 А, но для верности лучше поставить на 50-60 А. Преобразователь напряжения имеет функцию remote контроля, что несомненно является эффективным устройством, так как при управлении питанием и включении сабвуфера не требуется дополнительная установка мощных переключателей. При появлении положительного напряжения на ремоут контроль, моментально включается реле и питание поступает на преобразователь.
Собрать автоусилитель звука своими руками в принципе не очень трудно, но некоторые затруднения могут сложится при изготовлении трансформатора, то есть если в наличии нет ферритовых колец, тогда придется искать старые, подходящие источники питания. Отлично подходят для этих целей БП от компьютера. Там тоже придется немного поколдовать, так как две половинки ферритовых колец надежно склеены, то для их разъединения нужно немного подогреть стыки зажигалкой, а потом с осторожностью извлечь из каркаса и убрать штатные обмотки.
Прежде чем приступать к намотке нужной нам обмотки, нужно удалить боковые стенки каркасов и затем соединить их друг с другом, что бы получился один длинный каркас, на который свободно уместятся все нужные витки обмоток.
Первичная обмотка наматывается из расчета десять витков со средней точкой (2 х 5 Вит.)пятью жилами эмаль-провода диаметром 0,8 мм. Проще делать так: намотал 5 витков по всей длине каркаса, сделал отвод, а обмотку изолировал лакотканью, затем поверх намотал еще пять витков. Далее нужно произвести фазировку, то есть соединить начало первой обмотки с концом второй. Место соединения концов это и есть тот отвод, на который будет подаваться положительное напряжение от общего питания. После того как сделали фазировку, можно приступать к намотке проверочной вторичной обмотки с любым количеством витков, с помощью которой определим правильность фазировки.
При включении преобразователя в сеть трансформатор не должен перегреваться на холостом ходу и не издавать посторонних звуков типа жужжания, транзисторы должны оставаться холодными.
Далее подключаем в цепь вторичной обмотки лампу накаливания, при этом она должна засветится полным накалом, а транзистор не должен греться, только со временем он немного прогревается. Если после этого испытания никаких проблем нет, то убираем пробную обмотку и наматываем нормальную.
Сборка конструкции
Когда все модули и блоки изготовлены и протестированы, то можно своими руками начинать монтаж автоусилителя звука. Корпус устройства можно изготовить из ненужных DVD. На место дисплея в корпусе монтируется блок светодиодной индикации. Печатные платы размещаются на днище корпуса и крепятся с использованием изоляционных шайб.
Входные коннекторы подойдут от DVD, а клеммы выполнены из разъемов взятых с автомагнитолы. Охлаждение внутри корпуса выполняет кулер, поэтому радиаторы микросхем не имеют перегрева, а сабвуфер не требует охлаждения.
Как работает усилитель в системе автозвука
Автомобильные усилители берут сигнал от головного устройства, усиливают его, и передают на громкоговорители.
Это позволяет получить от динамиков звук мощнее и чище чем, если сигнал подавался бы непосредственно с источника сигнала на громкоговорители. Идеально, если усилитель передает сигнал линейно – сигнал на выходе по форме такой, как и на входе, только с большей амплитудой, которая определяет мощность звука. Такая передача формы сигнала называется АЧХ – амплитудно-частотной характеристикой, которая показывает, как усилитель передает сигнал на разных частотах. Чем ровнее АЧХ, тем лучше для качества сигнала.
Типы усилителей
Производители продолжают создавать новые виды усилителей, но есть три главных вида схем усилителей: класс А, класс АВ, класс D.
- Класс А имеет мягкий звук, но он не эффективен по КПД и сильно перегревается.
- Класс АВ работает намного эффективнее по КПД, но звук получится обычным, нейтральным.
- Усилители класса D являются самыми эффективными по потерям энергии, но они имеют низкий демпфирующий фактор, который показывает степень затухания паразитных колебаний и зависит от выходного сопротивления усилителя.
Усилители обычно делают 5 или 4 канальными, стерео 2 канальные или моноблоки с одним каналом, для подключения сабвуфера. Некоторые производители выпускают усилители и с большим количеством каналов, но они намного меньше применяются в системах автозвука.
Как работает усилитель
Нет ничего важного в принципе работы усилителя, что может пригодиться пользователю. Эта информация больше подойдет для энтузиастов, которые задают себе вопросы, как усилитель работает и как он управляет сигналом. Мы не будем углубляться в работу электрической схемы, в историю транзисторов или в принципы работы трансформаторов, скорее мы рассмотрим, что усилитель делает с сигналом, который он получает от головного устройства и проводит этот сигнал по своим путям.
