Схема нет усилители своими руками

400 МГц
Скорость нарастания:

20 В / мкс

12 мВ
Частотная характеристика: 3,2 Гц — 150 кГц (-1 дБ)
Смещение фазы при 10 кГц:

Усилитель отличает от обычных попсовых отличная динамика, очень плотный и контролируемый бас, удивительно детализированный звук, неокрашенная и невероятная звуковая сцена. Кроме того, не слышен звук включения / выключения и схема работает полностью бесшумно, не слышен фон или гул.

Корпус применен металлический, от какого-то радиоконструктора. Все файлы для повторения проекта УНЧ скачайте в архиве.

Источник

Три схемы УНЧ для новичков

После освоения азов электроники, начинающий радиолюбитель готов паять свои первые электронные конструкции. Усилители мощности звуковой частоты, как правило самые повторяемые конструкции. Схем достаточно много, каждая отличается своими параметрами и конструкцией. В этой статье будут рассмотрены несколько простейших и полностью рабочих схем усилителей, которые успешно могут быть повторены любым радиолюбителем. В статье не использованы сложные термины и расчеты, все максимально упрощено, чтобы не возникло дополнительных вопросов.

Начнем с более мощной схемы.
Итак, первая схема выполнена на известной микросхеме TDA2003. Это монофонический усилитель с выходной мощностью до 7 Ватт на нагрузку 4 Ом. Хочу сказать, что стандартная схема включения этой микросхемы содержит малое количество компонентов, но пару лет назад мною была придумана иная схема на этой микросхеме. В этой схеме количество комплектующих компонентов сведено к минимуму, но усилитель не потерял свои звуковые параметры. После разработки данной схемы, все свои усилители для маломощных колонок стал делать именно на этой схеме.

Схема представленного усилителя имеет широкий диапазон воспроизводимых частот, диапазон питающих напряжений от 4,5 до 18 вольт (типовое 12-14 вольт). Микросхему устанавливают на небольшой теплоотвод, поскольку максимальная мощность достигает до 10 Ватт.

Микросхема способна работать на нагрузку 2 Ом, это значит, что к выходу усилителя можно подключать 2 головки с сопротивлением 4 Ом.
Входной конденсатор можно заменить на любой другой, с емкостью от 0,01 до 4,7 мкФ (желательно от 0,1 до 0,47 мкФ), можно использовать как пленочные, так и керамические конденсаторы. Все остальные компоненты желательно не заменять.

Регулятор громкости от 10 до 47 кОм.
Выходная мощность микросхемы позволяет применять его в маломощных АС для ПК. Очень удобно использовать микросхему для автономных колонок к мобильному телефону и т.п.
Усилитель работает сразу после включения, в дополнительной наладке не нуждается. Советуется минус питания дополнительно подключить к теплоотводу. Все электролитические конденсаторы желательно использовать на 25 Вольт.

Вторая схема собрана на маломощных транзисторах, и больше подойдет в качестве усилителя для наушников.

Это наверное самая качественная схема такого рода, звук чистый, чувствуются весь частотный спектр. С хорошими наушниками, такое ощущение, что у вас полноценный сабвуфер.

Усилитель собран всего на 3-х транзисторах обратной проводимости, как самый дешевый вариант, были использованы транзисторы серии КТ315, но их выбор достаточно широк.

Усилитель может работать на низкоомную нагрузку, вплоть до 4-х Ом, что дает возможность, использовать схему для усиления сигнала плеера, радиоприемника и т.п. В качестве источника питания использована батарейка типа крона с напряжением 9 вольт.
В окончательном каскаде тоже применены транзисторы КТ315. Для повышения выходной мощности можно применить транзисторы КТ815, но тогда придется увеличить напряжение питания до 12 вольт. В этом случае мощность усилителя будет достигать до 1 Ватт. Выходной конденсатор может иметь емкость от 220 до 2200 мкФ.
Транзисторы в этой схеме не нагреваются, следовательно, какое-либо охлаждение не нужно. При использовании более мощных выходных транзисторов, возможно, понадобятся небольшие теплоотводы для каждого транзистора.

