Самый простой усилитель звука. Простейшие усилители низкой частоты на транзисторах Усилитель без питания

Усилители низкой частоты (УНЧ) используют для преобразования слабых сигналов преимущественно звукового диапазона в более мощные сигналы, приемлемые для непосредственного восприятия через электродинамические или иные излучатели звука.

Заметим, что высокочастотные усилители до частот 10... 100 МГц строят по аналогичным схемам, все отличие чаще всего сводится к тому, что значения емкостей конденсаторов таких усилителей уменьшаются во столько раз, во сколько частота высокочастотного сигнала превосходит частоту низкочастотного.

Простой усилитель на одном транзисторе

Простейший УНЧ, выполненный по схеме с общим эмиттером, показан на рис. 1. В качестве нагрузки использован телефонный капсюль. Допустимое напряжение питания для этого усилителя 3...12 В.

Величину резистора смещения R1 (десятки кОм) желательно определить экспериментально, поскольку его оптимальная величина зависит от напряжения питания усилителя, сопротивления телефонного капсюля, коэффициента передачи конкретного экземпляра транзистора.

Рис. 1. Схема простого УНЧ на одном транзисторе + конденсатор и резистор.

Для выбора начального значения резистора R1 следует учесть, что его величина примерно в сто и более раз должна превышать сопротивление, включенное в цепь нагрузки. Для подбора резистора смещения рекомендуется последовательно включить постоянный резистор сопротивлением 20...30 кОм и переменный сопротивлением 100... 1000 кОм, после чего, подав на вход усилителя звуковой сигнал небольшой амплитуды, например, от магнитофона или плеера, вращением ручки переменного резистора добиться наилучшего качества сигнала при наибольшей его громкости.

Величина емкости переходного конденсатора С1 (рис. 1) может находиться в пределах от 1 до 100 мкФ: чем больше величина этой емкости, тем более низкие частоты может усиливать УНЧ. Для освоения техники усиления низких частот рекомендуется поэкспериментировать с подбором номиналов элементов и режимов работы усилителей (рис. 1 - 4).

Улучшениые варианты однотранзисторного усилителя

Усложненные и улучшенные по сравнению со схемой на рис. 1 схемы усилителей приведены на рис. 2 и 3. В схеме на рис. 2 каскад усиления дополнительно содержит цепочку частотнозависимой отрицательной обратной связи (резистор R2 и конденсатор С2), улучшающей качество сигнала.

Рис. 2. Схема однотранзисторного УНЧ с цепочкой частотнозависимой отрицательной обратной связи.

Рис. 3. Однотранзисторный усилитель с делителем для подачи напряжения смещения на базу транзистора.

Рис. 4. Однотранзисторный усилитель с автоматической установкой смещения для базы транзистора.

В схеме на рис. 3 смещение на базу транзистора задано более «жестко» с помощью делителя, что улучшает качество работы усилителя при изменении условий его эксплуатации. «Автоматическая» установка смещения на базе усилительного транзистора применена в схеме на рис. 4.

Двухкаскадный усилитель на транзисторах

Соединив последовательно два простейших каскада усиления (рис. 1), можно получить двухкаскадный УНЧ (рис. 5). Усиление такого усилителя равно произведению коэффициентов усиления отдельно взятых каскадов. Однако получить большое устойчивое усиление при последующем наращивании числа каскадов нелегко: усилитель скорее всего самовозбудится.

Рис. 5. Схема простого двухкаскадного усилителя НЧ.

Новые разработки усилителей НЧ, схемы которых часто приводят на страницах журналов последних лет, преследуют цель достижения минимального коэффициента нелинейных искажений, повышения выходной мощности, расширения полосы усиливаемых частот и т.д.

В то же время, при наладке различных устройств и проведении экспериментов зачастую необходим несложный УНЧ, собрать который можно за несколько минут. Такой усилитель должен содержать минимальное число дефицитных элементов и работать в широком интервале изменения напряжения питания и сопротивления нагрузки.

Схема УНЧ на полевом и кремниевом транзисторах

Схема простого усилителя мощности НЧ с непосредственной связью между каскадами приведена на рис. 6 [Рл 3/00-14]. Входное сопротивление усилителя определяется номиналом потенциометра R1 и может изменяться от сотен Ом до десятков МОм. На выход усилителя можно подключать нагрузку сопротивлением от 2...4 до 64 Ом и выше.