Обычно считают, что усилитель берет исходный маленький сигнал и увеличивает его до определенной величины. Это верно только от части, фактически усилитель создает новый сигнал, который должен быть точной копией входного сигнала.
Сравним звуковой усилитель и копировальный аппарат. Вы, вероятно, спросите, как можно сравнивать эти две различные технологии. Но если вы делали копию на копировальном аппарате, то вы заметили, что можно с его помощью увеличить исходный документ на определенную величину. Если иметь исходное изображение и увеличить его до других размеров, то вы будете иметь два одинаковых изображения разных размеров, но на разных листах бумаги. Новое изображение – большая копия старой картинки, то есть это новый лист со своим изображением. Теперь перенесем эти принципы работы в усилитель. Он берет сигнал с входа и выдает на выход уже увеличенный сигнал. Однако сигнал на выходе, подобно копировальщику, не тот же что и на входе. Увеличение сигнала происходит только по амплитуде, но не в длине звуковой волны иначе это будут уже помехи и искажения сигнала и копии точной не получиться. Эта аналогия должна вам дать общее представление о работе усилителя.
Усилитель берет слабый сигнал от источника, например, CD проигрывателя и увеличивает его для нормальной работы динамиков.
И хотя это не один и тот же сигнал отличие между ними заключается только в их мощности.
Сигналы
Первый шаг к пониманию работы усилителя – это понятие о сигналах. Сигналы используются, чтобы передать данные из одного места в другое. Есть два вида сигнала – аналоговые и цифровые. В нашем примере используется аналоговый сигнал, который передается по аудио кабелям и представляет собой аналогию звуковой волны в электрической форме с помощью изменяющегося уровня напряжения. Головное устройство по кабелям передает в усилитель электрический сигнал, соответствующий звуку (музыке).
Большинство усилителей обрабатывают входной сигнал с помощью трех узлов
1 Входная схема усилителя
Источники звука отличаются по выходному напряжению. Первое головное устройство может подать на усилитель сигнал в 1 вольт, когда другое может подать тот же сигнал уже с напряжением в 3 вольта.
Усилители должны быть способны обрабатывать сигналы разного уровня. Некоторые усилители, особенно штатные, способны обрабатывать только один уровень сигнала, но большинство усилителей обрабатывает два уровня сигналов от источника звука.
Один высокий уровень позволяет к головному устройству подключать сразу динамики, а второй низкий уровень сигнала должен пройти через усилитель.
Обязательно чувствительность входной схемы усилителя должна соответствовать уровню сигнала выхода головного устройства. Входная чувствительность регулируется в усилителе и определяет коэффициент усиления, но большая входная чувствительность может привести к большим искажениям сигнала. Поэтому нужно контролировать уровень громкости по регулятору громкости источника сигнала. Ведь регулировка чувствительности используется только что бы устранить несоответствие в уровнях выходного сигнала различных элементов в системе автозвука. Другими словами, если регулятор громкости устанавливается в максимум и на усилитель идет максимальный по уровню сигнал, и нет искажений в динамиках, то в усилителе входная чувствительность отрегулирована правильно.
2 Блок питания
Блок питания отвечает за преобразование напряжения питания автомобиля (напряжение от аккумулятора) в более высокое напряжение.
Обычно напряжение с аккумулятора подается постоянное на уровне 13,8 вольт. Это маленькое напряжение и его не достаточно что бы запустить динамики на звуковую мощность требуемую пользователем.
Все автомобильные динамики имеют постоянное сопротивление, в среднем это сопротивление равно 4 Ом.
Если мы будем подавать на наш усилитель питание 13,8 вольт и подключим на выход динамики сопротивлением 4 Ом, то максимальная возможная мощность, которую мы сможем получить, составит не больше 49 Вт. Ведь по формуле мощность (Р) равняется напряжению (V), взятому в квадрате, деленному на сопротивление (R). Если взять питание аккумулятора в 13,8 вольт и возвести в квадрат, то получим 190. Громкоговорители имеют сопротивление 4 Ом, это значение и подставим в формулу. Поделив 190 на 4, получаем максимально возможную мощность нашего усилителя равную 47,5 Ватт, и это с условием, что КПД усилителя 100%.