И наконец — третья схема. Представлен не менее простой, но проверенный вариант строения усилителя. Усилитель способен работать от пониженного напряжения до 5 вольт, при таком случае выходная мощность УМ будет не более 0,5 Вт, а максимальная мощность при питании 12 вольт достигает до 2-х Ватт.

Выходной каскад усилителя построен на отечественной комплементарной паре. Регулируют усилитель подбором резистора R2. Для этого желательно использовать подстроечный регулятор на 1кОм. Медленно вращаем регулятор до тех пор, пока ток покоя выходного каскада не будет 2-5 мА.

Усилитель не обладает высокой входной чувствительностью, поэтому желательно перед входом применить предварительный усилитель.

Немало важную роль в схеме играет диод, он тут для стабилизации режима выходного каскада.
Транзисторы выходного каскада можно заменить на любую комплементарную пару соответствующих параметров, например КТ816/817. Усилитель может питать маломощные автономные колонки с сопротивлением нагрузки 6-8 Ом.

Источник

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Как сделать усилитель звука

Отличная микросхема для сборки самодельного усилитель с довольно большой мощностью это TDA2050. Но представленная инструкция подходит и к любой другой похожей по структуре м/с, например TDA2030, TDA2040, LM3886 и некоторые другие. В этом мануале вы узнаете о проектировании и сборке подобного усилителя, мы пошагово создадим 50-ваттный стерео-усилитель звука. Сначала рассчитаем требования к напряжению и току блока питания УНЧ, разберемся как подобрать радиатор надлежащего размера. Затем найдем правильные значения для всех компонентов схемы. Узнаете как изменить усиление и как установить полосу пропускания усилителя. Наконец перейдём к проектированию, пайке печатной платы и подключении усилителя внутри корпуса. Даташит является хорошим справочным материалом для построения любого усилителя на микросхеме. Рекомендуем прочитать его перед началом работы над проектом.

С чего начать проектирование

Прежде чем начать нужно получить представление о том, сколько выходной мощности хотите взять от усилителя. Также необходимо знать полное сопротивление ваших колонок и входное напряжение источника звука. Ознакомьтесь с таблицей данных на TDA2050, чтобы найти абсолютные максимальные значения этих параметров, и настройте свой усилитель так, чтобы он оставался в безопасных рабочих пределах.

Согласно техническому описанию, TDA2050 может выдавать 28 Вт на колонки 4 Ом с 0,5% искажением при напряжении питания 22 В. В данном случае имеются колонки 6 Ом, поэтому будет получение выходной мощности около 25 Вт. В качестве источника звука планируется использовать смартфон от Apple с выходным напряжением 1 В.

Первый шаг — выяснить сколько напряжения и мощности нужно от блока питания, чтобы получить желаемую выходную мощность на АС.

Напряжение и ток источника питания

TDA2050 может питаться от раздельного (двухполярного) источника или от однополярного БП. Выходная мощность усилителя будет выше при раздельном питании, поэтому им и воспользуемся.

Желаемая выходная мощность и полное сопротивление динамика будут определять, какое напряжение нужно от источника питания. Но прежде чем сможем рассчитать напряжение, нужно рассчитать пиковое выходное напряжение усилителя (V opeak).

Пиковое выходное напряжение

Пиковое выходное напряжение можно найти по следующей формуле:

Следовательно пиковое выходное напряжение данного усилителя мощностью 25 Вт с динамиками 6 Ом будет:

Таким образом, при выходной мощности 25 Вт максимальное напряжение на динамиках составит 17,3 В.

Максимальное напряжение питания УНЧ

Теперь можем найти максимальное напряжение питания (V max supply), то есть напряжение необходимое усилителю для получения желаемой выходной мощности. Безопасный предел напряжения для TDA2050 составляет ± 25 В, поэтому не превышайте его!