При высокоомной нагрузке в качестве VT2 можно использовать транзистор КТ315. Усилитель работоспособен в диапазоне питающих напряжений от 3 до 15 В, хотя приемлемая работоспособность его сохраняется и при снижении напряжения питания вплоть до 0,6 В.

Емкость конденсатора С1 может быть выбрана в пределах от 1 до 100 мкФ. В последнем случае (С1 =100 мкФ) УНЧ может работать в полосе частот от 50 Гц до 200 кГц и выше.

Рис. 6. Схема простого усилителя низкой частоты на двух транзисторах.

Амплитуда входного сигнала УНЧ не должна превышать 0,5...0,7 В. Выходная мощность усилителя может изменяться от десятков мВт до единиц Вт в зависимости от сопротивления нагрузки и величины питающего напряжения.

Настройка усилителя заключается в подборе резисторов R2 и R3. С их помощью устанавливают напряжение на стоке транзистора VT1, равное 50...60% от напряжения источника питания. Транзистор VT2 должен быть установлен на теплоотводя-щей пластине (радиаторе).

Трекаскадный УНЧ с непосредственной связью

На рис. 7 показана схема другого внешне простого УНЧ с непосредственными связями между каскадами. Такого рода связь улучшает частотные характеристики усилителя в области нижних частот, схема в целом упрощается.

Рис. 7. Принципиальная схема трехкаскадного УНЧ с непосредственной связью между каскадами.

В то же время настройка усилителя осложняется тем, что каждое сопротивление усилителя приходится подбирать в индивидуальном порядке. Ориентировочно соотношение резисторов R2 и R3, R3 и R4, R4 и R BF должно быть в пределах (30...50) к 1. Резистор R1 должен быть 0,1...2 кОм. Расчет усилителя, приведенного на рис. 7, можно найти в литературе, например, [Р 9/70-60].

Схемы каскадных УНЧ на биполярных транзисторах

На рис. 8 и 9 показаны схемы каскодных УНЧ на биполярных транзисторах. Такие усилители имеют довольно высокий коэффициент усиления Ку. Усилитель на рис. 8 имеет Ку=5 в полосе частот от 30 Гц до 120 кГц [МК 2/86-15]. УНЧ по схеме на рис. 9 при коэффициенте гармоник менее 1% имеет коэффициент усиления 100 [РЛ 3/99-10].

Рис. 8. Каскадный УНЧ на двух транзисторах с коэффициентом усиления = 5.

Рис. 9. Каскадный УНЧ на двух транзисторах с коэффициентом усиления = 100.

Экономичный УНЧ на трех транзисторах

Для портативной радиоэлектронной аппаратуры важным параметром является экономичность УНЧ. Схема такого УНЧ представлена на рис. 10 [РЛ 3/00-14]. Здесь использовано каскадное включение полевого транзистора VT1 и биполярного транзистора VT3, причем транзистор VT2 включен таким образом, что стабилизирует рабочую точку VT1 и VT3.

При увеличении входного напряжения этот транзистор шунтирует переход эмиттер — база VT3 и уменьшает значение тока, протекающего через транзисторы VT1 и VT3.

Рис. 10. Схема простого экономичного усилителя НЧ на трех транзисторах.

Как и в приведенной выше схеме (см. рис. 6), входное сопротивление этого УНЧ можно задавать в пределах от десятков Ом до десятков МОм. В качестве нагрузки использован телефонный капсюль, например, ТК-67 или ТМ-2В. Телефонный капсюль, подключаемый при помощи штекера, может одновременно служить выключателем питания схемы.

Напряжение питания УНЧ составляет от 1,5 до 15 В, хотя работоспособность устройства сохраняется и при снижении питающего напряжения до 0,6 В. В диапазоне напряжения питания 2... 15 В потребляемый усилителем ток описывается выражением:

1(мкА) = 52 + 13*(Uпит)*(Uпит),

где Uпит - напряжение питания в Вольтах (В).

Если отключить транзистор VT2, потребляемый устройством ток увеличивается на порядок.

Двухкаскадные УНЧ с непосредственной связью между каскадами

Примерами УНЧ с непосредственными связями и минимальным подбором режима работы являются схемы, приведенные на рис. 11 - 14. Они имеют высокий коэффициент усиления и хорошую стабильность.

Рис. 11. Простой двухкаскадный УНЧ для микрофона (низкий уровень шумов, высокий КУ).

Рис. 12. Двухкаскадный усилитель низкой частоты на транзисторах КТ315.

Рис. 13. Двухкаскадный усилитель низкой частоты на транзисторах КТ315 - вариант 2.