Если подключить к усилителю динамики на 2 Ом (что плохо может сказаться на качестве звука), и подставим это значение в формулу мощности, то получим максимальную мощность в 95 Ватт.
Но и этого может не хватить для большого 15 дюймового низкочастотного динамика.
Так как можно увеличить мощность на выходе усилителя? Ответ один – повысить питающее напряжение. Очевидно, что повысить напряжение питающей сети автомобиля мы не можем, значит, эту задачу будет выполнять усилитель. Фактически, повышение и контроль напряжения — это работа усилителя.
Повышение напряжения осуществляется блоком питания усилителя. Большой и мощный блок питания означает, что выходной каскад усилителя сможет лучше выполнить свою работу и подать на динамики большую мощность. Что бы повысить напряжение сети автомобиля блок питания усилителя использует трансформатор.
Трансформатор – устройство, которое берет напряжение одного уровня и изменяет его на напряжение другого уровня. Трансформаторы бывают повышающие или понижающие. Это означает, что они берут напряжение определенного уровня и на выходе выдают или повышенное или пониженное напряжение. Типичный понижающий трансформатор используется в системах промышленных электропередающих линий, когда нужно понизить напряжение с передающих линий в несколько киловольт до 220 вольт, используемых в наших домах.
В автомобильных усилителях используется повышающий трансформатор, который берет напряжение автомобиля и повышает его до уровня, необходимого усилителю для нормальной работы.
Поскольку аудио сигнал – это сигнал АС (переменный ток), то нам понадобиться и положительное и отрицательное напряжение для работы динамиков. Что бы реализовать это с трансформатора снимается два постоянных напряжения, которые противоположны друг другу. Одно из этих напряжений управляет положительными колебаниями сигнала, а другое – отрицательными колебаниями. При комбинации этих колебаний получиться сигнал АС.
Если у нас блок питания, который выдает +25 вольт, то он должен выдавать и -25 вольт. Это положительное и отрицательное напряжение питания усилителя. В этом примере разница напряжения будет 50 вольт. Если подставить это значение в формулу мощности, рассмотренную выше, то получиться максимально возможная мощность усилителя 625 Ватт. Если сказать другими словами, то усилитель имеет пиковую мощность 625 Ватт.
Большая разница напряжения блока питания дает возможность усилителю выдать больше мощности на динамики. Считается, что при питании с большим напряжением усилитель будет иметь больший «headroom» (это зона на шкале уровня сигнала в dB, где кратковременные пики аудио сигнала не приводят к искажениям звука, другими словами – больший уровень сигнала без искажений), чем усилитель с меньшим уровнем питания.
3 Выходной каскад
Выходной каскад усилителя выдает сигнал, который напрямую подается на громкоговорители. Главными элементами выходного каскада являются мощные транзисторы. Наиболее популярными выходными транзисторами являются MOSFET. Транзисторы служат ключами для подачи повышенного напряжения с блока питания на выход усилителя. Что бы сделать это они преобразуют напряжение от блока питания в нужную форму сигнала.
Помните определение сигнала из этой статьи выше? Вот этот сигнал и служит для управления открыванием и закрыванием транзисторов выходного каскада. Так фактически входной сигнал управляет транзисторами, что бы напряжение с блока питания приняло форму аудио сигнала.
То есть он переводит транзисторы во включенное и отключенное состояние в соответствии с входным сигналом, когда они воспроизводят входной сигнал в более мощной форме, который подается на выход усилителя и затем на динамики.
22 Вт
Главная » Схемы
Это устройство предназначено для подключения к существующему автомобильному стереоусилителю, добавляя в музыку часто требуемый дополнительный «удар» за счет включения сабвуфера. Поскольку очень низкие частоты являются всенаправленными, для управления этим специальным громкоговорителем необходим один усилитель. Используемый усилитель мощности представляет собой хорошую и дешевую 13-контактную микросхему BTL (Bridge Tied Load) производства Philips (теперь NXP Semiconductors), требующую очень малого количества деталей и способную выдавать около 22 Вт на нагрузку 4 Ом при стандартном напряжении автомобильного аккумулятора 14,4 В.