Формула для расчета максимального напряжения питания имеет вид:

Холостой ход — это увеличение выходного напряжения трансформатора когда нет нагрузки для потребления тока, что происходит когда усилитель не воспроизводит музыку. Точное значение должно быть указано в спецификации трансформатора. Трансформатор, который будем использовать, имеет разброс 6%, поэтому максимальное напряжение питания:

Таким образом данный источник питания должен выдавать ± 24,9 В, чтобы усилитель мог управлять динамиками 6 Ом при 25 Вт. Символ ± означает, что положительное напряжение на шине равно +25 В, а отрицательное напряжение -25 В. И общий ноль (масса).

Максимальное напряжение трансформатора

Цель состоит в том, чтобы найти трансформатор который может выдавать максимальное напряжение питания, близкое к предельному напряжению, необходимому для усилителя на конкретной микросхеме (у нас ТДА2050).

Номинальное напряжение трансформатора говорит только о выходе переменного напряжения. Напряжение постоянного тока, которое получим после того как мостовые выпрямители на блоке питания преобразуют переменный ток в постоянный, будет фактически выше в 1,41 раза. Ещё нужно учитывать скачки напряжения в сети и разброс напряжения вашего трансформатора.

Максимальное напряжение питания которое получите от трансформатора можно рассчитать по формуле:

Начнём с номинала трансформатора 15 В переменного тока чтобы посмотреть, будет ли оно обеспечивать максимальное напряжение питания, необходимое для усилителя:

Таким образом, 15-вольтовый трансформатор даст максимальное напряжение питания 24,7 В постоянного тока после стабилизации питания. Это близко к максимальному напряжению питания 24,9 В, необходимому для данного усилителя, но теперь давайте точно рассчитаем, какую выходную мощность получим с ним.

Выходная мощность УНЧ от максимального напряжения питания трансформатора. Это вычисление полезно если уже есть трансформатор и хотим посмотреть, сколько выходной мощности будет генерировать усилитель:

Максимальное напряжение питания от трансформатора 15 В составляет 24,7 В, поэтому выходная мощность которую получим от усилителя:

Трансформатор 15 В даст выходную мощность 24,6 Вт на колонках сопротивлением 6 Ом, и это достаточно близко к желаемым 25 Вт.

Мощность трансформатора нужная усилителю

Теперь можем определить сколько мощности требуется от трансформатора для питания усилителя. Мощность обычно указывается в номинале «ВА (или VA)» в характеристиках трансформатора. Для расчета минимального VA сначала должны найти общую мощность (P питания) трансформатора, необходимо для питания усилителя.

Общая мощность зависит от максимального напряжения питания которое получаете от трансформатора, пикового выходного напряжения усилителя, сопротивления акустической колонки и тока покоя (QDC) TDA2050 (90 мА):

Таким образом, наш 15-вольтный трансформатор должен обеспечивать как минимум:

Теперь будем использовать полную мощность, чтобы найти минимальную номинальную мощность ВА для трансформатора.

Преобразование общей мощности в VA

Чтобы найти минимальное значение ВА для трансформатора, общее правило заключается в умножении общей мощности на 1,5 раза. Для данного трансформатора 15 В номинальное значение ВА должно быть:

49,4 Вт х 1,5 = 74,1 Вт

Это на канал. Для стерео-усилителя просто умножаем на два:

74,1 Вт х 2 = 148,2 Вт

Таким образом, все что выше 150 ВА, обеспечит усилитель достаточной мощностью. Это довольно полезно знать, потому что если ваш трансформатор слабее, то усилитель может обрезать или искажать звук на более высокой громкости и басах.

Нахождение размера радиатора

Два канала усилителя подключены к радиатору:

Микросхему необходимо прикрепить к радиатору, иначе она быстро перегреется и будет повреждена. Размер радиатора будет зависеть от максимального рассеивания мощности и тепловых сопротивлений на пути теплового потока от микросхемы TDA2050.

