Вы будете удивлены тем, насколько громким может звучать всего 1 Вт. Если не учитывать глубочайшие басы, 1 Вт вполне достаточно для динамиков, встроенных в ноутбуки, или для аудиоустройств, используемых в мобильных телефонах. Если говорить о наушниках, которые находятся близко к барабанным перепонкам, то даже нескольких милливатт вполне достаточно для того, чтобы звук оказался оглушительным.
Как сделать простой и мощный усилитель на 500 Вт
Схема этого усилителя мощности звуковой частоты привлекательна тем, что не содержит каких-либо интегральных микросхем, полностью базируется на транзисторах и при этом достаточно проста, состоя из минимального количества компонентов. Благодаря нескольким элементам отрицательной обратной связи в схеме, коэффициент нелинейных искажений при выходной мощности 500 Вт составляет не более 0,1%.
Что потребуется
- Мощные выходные транзисторы 2SC5200 и 2SA1943 — перейти по ссылке
- Транзисторы BD140 и BD139 — перейти по ссылке
- Транзисторы BC557 и BC548 — перейти по ссылке
- Резисторы действующего значения 0,22 Ом на 5 Вт — перейти по ссылке
- Конденсаторы на 4700 мкФ / 50 В — перейти по ссылке
- Все резисторы можно найти по ссылке — перейти по ссылке
- Все конденсаторы доступны по ссылке — перейти по ссылке
Двухтактный усилитель с схемой отрицательной обратной связи состоит из 6 транзисторов. Однако позже будет добавлено еще 2 выходных транзистора, что позволит улучшить эффективность работы устройства и уменьшить теплоотдачу.
Блок питания для данного усилителя является двуполярным и построен по классической мостовой схеме с отводом от средней точки трансформатора.
Трансформатор выдает 32 В на каждое плечо, что в итоге после выпрямления приводит к получению двуполярного питания на уровне 40 Вольт.
Микросхемы-усилители
Многие из нас привыкли, что усилители звука зависят от множества отдельных компонентов или от энергозатратных электронных ламп, чтобы обеспечить качественное звучание. Тем не менее, как и в других отраслях, появление интегральных микросхем произвело настоящую революцию в мире аудиосистем, позволяя использовать множество операционных усилителей, специально созданных для работы в звуковых системах.
Так называемые интегральные схемы, которые используются для данного типа усилителей, обычно обозначаются как усилитель аудиосигнала на ИС, чипы для усиления звука или чиповые усилители. Они обычно требуют лишь несколько дополнительных компонентов, и схемы с ними отличаются простотой конструкции. Чипы-усилители, как правило, потребляют меньше тока по сравнению с их дискретными и ламповыми аналогами.
Все это ведет к усилителю LM386, который был разработан компанией Texas Instruments в 1983 году. Он стал широко распространен в низковольтных аккумуляторных устройствах по всему миру.
- Удобен в питании (использует однополюсное электропитание)
- Низкая теплоотдача (не требует дополнительного радиатора)
- Высокая производительность и эффективность
- Доступен в варианте с двухрядным расположением выводов
Это делает данный чип популярным среди любителей самодельных проектов по всему миру и обеспечивает отличную платформу для экспериментов с чипами-усилителями. Не стоит забывать и о его невысокой стоимости, что делает его доступным для большинства пользователей. В данной статье мы попробуем собрать простой мини-усилитель звука для колонок на основе этого чипа.
Шаг 1: Основы LM386
Рекомендуется ознакомиться с официальной технической документацией (PDF), где содержится вся необходимая информация. Тем не менее, я приведу здесь основные моменты.
LM386 представляет собой операционный усилитель, который проектировался специально для звуковых систем. Это означает, что его эксплуатационные характеристики разрабатывались с расчетом на управление динамиком. Как и большинство других чипов-усилителей звука, его также можно использовать как обычный операционный усилитель. Он обладает дефолтным коэффициентом усиления в 20 раз, что подразумевает, что входное напряжение будет увеличиваться в двадцать раз. При этом коэффициент усиления можно выставить вручную.