Микрофонный усилитель (рис. 11) характеризуется низким уровнем собственных шумов и высоким коэффициентом усиления [МК 5/83-XIV]. В качестве микрофона ВМ1 использован микрофон электродинамического типа.

В роли микрофона может выступать и телефонный капсюль. Стабилизация рабочей точки (начального смещения на базе входного транзистора) усилителей на рис. 11 - 13 осуществляется за счет падения напряжения на эмиттерном сопротивлении второго каскада усиления.

Рис. 14. Двухкаскадный УНЧ с полевым транзистором.

Усилитель (рис. 14), имеющий высокое входное сопротивление (порядка 1 МОм), выполнен на полевом транзисторе VT1 (истоковый повторитель) и биполярном — VT2 (с общим).

Каскадный усилитель низкой частоты на полевых транзисторах, также имеющий высокое входное сопротивление, показан на рис. 15.

Рис. 15. схема простого двухкаскадного УНЧ на двух полевых транзисторах.

Схемы УНЧ для работы с низкоОмной нагрузкой

Типовые УНЧ, предназначенные для работы на низкоомную нагрузку и имеющие выходную мощность десятки мВт и выше, изображены на рис. 16, 17.

Рис. 16. Простой УНЧ для работы с включением нагрузки с низким сопротивлением.

Электродинамическая головка ВА1 может быть подключена к выходу усилителя, как показано на рис. 16, либо в диагональ моста (рис. 17). Если источник питания выполнен из двух последовательно соединенных батарей (аккумуляторов), правый по схеме вывод головки ВА1 может быть подключен к их средней точки напрямую, без конденсаторов СЗ, С4.

Рис. 17. Схема усилителя низкой частоты с включением низкоомной нагрузки в диагональ моста.

Если вам нужна схема простого лампового УНЧ то такой усилитель можно собрать даже на одной лампе, смотрите у нас на сайте по электронике в соответствующем разделе.

Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год.

Исправления в публикации: на рис. 16 и 17 вместо диода Д9 установлена цепочка из диодов.

Уходят в прошлое, и теперь, чтобы собрать какой-либо простой усилитель, уже не надо мучаться с расчетами и клепать печатную плату больших размеров.

Сейчас почти вся дешевая усилительная техника делается на микросхемах. Самое большое распространение получили микросхемы TDA для усиления аудиосигнала. В настоящее время они используются в автомагнитолах, в активных сабвуферах, в домашней акустике и во многих других аудиоусилителях и выглядят примерно вот так:

Плюсы микросхем TDA

1. Для того, чтобы собрать на них усилитель, достаточно подвести питание, подключить динамики и несколько радиоэлементов.
2. Габариты этих микросхем совсем небольшие, но надо будет их ставить на радиатор, иначе будут сильно греться.
3. Они продаются в любом радиомагазине. На Али что-то дороговатые, если брать в розницу.
4. В них встроены различные защиты и другие опции, типа отключения звука и тд. Но по моим наблюдениям, защиты срабатывают не очень хорошо, поэтому микросхемы часто дохнут или от перегрева, либо от . Так что желательно не замыкать выводы микросхемы между собой и не перегревать микросхему, выжимая из нее все соки.
5. Цена. Я бы не сказал, что они очень дорогие. По цене и выполняемым функциям им нет равных.

Одноканальный усилитель на TDA7396

Давайте соберем простой одноканальный усилитель на микросхеме TDA7396. На момент написания статьи я ее взял по цене в 240 рублей. В даташите на микросхему говорилось, что эта микросхема может выдать до 45 Ватт в нагрузку 2 Ома. То есть если замерить сопротивление катушки динамика и оно будет равняться около 2 Ом, то на динамике вполне можно получить пиковую мощность в 45 Ватт. Этой мощности вполне хватит, чтобы устроить дискотеку в комнате не только для себя, но и для соседей и при этом получить посредственное звучание, что, конечно же, не сравнить с hi-fi усилителями.

Вот распиновка микросхемы:

Собирать наш усилитель будем по типичной схеме, которая была приложена в самом даташите:

На ножку 8 подаем +Vs, а на 4 ножку ничего не подаем. Следовательно, схема примет вот такой вид:

Vs – это напряжение питания. Оно может быть от 8 и до 18 Вольт. “IN+” и “IN-” – сюда подаем слабый звуковой сигнал. К 5 и 7 ноге цепляем динамик. Шестую ногу садим на минус.