Максимальная рассеиваемая мощность

Максимальная рассеиваемая мощность (P dmax) — это количество мощности, которую TDA2050 будет рассеивать в виде тепла на пределе своей работы. P dmax зависит от максимального напряжения питания от трансформатора и сопротивления динамиков:

Согласно данным, абсолютный максимальный параметр TDA2050 для P dmax составляет 25 Вт. Если P dmax вашего усилителя превышает 25 Вт, необходимо снизить напряжение питания или увеличить сопротивление динамика, чтобы предотвратить повреждение м/с.

Для усилителя который тут делаем, максимальное напряжение питания от трансформатора составляет ± 24,7 В, и используются динамики 6 Ом, поэтому P dmax:

P dmax 20,6 Вт ниже абсолютного максимального значения TDA2050 в 25 Вт, так что все в порядке.

Тепловое сопротивление радиатора

Теперь можем определить максимальное тепловое сопротивление (в ° C / Вт) радиатора, необходимое для рассеивания всей мощности вырабатываемой TDA2050. Но прежде нужно узнать значения трех тепловых сопротивлений на пути теплового потока от микросхемы:

1. 0 jc: тепловое сопротивление от места соединения кристалла микросхемы к наружной стороне пластикового корпуса.
2. 0 cs : тепловое сопротивление от корпуса к радиатору.
3. 0 sa : тепловое сопротивление от радиатора к окружающему воздуху.

Теплоотвод будет более эффективным, когда любое из них станет меньше. Мы ничего не можем сделать, чтобы получить меньшее значение 0 jc, потому что это зависит от конструкции чипа. 0 cs можно уменьшить используя термопасту между чипом и радиатором. Тепловое сопротивление термопасты обычно составляет около 0,2 ° C / Вт.

Наибольшее снижение теплового сопротивления произойдет при выборе радиатора (0 sa). Тепловое сопротивление радиатора обычно указывается в таблице в виде показателя ° C / W. Радиаторы с более низким тепловым сопротивлением будут рассеивать больше тепла — значит они лучше.

Используйте эту формулу для расчета максимального теплового сопротивления радиатора, необходимого для рассеивания P dmax TDA2050:

• 0 cs TDA2050 составляет 3 ° C / Вт.
• T jmax — максимальная температура перехода, или температура, при которой включена схема термозащиты. T jmax для TDA2050 составляет 150 ° C.
• T amb — температура окружающей среды во время работы усилителя. Типичным значением является комнатная температура (25 ° C).

Максимальное тепловое сопротивление радиатора для данного усилителя с P dmax 20,6 Вт составляет:

Поэтому понадобится радиатор со значением не более 2,9 ° C / Вт, чтобы обеспечить рассеивание всей мощности производимой усилителем.

Расчет значений компонентов усилителя

Теперь найдем наилучшие значения для радиокомпонентов в схеме. Для этого будем использовать принципиальную схему ниже, которая почти такая же как в даташите, но с несколькими дополнительными компонентами, чтобы лучше отфильтровать шумы:

Вот схема распиновки TDA2050:

Минимальное усиление УНЧ

Усиление TDA2050 должно быть установлено выше 24 дБ для поддержания стабильности, но также есть и минимальное усиление, необходимое для получения желаемой выходной мощности. Это зависит от вашего входного напряжения, сопротивления динамика и желаемой выходной мощности в соответствии с формулой:

Будем в данном примере использовать смартфон в качестве источника звука для усилителя. Выходное напряжение телефона составляет около 1 В, поэтому чтобы получить выходную мощность 24,6 Вт нужно установить усиление как минимум:

Это выражается как усиление напряжения (V o / V i ) или как коэффициент усиления. Чтобы преобразовать усиление напряжения в усиление в децибелах, используйте следующую формулу:

Так что установка усиления выше 21,7 дБ обеспечит выходную мощность 24,6 Вт. Но минимальное усиление TDA2050 составляет 24 дБ, поэтому нужно установить его как минимум на 24 дБ.

Установить усиление схемы

Значения резисторов R4 и R5 устанавливают коэффициент усиления TDA2050:

Настройки со слишком высоким усилением вызовут искажения, а настройки со слишком низким могут не обеспечивать достаточную громкость. Если минимальное значение усиления позволяет это сделать, хорошее усиление для домашнего прослушивания составляет от 27 до 30 дБ. Это значение недостаточно высоко, чтобы вызвать искажения, и даст хороший диапазон громкости.