Расположение выводов
- 1,8 – увеличение. Выводы 1 и 8 служат для регулировки уровня усиления с десятилетнего увеличения, используя сопоставленные конденсаторы.
- 2 – отрицательный вывод
- 3 – положительный вывод
- Эти выводы являются стандартными для операционных усилителей. В схемах с простым LM386 отрицательный вывод обычно соединен с землей, в то время как положительный вывод подключается к аудиосигналу из источника.
- 4 – земля, GND
- 5 – выходное напряжение
- С пятого вывода идет усиленный сигнал на динамик.
- 6 – источник питания
- На этот вывод необходимо подавать питание для работы усилителя.
- 7 – байпасный вывод
Этот вывод предоставляет доступ к входному сигналу и используется в основном для устранения помех от источника питания.
Описание LM386N
Версия LM386N (буква N указывает на двухрядное расположение выводов) выпускается в четырех модификациях: LM386N-1, -2, -3 и -4. Версии 3 и 4 обеспечивают на выходе немного более высокое напряжение, тогда как версия 4 позволяет работать с более высоким входным напряжением (благодаря большему минимальному значению входного напряжения). Данное руководство будет сфокусировано на LM386N-1, так как именно эта версия была использована в моём проекте, и именно она является основой для других моделей.
Напряжение питания
Для нормальной работы питания напряжение должно находиться в диапазоне от 4 до 12 В.
Номинальное сопротивление динамика
LM386 изначально был разработан для работы с резистивной нагрузкой в 4 Ом, но его характеристики могут варьироваться от 8 до 32 Ом.
Искажения звука
При идеальных условиях полный коэффициент гармонических искажений составляет 0,2% при напряжении 6 В, подаваемом на 8-омный динамик, что наблюдается при низком напряжении, и увеличивается до 10% при достижении максимальных значений напряжения.
Выходная мощность
При идеальных условиях можно ожидать выход мощностью приблизительно 700 мВт, или 0,7 Вт.
Стандарты звездности отелей: как классифицируют гостиницы
- Рассуждения
- 5 часов назад
- Путешествия и туризм
Мы все привыкли к пятизвездочной системе классификации отелей, где 5 звезд представляют собой высшую категорию, а 1 звезда минимальную, и даже отели без звезд. Однако некоторые могут утверждать, что.
Арктический парадокс: похолодание на фоне глобального потепления?
- Рассуждения
- 6 часов назад
- Наука и космос
Арктика — это регион, который наиболее чувствителен к изменениям климата и продолжает ставить ученым загадки. Во время, когда весь мир с беспокойством наблюдает за бесконечным ростом глобальных температур.
Описание схемы усилителя
Напряжение питания схема составляет ±35 — 45 В. Это напряжение можно снизить на 10 В, что приведет к потере определенной мощности. Несмотря на это, его можно увеличить — однако при этом мощность не добавится, а лишь возрастет теплоотдача.
Емкости конденсаторов выпрямителя в размере по 10,000 мкФ, расположенные на каждое плечо канала, вполне достаточно для обеспечения стабильной работы.
Рекомендуется дополнительно зашунтировать их пленочными конденсаторами с емкостью в 0.1 — 0.15 мкФ.
Лично я использую по 10,000 мкФ на плечо для обоих каналов. Также можно разместить прямо на плате добавочные емкости в диапазоне 2000 — 4000 мкФ на каждый плечо. Однако при этом на плате можно вообще ничего не устанавливать, если провода от выпрямителя достаточно толстые и короткие.
Так как выходной каскад сделан по схеме с общим стоком и не создает дополнительного напряжения, для возрастания обозначенной мощности было применено вольтодобавление в питании операционного усилителя, а также установлены стабилитроны с максимально возможными значениями для них напряжения ±18 В.
Все резисторы, кроме истоковых, имеют мощность в диапазоне 0.25 — 0.5 Вт (что зависит от предпочтений). Истоковые резисторы R7 и R8 должны быть 5-ваттными и с сопротивлением 0.1 Ом (допускается и 0.2 Ом), тогда как R13 должен быть на 2 Вт. Номинальное значение подстроечного резистора, отвечающего за регулировку тока покоя (R15), должно составлять от 1 до 2 кОм, и желательно выбрать многооборотный вариант.
