Звук
  Свет
  Радио
  Питание
  PC & GSM
  PIC и AVR
  Разное
  Справка
  Верстак
  Техника


  ФОРУМ

 

 

 

схемы электронных устройств

 

 

все темы форума одной страницей

 

 

DIY Projects

Усилитель Мощности Звуковой Частоты  
Автор: drv   Добавлено: 20.12.2004


Статья предназначена описать сборку усилителя как законченное устройство.
На сегодняшний день выпускается много конструкторов для самостоятельной сборки, много схем в интернете, но печатная плата с деталями это еще не усилитель, и возникает вопрос. Что дальше ?

А дальше будет предложен для прочтения этот документ .

Питание.

Импульсный или силовой блок питания ?
Этот вопрос часто вызывает горячие споры.

Как и чем формируется энергия для питания усилителя, вопрос последний !
Вопрос N1, это то, насколько хорошо работает фильтр в блоке питания.



Через фильтрующий конденсатор в блоке питания замыкаются на общую шину переменные напряжения : U1 - импульсное напряжение с выпрямителя , U2 - падение напряжения возникающее на внутреннем сопротивлении источника тока.
Так же можно сказать, что конденсатор сглаживает переменные составляющие токов в шинах питания .

В импульсных блоках питания ставятся фильтрующие конденсаторы с небольшой емкостью т.к. их больше чем хватает для сглаживания пульсаций от самого блока питания c частотой в десятки и сотни кГц, но не хватит для сглаживания переменной составляющей от усилителя. Выход чрезвычайно прост, можно поставить необходимую емкость самому. Практически, усилитель 2х22Вт TDA1552Q с фильтром по питанию 2 х 4700мкФх25В и компьютерным блоком питания Enligt Corporation 200Вт ( +12В/8А, вентилятор убран) прекрасно проработал уже несколько лет и продолжает работать.

Импульсные блоки питания.
При условии что компьютерные блоки питания продаются очень дешево, это прекрасный вариант для усилителей небольшой мощности. В сети имеются описания переделки этих блоков питания на работу с большим напряжением и большей мощностью, что еще больше расширяет область применения этих блоков питания.

Блоки питания на силовых трансформаторах.
Как и у любых устройств у них есть свои достоинства, это надежность, простота конструкции, простая подгонка под конкретные потребности.

Подключать модули к плате выпрямителя лучше отдельными кабелями, а не одним общим, это снизит перекрестные помехи по питанию.
Аккуратно выполненные кабеля в приборе имеют следующие отличия от проводов разбросанных по одиночке внутри корпуса :
Поля в кабелях компенсируют друг друга что уменьшает наведение электромагнитных излучений на остальные устройства.
Проводники в кабеле обладают меньшей индуктивностью чем разрозненные проводники, следовательно меньше выделяется помех на этих паразитных индуктивностях и лучше может работать фильтр блока питания.


Перемотка силового трансформатора.
1.Подключить трансформатор в сеть.
2.Замерить напряжение на выходной обмотке.
3.Разобрать сердечник и размотать измеренную ранее выходную обмотку , подсчитав количество витков.
4.Кол-во Вольт / кол-во витков = Коэффициент Вольт\виток, умножив этот коэффициент на необходимое кол-во вольт, получим необходимое кол-во витков новой вторичной обмотки.
5 Толщину провода вторичной обмотки изменяем обратно пропорционально изменению напряжения вторичной обмотки, те если напряжение вторичной обмотки и кол-во витков возросло в 2 раза, то толщина провода уменьшится в 2 раза, длинна необходимого провода увеличится в 2 раза.
6. Намотка и сборка трансформатора.

Если блок питания с двуполярным напряжением, то нужно мотать 2 вторичные обмотки, провод в этом случае в два раза тоньше провода одиночной катушки.
Для достижения максимальной симметрии трансформатора обе обмотки мотаются одновременно, двойным проводом.

Все расчеты легко укладываются в курс начальной школы и позволяют иметь на руках тот трансформатор, какой нужен.

Выпрямитель.
Требуется для блоков питания с силовым трансформатором.
Лучше мостового двухполупериодного выпрямителя, для описанных здесь устройств нет ничего.
Дешевле и проще купить готовый мост, а не отдельные диоды, нужно предусмотреть запас по максимальному току.

Фильтр. Конденсаторы.
Как было указанно выше нужен будет для любого источника тока, как для силового трансформатора так и для импульсного, параметры одни.
У большинства, отпадут все желания покупать готовый, "Brand Name" конденсатор, как только станет известна их цена.
Проблемы же конденсаторов широкого потребления это большие внутреннее сопротивление и паразитная индуктивность.
Выходом может послужить параллельное соединение конденсаторов меньшей емкости, это увеличивает емкость конденсаторов фильтра питания и уменьшает паразитные индуктивность и сопротивление, цена остается примерно той же что и цена конденсатора на эквивалентную емкость и напряжение.

Вариант печатной платы для блока питания (zip).
Расположение компонентов на ней.
Печатная плата рассчитана на два выпрямительных моста и сборку конденсаторов 2 х 4шт.

Помехи, свисты, шумы..