Лучшие резисторы для R4 и R5 — это металлопленочные с точными допусками. Допуск 0,1% является идеальным. Для установки усиления важно использовать резисторы с малым допуском, особенно если собираете стереоусилитель. Если значения сопротивления между двумя каналами отличаются на несколько Ом, усиления м/с также будут отличаться, и один канал будет громче, чем другой.

Усиление рассчитывается по формуле:

Установим усиление этого усилителя 27 дБ. По ходу тестов пробовались различные значения резисторов и приблизилось к желаемому усилению R4 1 кОм и R5 22 кОм. Эти сопротивления установят усиление на:

Теперь будет нормально работать, поскольку 27,2 дБ выше минимального усиления рассчитанного ранее и выше минимума 24 дБ TDA2050.

Сбалансировать входной ток смещения

Следующим шагом является балансировка тока смещения на входе усилителя. Входной ток смещения — это разница в токах, текущих на неинвертирующий вход (контакт 1) и инвертирующий вход (контакт 2). Данную разницу в токе необходимо минимизировать, поскольку на входах будет создаваться постоянное напряжение, что будет усиливаться как ненужный шум.

Ток на инвертирующем входе определяется сопротивлением R5. Ток на неинвертирующем входе определяется сопротивлениями R2 и R3 последовательно:

Чтобы сделать токи на каждом входе одинаковыми, устанавливаем:

Для усилителя уже найдено значение R5, когда установили усиление. Для R3 начнём с произвольного значения 1 кОм, а затем изменим формулу, чтобы найти значение для R2:

R2 = 22000 Ом — 1000 Ом

Таким образом резистор 21 кОм для R2 и резистор 1 кОм для R3 будут уравновешивать входной ток смещения.

Нижний предел полосы пропускания на входе

Конденсатор C1 предотвращает попадание постоянного тока источника звука на вход усилителя. Если постоянному току разрешить достигать входа, он будет усиливаться вместе со звуковым сигналом и создавать лишний шум.

Конденсатор C1 также формирует фильтр верхних частот с резистором R2 (RC), который определяет нижний предел полосы пропускания усилителя:

Частота среза (F c) это частота, на которой фильтр начинает работать. В фильтре верхних частот частоты ниже F c отключаются.

Частота среза этого фильтра может быть найдена с помощью уравнения:

Мы уже нашли значение для R2 ??когда уравновесили входные токи смещения. Чтобы найти значение для C1, просто нужно определить частоту среза. Поскольку нижний предел человеческого слуха составляет 20 Гц, F c должна быть значительно ниже 20 Гц, чтобы слышимые низкие частоты не были приглушены.

Вышеприведенное уравнение F c можно изменить, чтобы найти значение для C1 на определенной частоте среза:

Здесь использовали F c 3,5 Гц для усилителя, но вы можете использовать чуть более высокие или более низкие значения если хотите. Может потребоваться некоторое экспериментирование, чтобы найти идеальное значение для вашего слуха, но в любом случае убедитесь что оно намного ниже нижнего предела человеческого слуха (20 Гц), иначе низкочастотный отклик вашего усилителя будет слабым.

При F c 3,5 Гц значение нашего C1 составляет:

Конденсатор C1 находится непосредственно на пути входного сигнала, так что это повлияет на качество звука усилителя. Для лучшего звучания используйте полипропиленовую металлическую пленку или даже маслянный конденсатор.

Нижний предел полосы пропускания в петле ОС

Конденсаторы C3 и R4 образуют еще один фильтр верхних частот в контуре обратной связи:

Частота среза этого фильтра должна быть установлена в 3-5 раз ниже, чем частота среза входного фильтра верхних частот. Если частота среза будет выше чем у фильтра на входе, низкие частоты будут передаваться в фильтр контура обратной связи, которые находятся ниже его частоты среза. Это создаст постоянное напряжение на С3 появленное на инвертирующем входе и усилится как шум.