Электрическая схема:
22-ваттная электрическая схема драйвера автомобильного сабвуфера
Детали:
P1_____10K Логический потенциометрP2_____________22K Двойной линейный потенциометр
R1,R4___________1K 1/40 Вт Резисторы 20,604_ Резисторы 0K 1/4 Вт
R7,R8_________100K 1/4Вт Резисторы
R9,R10,R13_____47K 1/4Вт Резисторы
R11,R12________15K 1/4Вт Резисторы
R14,R15,R17____47K 1/4Вт Резисторы
R16_____6K8 Резистор 1/9Вт0004 R18_____________1K5 Резистор 1/4 Вт
C1,C2,C3,C6_____4µ7 25В Электролитические конденсаторы
C4,C5__________68нФ 63В полиэфирные конденсаторы
C7_____________33нФ 63В полиэфирные конденсаторы
C8,C9_________220мкФ электролитические конденсаторы
C8,C9_________220мкФ __470 нФ, 63 В, полиэфирный конденсатор
C11___________100 нФ, 63 В, полиэфирный конденсатор
C12__________2200 мкФ, 25 В, электролитический Конденсатор
D1______________LED любого цвета и типа
Q1,Q2_________BC547 45В 100мА NPN Транзисторы
IC1___________TL072 Двойной операционный усилитель BIFET
IC2_________TDA1516BQ 24 Вт BTL Усилитель мощности для автомобильного радиоприемника IC
SW2____________SPST тумблер или ползунковый переключатель, способный выдерживать ток силой не менее 3 А 8 Ом Низкочастотные динамики, подключенные параллельно
Описание схемы:
Стереосигналы, поступающие с линейных выходов усилителя автомагнитолы, микшируются на входе и после регулятора уровня поступают в буфер IC1A и могут быть инвертированы по фазе с помощью средства SW1.
Этот элемент управления может быть полезен для настройки сабвуфера в фазе с динамиками существующего автомобильного радиоприемника. Затем следует фильтр нижних частот с регулируемой частотой 12 дБ/октава, построенный на основе IC1B, Q1 и связанных с ними компонентов, позволяющий точно настроить частоту нижних частот в диапазоне от 70 до 150 Гц. Q2, R17 и C9образуют простой стабилизатор напряжения постоянного тока для схемы входа и фильтра, полезный для предотвращения положительного взаимодействия шин от усилителя мощности к секциям низкого уровня.
Примечания:
- IC2 должен быть установлен на подходящем ребристом радиаторе
- Из-за большой постоянной времени, установленной R17 и C9 в стабилизаторе постоянного напряжения, весь усилитель становится полностью работоспособным примерно через 15–30 с. после включения.
Технические данные:
Выходная мощность (синусоида 1 кГц):
22 Вт RMS на 4 Ом при напряжении питания 14,4 В
Чувствительность:
250 мВ на входе для полного выхода
Частотная характеристика:
от 20 Гц до 70 Гц -3 дБ при полном повороте курсора P2 в направлении R12
от 20 Гц до 150 Гц -3 дБ при полном повороте курсора P2 повернут в сторону R11
Общее гармоническое искажение:
17 Вт RMS: 0,5% 22 Вт RMS: 10%
Автор: RedCircuits — Copyright: www.
redcircuits.com
Комплектный автомобильный усилитель для сабвуфера на микросхеме усилителя TDA7294. Это намного мощнее, чем предыдущая версия на основе TDA1562 (ССЫЛКА), но она основана на двухтактном преобразователе, поэтому ее сложнее построить. Встроенный фильтр нижних частот, все на одной односторонней печатной плате размером 75 мм x 125 мм. Он состоит из трех блоков: 1 – Двухтактный преобразователь. Это копия очень хорошей и проверенной схемы AVT2732 со всеми защитами по току и напряжению. Описание схемы и полировки – ССЫЛКА. Этот преобразователь основан на драйвере TL494(KA7500). О безопасности усилителя мощности заботится защита от перенапряжения – драйвер отключится, если напряжение на входе превысит 15В (преобразователь не имеет стабилизации напряжения). Переключающий трансформатор. Вы можете сделать свой собственный или взять блок питания компьютера ATX (или AT). 2 — Предусилитель и ФНЧ с регулировкой среза. Это простая схема с одним операционным усилителем, больше смотрите на схеме. Питается симметричным напряжением +12В/-12В от 12В стабилитронов ограничителя напряжения. 3 – Усилитель мощности. Чип TDA7294 в его типичном применении, см. техническое описание для получения дополнительной информации. Схема MUTE и ST-BY изменена – см. рис.17 в техническом описании – и постоянно подключена к +V. Два конденсатора на микросхеме усилителя мощности также являются выходными конденсаторами двухтактного преобразователя. Прочие примечания. Сделайте на плате две воздушные перемычки, от выпрямительных диодов до конденсаторов усилителя — используйте толстые провода. Downloads Проектная документация Автомобильный усилитель сабвуфера мощностью 100 Вт — Link
|
Используйте линии 5 В и 12 В, у него очень хорошая передача — 2,4x. Это означает, что если мы подадим напряжение батареи +14 на линию 5 В, мы получим в 2,4 раза больше напряжения на линии 12 В — около +/-33 В для питания аудиоусилителя. Это очень хорошее решение, но не каждый трансформатор подходит для использования. Прежде всего, мы должны разделить общие земли для выходных линий (линии 12В и 5В) – это очень важно, иначе напряжение нашей батареи +14В будет подключено к земле усилителя мощности – это исключает использование этой схемы в автомобиле – потому что заземление усилителя является сигнальной землей. Частота переключения 50 кГц, это хорошо для трансформаторов ATX/AT. Более низкая частота приведет к нагреву сердечника трансформатора. Если вы используете собственный трансформатор, вы можете снизить частоту переключения, чтобы уменьшить потери при переключении. Сделайте это, установив больший конденсатор на контакт 5 драйвера, например. 1нФ даст частоту около 50КГц, 1,5нФ даст 30КГц.