Вот моя сборка навесным монтажом

Конденсаторы на входе питания 100нФ и 1000мкФ я не использовал, так как у меня с блока питания итак идет чистое напряжение.

Раскачивал динамик с такими параметрами:

Как видите, сопротивление катушки 4 Ома. Полоса частот говорит о том, что он сабвуферного типа.

А вот так у меня выглядит саб в самопальном корпусе:

Пробовал снять видео, но звук на видео у меня снимает очень плохо. Но все-таки могу сказать, что с телефона на средней мощности уже долбило так, что уши заворачивались, хотя потребление всей схемы в рабочем виде составило всего около 10 Ватт (умножаем 14,3 на 0,73). В этом примере я взял напряжение, как в автомобиле, то есть 14,4 Вольта, что вполне укладывается в наш рабочий диапазон от 8 и до 18 Вольт.

Если у вас нет мощного источника питания, то его можно собрать вот по этой схеме.

Не зацикливайтесь именно на этой микросхеме. Этих микросхем TDA, как я уже говорил, существует множество видов. Некоторые из них усиливают стереосигнал и могут выдавать звук сразу на 4 динамика, как это сделано в автомагнитолах. Так что не поленитесь порыться в интернете и найти подходящую ТДАшку. После окончания сборки дайте заценить соседям ваш усилитель, выкрутив ручку громкости на всю балалайку и прислонив мощный динамик к стене).

А вот в статье я собирал усилитель на микросхеме TDA2030A

Получилось очень даже неплохо, так как TDA2030A обладает лучшими характеристиками, чем TDA7396

Также приложу для разнообразия еще схему от подписчика, у которого усилитель на TDA 1557Q работает исправно уже более 10 лет подряд:

Усилители на Алиэкспресс

На Али я также находил кит наборы на TDA. Например, вот этот стерео усилитель по 15 Ватт на канал по цене 1$. Этой мощности вполне хватит, чтобы потусить под любимые треки в комнатушке

Купить можно .

А вот он уже сразу готовый

Да и вообще, этих модулей усилителей на Алиэкпресс ну очень много. Нажимаете на эту ссылку и выбираете любой понравившийся усилитель.

Не мечтай, действуй!

Эксперименты по улучшению звука, извлекаемого с помощью усилителя, описанного в предыдущих трех частях проекта, начнем с модернизации блока питания. Спроектированный блок питания имеет следующие достоинства:
- учитывает особенности реального аудиосигнала;
- малые потери в выпрямительном мосте;
- опция двухполярного источника питания для каскадов предварительного усиления.
Блок питания может быть использован как для настоящего проекта, так и для самостоятельного конструирования усилителей звуковых частот.

Общие замечания

Вначале оценим требования к источнику питания (ИП) на основе фундаментальных знаний, а затем воспользуемся программами расчета. Рассмотрим соотношения в выходном каскаде УМЗЧ, работающим в классе АВ в разрезе требований к проектированию ИП.
Максимальное напряжение на выходе усилителя:

Uвых макс=sqrt(2Pн максRн),

амплитуда переменного тока в цепи нагрузки достигает:

Iвых макс=Uвых макс/Rн.

Предельный (идеальный) КПД двухтактного комплементарного повторителя при синусоидальном сигнале

ηмакс=Pн/Pпотр=π/4≈0,78.

Усилитель мощности звуковой частоты по отношению к источнику питания можно рассматривать как преобразователь мощности постоянного тока ИП в мощность переменного тока. Примем КПД такого преобразователя (при Pн макс) η=0,7.
При наличии конденсатора Сп в цепи питания усилителя мощности потребляемый ток будет

Iп≈Pн макс/(2ηUп).

Расчеты по приведенным соотношениям показывают (рис. 1), что потребляемый постоянный ток Iп в шесть раз меньше максимального тока нагрузки Iвых макс. Этот факт еще раз подчеркивает важность разводки цепей питания в усилителе. Рекомендации по монтажу слаботочных и сильноточных цепей были даны в первой части настоящего проекта.

Рис. 1. Скриншот расчета ИП в программе Microsoft Excel. В ячейках с заливкой светло-синего цвета помещены исходные данные, оранжевого цвета – расчетные соотношения

Основные соотношения, необходимые для прикидочного расчета нестабилизированного источника питания, обеспечивающего при токе нагрузки Iн напряжение Uн , приведены в прилагаемом ниже файле. Расчет ведется для мостовой схемы, в которой в качестве выходного напряжения Uн берется суммарное напряжение 2Uп, а накопительный конденсатор Сп представляет собой два последовательно включенных конденсатора удвоенной расчетной емкости (рис. 2).