Несмотря на то что входной фильтр устанавливает нижний предел полосы пропускания усилителя, C3 по-прежнему влияет на низкие частоты. Меньшие значения C3 приведут к более мягким басам, а более высокие значения сделают низкие частоты более сильными.

Используйте эту формулу чтобы найти идеальное значение для C3:

Раннее уже рассчитали значения R2, R3, R4 и C1, поэтому C3 должен быть больше чем:

Будет трудно найти конденсатор на 68 мкФ, поэтому округлим до 100 мкФ. Давайте посмотрим какая частота среза будет с ним:

Теперь проверим будет ли 1,59 Гц в 3–5 раз ниже 3,5 Гц F c входного фильтра:

Это в 2,2 раза ниже, поэтому лучше выбрать конденсатор 220 мкФ. F c с конденсатором 220 мкФ составляет 0,72 Гц.

Таким образом, значение 220 мкФ для C3 устанавливает частоту среза петлевого фильтра обратной связи в 4,9 раза ниже, чем частота среза входного фильтра. Такой и будем использовать.

Верхний предел пропускной способности УНЧ

Детали R1, R3 и C2 формируют низкочастотный RC-фильтр на входе усилителя, который определяет верхний предел полосы пропускания УНЧ:

В фильтре нижних частот частоты выше среза отключены. Этот фильтр имеет две функции.

1. Во-первых, он устанавливает верхний предел полосы пропускания усилителей,
2. а во-вторых, он фильтрует высокочастотные радио- и электромагнитные помехи от входа.

Частота среза этого фильтра должна быть больше верхнего предела 20 кГц человеческого слуха. Она также должна быть ниже, чем любые частоты радиовещания, которые могут быть уловлены входными проводами.

Самая низкая частота радиовещания — AM на 550 кГц. Выберем частоту среза 350 кГц, которая значительно ниже 550 кГц и намного выше верхнего предела 20 кГц человеческого слуха.

Чтобы найти значение C2 с F c 350 кГц, изменим формулу частоты среза:

Ёмкость 227 пФ не является типовым значением конденсатора. А вот 220 пФ даст частоту среза 362 кГц, так что он будет отлично работать.

Цепь Зобеля

Цепь Зобеля помогает предотвратить колебание, которое может произойти от паразитной индукции акустических проводов. Она также действует как фильтр предотвращающий попадание радиопомех, вызванных проводами динамика, на инвертирующий вход через контур обратной связи.

C4 и R6 образуют цепь Зобеля на выходе усилителя:

Поскольку конденсаторы имеют очень низкое сопротивление на высоких частотах, радиочастоты замыкаются на землю через C4. R6 ограничивает ток высокой частоты, поэтому нет прямого короткого замыкания на землю, которое может превысить предел тока TDA2050. Относительно низкочастотный звуковой ток блокируется C4.

Частота среза может быть рассчитана с помощью уравнения:

Даташит дает значения для R6 = 10 Ом и C4 = 100 нФ, значит F c:

Частота 159 кГц выше предела 20 кГц человеческого слуха и значительно ниже радиочастот, поэтому эти значения будут работать нормально.

Если усилитель возбуждается, R6 будет передавать большие токи на землю, поэтому его мощность должна быть не менее 1 Вт. В идеале C4 должен представлять собой металлический пленочный конденсатор с низким ЭПС и номинальным напряжением, превышающим размах выходного напряжения.

Конденсаторы источника питания

C5 — C10 — это развязывающие конденсаторы блока питания. Они действуют как резервуар тока который может быть быстро подан на усилитель при необходимости. Для каждого плеча напряжения питания имеется свой набор развязывающих конденсаторов.

Конденсаторы с большим значением ёмкости (C9 и C10) обеспечивают резервный ток в течение длительных периодов низкочастотного выхода сигнала. Большие значения улучшат басовые характеристики усилителя.