Номинальное напряжение конденсаторов C1, C3 и C10 составляет 25 В.
Цепь D7 — D10 предусмотрена для защиты транзисторов от перегруженных значений.
Выходные транзисторы, которые я использую, недорогие — это IRFP140 и IRFP9140. Замены на более дорогие и специально разработанные для аудио «аудиофильские» варианты не вижу смысла, так как на слух даже на качественной акустике разницы нет, а на средней бытовой и подавно. Тем не менее, если вы все же решите использовать аудиофильские детали, такие как 2SK1058 и 2SJ162 (или 2SK1530 и 2SJ201), то цепь защиты будет не нужна, поскольку она уже внедрена в конструкции дорогих комплектующих.
Я применил хороший операционный усилитель (LM4562), но можно использовать и более доступные варианты, например, NE5532. Разницы в звучании на слух я не обнаружил.
Цепь Цобеля (R13 и C6) предназначена для предотвращения неустойчивости на высоких частотах. Хотя устанавливать её желательно, делать это не обязательно, если самовозбуждений в устройстве нет. Если же, несмотря на все меры, усилитель начнет самовозбуждаться или проявлять неустойчивое поведение (чего у меня лично не наблюдалось, но многое зависит от качества сборки), то я бы предложил начать с замены истоковых проволочных керамических резисторов R7 и R8 на угольные версии (например, соединить параллельно 5 резисторов мощностью по 1 Вт, каждый с номиналом в 1 Ом или 0.5 Ом). В усилителях с выходным каскадом на полевых транзисторах это часто дает положительный результат.
Стабилитроны D3 и D4 для надлежащей термостабилизации рекомендуется установить на радиатор рядом с транзисторами. Обратите внимание, что отрицательный температурный коэффициент имеют только устройства с низким напряжением стабилизации. Для этого удобно использовать теплопроводящий клей или специальные крепежные элементы.
Процесс настройки
Перед подачей питания необходимо установить подстроечный резистор R15 в положение минимального сопротивления. После этого подайте питание и установите ток покоя примерно на уровне 150 мА.
Ток покоя удобно измерять по падению напряжения на 5-ваттном резисторе. Например, при использывании резистора с сопротивлением 0.1 Ом, при токе 150 мА должно быть 15 мВ (соответственно, при 0.2 Ом — 30 мВ).
Если вы используете на выходе транзисторы 2SK1058 и 2SJ162 или подобные, то ток покоя, как правило, должен быть в пределах 210 — 230 мА.
Результаты измерений уровня шума и искажений представлены на рисунках 6 и 7 соответственно.
 |
|
| Рисунок 7. | Измерение нелинейных искажений. |
В конечном результате звучание должно оставить вас в хорошем настроении.
На этом все. Приятного прослушивания!
ВЧ усилитель на 50–4000 МГц на базе SPF5043Z
Усилитель, описанный в следующем разделе, имеет широкий диапазон рабочих частот от 50 МГц до 4000 МГц, высокие коэффициенты усиления, низкий уровень шума и минимальное потребление тока.
Его просто изготовить, так как он собран на одной интегральной схеме SPF5043Z.
Данный усилитель хорошо подойдёт для приема ТВ сигнала как цифрового, так и аналогового, для FM-приемников, радиостанций и т.п.
Простой ВЧ усилитель для FM-диапазона: сделай сам
Для приема удалённых станций в FM-диапазоне можно порекомендовать простую схему ВЧ-усилителя на одном транзисторе.
Схема УВЧ с общим эмиттером построена на транзисторе 2SC2570.
Представляется возможность построения микромузыкального центра для одного слушателя на базе микроконтроллера ATTiny15 и медиаплеера DFPlayer MINI с SD-картой на 16 ГБ с использованием программного обеспечения AVR Studio 4.
Когда у меня была собака по имени Мики, я всегда брал её в лес как летом, так и зимой. Мики с энтузиазмом носился по лесу, рыл норы в надежде поймать полевых мышей и громко лаял на белок. После его ухода мне стало как-то грустно проводить время в лесу. Так прошло несколько лет.