Рис. 2. Мостовой ИП для двух симметричных относительно общего провода выходных напряжений

Файл с пояснениями по расчетным соотношениям можно взять здесь:

--
Спасибо за внимание!

Результаты расчетов по приведенным формулам даны на втором листе файла xls, а печать с экрана фрагмента листа показана на рис. 3.

Рис. 3. Таблица результатов расчета ИП

Требуемая мощность трансформатора и параметры диодов получены для максимальной выходной мощности УМЗЧ. Необходим силовой трансформатор мощностью 70…80 Вт и диоды с прямым током 2 А, импульсным током 50 А, обратным напряжением 200 В.

Основные параметры:
Входное напряжение: ~2х(15…20) В
Максимальный ток нагрузки: до 4 А
Рабочий ток источника питания ±15 В: 50 мА
Размеры печатной платы: 54х150 мм

Ниже обсудим возникшие вопросы, попутно отметив, что полезную информацию по изготовлению блока питания можно почерпнуть из .

--
Спасибо за внимание!
Игорь Котов, главный редактор журнала «Датагор»

Вначале на печатной плате устанавливают малогабаритные детали: пленочные конденсаторы, диоды, электролитические конденсаторы двухполярного источника питания. Затем монтируют клеммники и электролитические конденсаторы сглаживающего фильтра. После пайки последние желательно дополнительно укрепить на печатной плате с помощью термоклея.
Необходим электрический клеевой пистолет (рис. 10), предназначенный для склеивания между собой изделий из пластмассы, металла, керамики и других материалов. Он используется для крепления крупногабаритных деталей (оксидных конденсаторов, трансформаторов, дросселей и т. п.) на печатных платах, фиксации разъемов и многих других целей.

Расходным материалом для склеивания служит силиконовый термоклей, который выпускается в виде цилиндрических стержней диаметром 11 мм различного цвета. Стержень устанавливается в пистолет через отверстие в задней части пластмассового корпуса. После включения в сеть и прогрева инструмент готов к работе. Узкое жало пистолета позволяет действовать в труднодоступных местах, а курок – дозатор обеспечивает контролируемую подачу клея через нагревательный элемент. После выдавливания расплавленной силиконовой массы на склеиваемую поверхность следует прижать детали до момента схватывания термоклея.

Рис. 10. Пистолет для клея прост в использовании, надежен и долговечен

Детали блока питания:

DA1 – Стабилизатор 7815 (15V;1,0A), ТО-220 – 1 шт.,
DA2 – Стабилизатор 7915 (-15V;1A), ТО-220 – 1 шт.,
Радиатор U-образный FK301, алюминий, 13,3x19,1x12,7мм, для корпусов типа TO-220 – 2 шт.,
VD1…VD4 - Диод Шоттки 80SQ045-IR (45V/8A) – 4 шт.,
R1 - Рез.-0,25-470 Ом (желтый, фиолетовый, коричневый, золотистый) – 1 шт.,
С1 - Конд.0,1/1000V К78-2 – 1 шт.,
С2, С15…С18 - Конд.0,1µ/63V J К73-17 – 5 шт.,
С3…С6 - Конд.0,01/630V К73-17 – 4 шт.,
С7…С14 - Конд.4700/35V 1840 +105°С – 8 шт.,
С19, С20 - Конд.100/25V 0809 105°C – 2 шт.,
Клеммник 3К шаг 5 мм ТВ-03ВС на плату – 3 шт.,
FU1 – Держатель предохранителя на приборный блок 5х20 мм, FH-02, - 1 шт.,
Пред. 1А (d=5;L=20) стекл. – 1 шт.,
XP1 - Шт. «Сеть» CS-001 приб./защёлка – 1 шт.,
Конт.заж. типа «O», TRI-1,25-2,5-M5, изолированный – 2 шт.,
XT1 - Клеммник приборный – 1 шт.,
SA1 - Выключатель питания 250В, 6А – 1 шт.

Проект получил такое название в связи с тем, что многие радиолюбители, да и не только, любят слушать музыку на качественной аппаратуре. Для домашнего использования в этом особой проблемы нет, так как есть сеть 220 В и мы можем спокойно получить практически любое выходное напряжение с блока питания, и уже как следствие - запитать практически любой усилитель.