Фильтрующие конденсаторы меньшего значения (C6 и C5) могут быстро подавать резервный ток в течение периодов интенсивного высокочастотного выхода сигнала. Они также фильтруют высокочастотный шум и электромагнитные помехи от источника питания.

Фильтрующие конденсаторы также компенсируют индуктивность и сопротивление проводов питания и цепей, ведущих к микросхеме. Индуктивность и сопротивление препятствуют протеканию тока, а поскольку основной источник питания находится относительно далеко от TDA2050, эффект может быть значительным. Расположение этих конденсаторов как можно ближе к контактам микросхемы максимизирует протекание тока к микросхеме.

Лучшие типы конденсаторов будут иметь меньшее эквивалентное последовательное сопротивление и эквивалентную последовательную индуктивность (ESL).

Заземление усилителя

Заземление является одним из наиболее важных аспектов проектирования конструкции усилителя. Плохое заземление может быть основным источником шума и шума. Хорошая схема заземления позволяет отделить низковольтный аудиовход и сигнальное заземление от сильноточного источника питания и заземления динамика. Если допускается пропускание высоких токов через заземление с низким током, в проводах с низким током будет развиваться постоянное напряжение, которое будет появляться на входе и усиливаться как гул.

Чтобы разделить разные области, создадим несколько разных сетей:

1. Заземление аудиовхода: для провода заземления кабеля аудиовхода
2. Заземление сигнала: для входной цепи: R2, C2 и C3
3. Заземление динамика: для обратных проводов динамика
4. Заземление для развязки конденсаторов и цепи Зобеля.

Эти заземления будут подключаться к группе контактов, называемых заземлением основной схемы. Заземление основной схемы подключено к цепи защиты контура заземления, которая затем подключается к проводу заземления через металлическое шасси.

Основное заземление должно быть расположено как можно ближе к ёмким конденсаторам на источнике питания:

Как показано на рисунке, соединение цепи защиты контура заземления находится ближе всего к конденсаторам резервуара (БП), а соединение заземления входа — самое дальнее.

Проектировка печатной платы

Спроектирована печатную плата усилителя через онлайн-программное обеспечение.

Эта печатная плата предназначена для одного канала, поэтому если делаете стереоусилитель, то нужно собрать две одинаковые платы.

Советы по разводке печатной платы

Существует четыре основных принципа, которые учитывайте при разработке печатной платы УМЗЧ:

1. Ток, протекающий через проводник, создает магнитное поле которое может генерировать ток в параллельном проводнике.
2. Ток, протекающий в проводящей петле, создает магнитное поле. Величина тока пропорциональна площади внутри петли.
3. Индуктивность препятствует протеканию тока. Длинные и тонкие дорожки имеют большую индуктивность чем короткие, толстые.
4. Конденсатор последовательно с индуктивностью создает резонансный контур.

Дорожки ведущие к неинвертирующей петле входа и обратной связи, должны быть проложены далеко от источника питания и аудиовыхода, чтобы предотвратить появление сильных токов в слаботочных дорожках. Если прокладка дорожек с малым током вблизи путей с сильным током неизбежна, используйте их под углом 90 °, но никогда не параллельно.

Если разместите клеммы для цепей с высоким и низким током на противоположных сторонах печатной платы, их будет проще расположить далеко друг от друга.

Любое пространство между дорожками одной и той же цепи создаст проводящую петлю, которая восприимчива к приему или передаче магнитных полей. Чтобы избежать этого, проложите положительные и отрицательные пути электропитания близко друг к другу и используйте заземления в нижней части платы.

Поскольку заземление питания и сигнальное заземление необходимо держать раздельно, на нижней стороне печатной платы есть две плоскости заземления которые не связаны электрически. Одна земля несет заземление питания, а другая земля несет заземление сигнала. На верхней стороне печатной платы пути источника питания, выход и цепь Зобеля проложены через плоскость заземления. Трассировки контуров входа и обратной связи проходят через плоскость заземления сигнала.

Чтобы уменьшить влияние индуктивности, лучше чтоб все пути были как можно короче. Это особенно важно для развязывающих конденсаторов блока питания, контура обратной связи и Зобеля. Все они размещены как можно ближе к контактам микросхемы, чтобы сократить длину.