Питание в норме, входной сигнал подан, акустика подключена, а на выходе невнятное бормотание, и еще куча непонятных явлений.
Это признак возбуждения усилителя на высших частотах, ясное дело ультразвук мы не слышим , а наблюдать можем только по побочным эффектам.
Этому эффекту-дефекту подвержены усилители, на любой базе (лампы, транзисторы, микросхемы) и любых мощностей.
Что происходит ?
А происходит Положительная Обратная Связь (ПОС), которая превращает усилитель (любой !) в генератор(пусть и плохой генератор), эта ПОС возникает из-за емкости - С пар.(схема) между входом и выходом усилителя. Эта ёмкость возникает из-за неудачно рассположеных проводников на печатной плате, монтажных проводов и кабелей в самом приборе.

Лекарство, отработанно еще на ламповых усилителях, это последовательная цепочка из резистора R1 и конденсатора C1 (схема), между каждым выходом усилителя и общим проводом (земля).На усилителях мощностью 1..100.. Вт будут работать цепочки R1- 8Ом и C1- 10нФ.
В случае если печатка из кривого набора (есть и такие) и нет возможности там лишнее паять, можно обойтись и одним конденсатором от каждого выхода на общий провод 10нФ, его наименьшее (реактивное) сопротивление на звуковых частотах порядка 700Ом , что есть очень небольшая нагрузка на усилитель.

Иногда применяют дросселя L1 (схема) устанавливаемые на выход усилителя ..
Это может избавить от возбуждения усилителя из-за неправильного расположения проводников в усилителе, или засвистит из-за самой катушки.
Влияние проводников до этой катушки (печатная плата) вообще не устраняется.

Слышен сетевой гул (50Гц).
Завышенное входное сопротивление усилителя, из-за чего, он начинает принимать наводки сети электропитания на входной кабель (часто).

Сигнал наводок не обладает большой мощностью, по этому создать значительное напряжение на устройстве с низким входным напряжением он не может.
Нормальное входное сопротивление усилителя мощности 1КОм, оно хорошо согласуется с линейными выходами аудиоаппаратуры и при этом нет помех даже с неэкранированным входным кабелем усилителя.
Устраняется резистором R2 - 1КОм (схема) подключенным к входу усилителя.

Недостаточная емкость конденсаторов в фильтре питания (редко).
Увеличить емкость конденсаторов.

Усилитель реагирует на мобильные телефоны и тп.
Хорошо устраняется уменьшением входного сопротивления (подключение R2), еще более улучшить ситуацию может конденсатор С2 - 100..1000пФ, подключенный параллельно входу усилителя.

Все ниже, ниже и ниже..
Есть на свете одна досадная тема.
Наши любимые басы все время хотят обрезать производители интегральных усилителей.
Как ? Почему ? Иногда еще спрашивают - с чего ты взял ?
Но давайте посмотрим на Datasheet, например Philips и ее чипов TDAхххх, в большинстве случаев там представлено включение с входными конденсаторами емкостью 0.2мкФ.
Ну и что ?
Дело в том, что, входное сопротивление усилителей мощности составляет десятки кОм, а уже упомянутое здесь реактивное сопротивление конденсатора на частоте в 1000Гц судя по табличке составляет 795Ом !!! Уже очень и очень не мало, а до басов так далеко !!!
На нижней частоте усилителя 20Гц (TDA1558Q например) сопротивление этого конденсатора будет в 50 раз больше и составит уже 50х795= 39750 Ом или примерно 40кОм.
Итог этого - собранный нашими же ручками фильтр высоких частот, плавно так, подавляющий Низкие Частоты (НЧ).
Для нормальной работы усилителя входная разделительная емкость должна быть примерно 10мкФ, причем для хорошей работы на Высоких Частотах (ВЧ) желательно ставить два конденсатора, электролитический 10мкФ и керамический 0.1мкФ, для того чтобы устранить влияние паразитной индуктивности электролитического конденсатора на ВЧ.

Сделали значит все как написано, включаем ии ..
Видим как динамики из кожи вон лезут, точнее диффузоры динамиков пытаются выползти со своих мест. Дело в том, что теперь на входе заряжается большая емкость и зарядный ток через эти конденсаторы портит динамики.
Лекарство состоит в задержке включения усилителя, у большинства микросхем усилителей имеется вывод MUTE\STEND-BY, на этот вывод ставится RC цепочка задерживающая включение усилителя.

Усилитель 2х22Вт со всеми доделками представлен здесь, он неоднократно повторялся.

Корпус усилителя.
Корпус напольной конструкции для усилителя 2х140Вт (2 TDA7293).

плюсы:
Не занимает полезной площади на столе или полках, ему достаточно места под столом или в любом другом удобном месте.
Удобно пользоваться стоя перед ним или сидя на стуле , кресле и тп.
Наклонная панель делает удобной регулировку и подключение источников сигнала.
Хорошо сочетается с высокими и узкими предметами типа колонки.
Дешев.
Прост в изготовлении.
минусы:
На него не поставить цветочки и тп.

Фото - 1^, 2^, 3^

Материал предоставлен Electronicspage.
Права распространения ZPS Electronics.
Все права защищены или что то около того.







Комментарии посетителей:

По разделу: Перемотка силового трансформатора.
Под термином \"толщина\" провода следует понимать площадь поперечного сечения провода, а не его диаметр...
Добавить комментарий Перейти к обсуждению на форуме


DIY Projects