Входной конденсатор С4 должен быть не менее 4700мкФ, от его емкости и КПД зависит выходная мощность. ОБЯЗАТЕЛЬНО используйте предохранитель на 10А на линии аккумулятора. Это не для новичков, запуск двухтактного преобразователя требует определенных знаний и оборудования (например, осциллографа). Однако вы можете построить это, используя точно такие же компоненты значений, как на схеме, и просто использовать их. При первом запуске используйте блок питания с ограничением тока.
Этот LC-метр позволяет измерять невероятно малые индуктивности, что делает его идеальным инструментом для изготовления всех типов ВЧ-катушек и катушек индуктивности. LC Meter может измерять индуктивность от 10 нГн до 1000 нГн, 1 мкГн — 1000 мкГн, 1 мГн — 100 мГн и емкости от 0,1 пФ до 900 нФ. Схема включает автоматический выбор диапазона, а также переключатель сброса и обеспечивает очень точные и стабильные показания.
Это очень полезное стендовое испытательное оборудование для тестирования и определения частоты различных устройств с неизвестной частотой, таких как генераторы, радиоприемники, передатчики, функциональные генераторы, кристаллы и т. д.
Его можно подключить к любому источнику стереозвука, такому как iPod, компьютер, ноутбук, CD-плеер, Walkman, телевизор, спутниковый ресивер, кассетная дека или другая стереосистема для передачи стереозвука с превосходной четкостью по всему дому, офису, двору или лагерная площадка.
тестирует множество различных типов транзисторов, таких как NPN, PNP, FET, MOSFET, тиристоры, SCR, симисторы и многие типы диодов. Он также анализирует характеристики транзистора, такие как напряжение и коэффициент усиления. Это незаменимый инструмент для устранения неполадок и ремонта электронного оборудования путем определения работоспособности и исправности электролитических конденсаторов. В отличие от других измерителей ESR, которые измеряют только значение ESR, этот измеряет значение ESR конденсатора, а также его емкость одновременно.
8-DIP обработанный разъем IC позволяет заменять OPA2134 многими другими микросхемами с двумя операционными усилителями, такими как OPA2132, OPA2227, OPA2228, двойной OPA132, OPA627 и т. д. Усилитель для наушников достаточно мал, чтобы поместиться в жестяную коробку Altoids, а благодаря низкому энергопотреблению может питаться от одного 9батарея В.
Arduino Prototype использует все стандартные сквозные компоненты для простоты конструкции, два из которых скрыты под разъемом IC. Плата оснащена 28-контактным разъемом DIP IC, заменяемым пользователем микроконтроллером ATmega328, прошитым загрузчиком Arduino, кварцевым резонатором 16 МГц и переключателем сброса. Он имеет 14 цифровых входов/выходов (0-13), 6 из которых могут использоваться как выходы ШИМ и 6 аналоговых входов (A0-A5). Скетчи Arduino загружаются через любой адаптер USB-Serial, подключенный к разъему 6-PIN ICSP female. Плата питается напряжением 2-5 В и может питаться от батареи, такой как литий-ионный элемент, два элемента AA, внешний источник питания или адаптер питания USB.