Сборка усилителя звука

Сборка печатной платы довольно проста. Вот компоненты и печатная плата перед пайкой:

Обычно проще сначала припаять меньшие компоненты, а затем перейти к более крупным деталям. Вот один канал усилителя НЧ после пайки компонентов:

Корпус усилителя

Металлические корпуса являются наиболее часто используемыми, поскольку обеспечивают наилучшую защиту от радиочастот. К примеру коробка 280 мм x 250 мм отлично подходит для стереофонического усилителя на базе TDA2050.

Проводка усилителя

На приведенной ниже схеме показано, как подключен усилитель к корпусу:

Чтобы избежать помех от магнитных полей, старайтесь держать чувствительные входные и сигнальные провода вдали от проводов источника питания, выходных проводов динамика, трансформатора, проводов переменного тока и выпрямительных диодов БП.

Чтобы свести к минимуму площадь петли, следующие провода должны быть плотно скручены на максимально возможном расстоянии:

• Переменный ток и нейтральные провода от трансформатора
• Провода 0 В и вторичного напряжения от трансформатора к источнику питания
• V +, V- и провода заземления от источника питания к плате усилителя
• Выход и земля динамика
• Аудио вход и заземление

Три провода питания (положительный, отрицательный и заземление) проходят к каждой плате усилителя. Эти провода должны быть толстыми и максимально короткими, чтобы минимизировать индуктивность.

Аудиовходы и провода заземления сигнала не проводят тут большой ток, поэтому они могут быть более тонкими.

Для защиты от возможных проблем провод заземления должен быть прикреплен к шасси болтом, контргайкой и кольцевой клеммой. Обязательно удалите с корпуса любую краску или анодированный материал, чтобы получить хорошее электрическое соединение. Все металлические части (например, радиаторы) также должны быть электрически подключены к шасси.

Заземление аудиовхода и заземление динамика подключены непосредственно от клемм на корпусе к заземлению основной схемы.

Аудио входные кабели от источника могут улавливать случайные электромагнитные помехи. Чтобы отфильтровать их можно установить конденсатор 1 нФ на каждой входной клемме от положительной стороны к земле.

Схема защиты от замыкания на землю

Контур заземления — это ток, который течет от источника звука к усилителю через заземляющий экран входных аудиокабелей. Этот ток будет улавливаться на входе усилителя и вызывать раздражающий гул. Советуем использовать дополнительную цепь, расположенную между заземлением основной схемы и соединением шасси, чтобы убрать ток контура заземления:

При нормальных условиях работы токи контура заземления низкого напряжения протекают через резистор (R1). Резистор уменьшает этот ток и разрывает контур заземления. В случае сильного короткого замыкания ток короткого замыкания может протекать через диодный мост к земле. Конденсатор фильтрует любые радиочастотные помехи, улавливаемые шасси.

Заземление основной схемы подключается к цепи защиты контура заземления на клемме «PSU 0V». Затем цепь защиты контура заземления подключается к шасси от клеммы «Шасси». Соединение с шасси может осуществляться с помощью того же болта где соединяется провод заземления или в другом месте.

Если используете цепь защиты контура заземления, обязательно изолируйте все входные и выходные разъемы от корпуса. В противном случае будет прямой путь от заземления основной схемы к шасси, и цепь защиты контура заземления будет обойдена (то есть бесполезна).

Схема защиты контура заземления может быть собрана на отдельной печатной плате.

Как звучит готовый усилитель

В целом усилитель звучит великолепно. Бас, средние и высокие частоты очень четкие и хорошо сбалансированные. Также есть много запаса по мощности. Даже в большой комнате более чем достаточно громкости для прослушивания. При включенном усилителе и включенном в него источнике звука вообще нет гула или шума, поэтому можете смело брать эту инструкцию за основу своего проекта сборки самодельного УНЧ. Ещё больше качества и мощности можно получить от м/с ЛМ3886.

Источник