Другое дело обстоит с автомобилем, либо мобильным вариантом. К примеру, автономная работа от аккумулятора на репетиции или выступлении на открытом воздухе, где нет возможности подключиться к сети, инвертор с *кривой синусоидой* вносит искажения, а генератора попросту нет. Выход из ситуации - автомобильный усилитель, но он стоит довольно дорого, и чем выше качество и именитей производитель - тем выше цена. Прикинул, что к чему и решил совместить домашний высококачественный усилитель и автомобильный. А сделал я это следующим образом. Но обо всём по порядку.

Усилитель

Выбор пал на уже очень хорошо зарекомендовавший себя усилитель , почему не 2-ая версия, да потому, что если делать, то делать по максимуму, а в версии 2.5 были немного улучшены показатели по быстродействию, режиму работы и немного «растянута» вниз АЧХ.

Плату я немного подкорректировал, исходя из имеющихся у меня комплектующих. Вытравил, спаял, протестировал, отложил в сторонку.

Блок питания

Блок питания состоит из двух импульсных трансформаторов работающих на частоте 50 кГц, спросите почему так, ответ простой – это импульсник и я рассчитывал количество витков исходя из равномерного заполнения по слоям. Сердечники (магнитопровод) были взяты от компьютерных блоков питания и перемотаны на требуемое напряжение, я сделал «гибрид» из двух в один. В результате оба преобразователя имеют выход с мостов на общую батарею конденсаторов, то есть конденсаторы используются хоть при питании от сети 220 В, хоть от 12 В, трансформаторы соединены общими проводами на «Мекку» и никакого фона не наблюдается.

Номинальная мощность такого блока питания получилась свыше 350 Вт, конденсаторы на входе схемы импульсника 470 мкФ, ключи IRF840, схема «полумост», в качестве генератора IR2153, в преобразователе с 12 В: ШИМка TL494, ключи IRF3205, схема включения *пуш-пул*. Применил диодные сборки для плюсового плеча, а для минусового использовал диоды КД213, сборки закрепил на радиатор, в ходе испытаний -еле тёплые. На плате расположены держатели предохранителей для каждого плеча питания оконечных усилителей, питание защиты взято до мостов, припаяны одиночные диоды анодом к вторичкам, катоды соединяются и идут на плюс питания защиты. Таким образом защита запитана как при питании от 220 В, так и при питании от 12 В, а стабилизатор напряжения не даёт превысить питание защиты выше 24 В.

Емкость конденсаторов на выходе составляет 6600 мкФ на каждое плечо, что реально избыточно, хватило бы и 2200 мкФ на плечо (со стороны проводников печатной платы каждый шунтирован керамикой на 1,5 мкФ), но делать так делать, хуже от этого не стало точно, да и нагрузка на трансформатор снизиться и диодам будет полегче.

Радиатор для полевых транзисторов взял с очень большим запасом, вот просто он у меня давно пылился в шкафу, в результате после 6 часового «марш броска» на максимальной выходной мощности усилителя – радиатор практически комнатной температуры. Пришлось немного поработать напильником, дрелью, нарезать резьбу для крепления самого радиатора к плате и к транзисторам. После настал час притирки основания на 180-ой наждачной бумаге. В результате получился отличный радиатор, крепление транзисторов сделал так, чтобы выводы имели не большую длину, так как ток проходить будет относительно большой, хотя нагрева там не будет, но пусть лучше будет хорошо, чем станет плохо. Чтобы хорошо и аккуратно впаять транзисторы, следует их сначала закрепить на радиатор, а уже после крепления радиатора к плате – припаивать к дорожкам, так не возникнет внутренних напряжений.

На плате блока питания распаян C-L-C фильтр, предотвращающий прохождение помех от системы зажигания, при питании от 12 В. Распаян фильтр C-L-C для фильтрации сетевого напряжения 220 В. Дроссели в обоих случаях взяты от компьютерных блоков питания, первый это бывший ДГС – лишние обмотки смотаны, второй входной дроссель, его часто не ставят, а стоят перемычки, но ведь делаем для себя, так чего же экономить такую мелочь, если польза от неё есть. Предохранитель на 20 А у меня на проводе, такой вариант меня вполне устроил, мало того, что это достаточно надёжный контакт, так ещё и изоляция хорошая, да и вид не портит.

Питание IR2153 идёт через резистор 15 кОм/8 Вт, при длительной эксплуатации -нагрев в пределах нормы, даже палец смело можно держать (но при включенном блоке питания так поступать не следует, элементы схемы находятся под напряжением сети 220 В). Снаббер так же имеет резисторы с общей мощностью 4 Вт (что было то и ставил, зато практически еле тёплые). На входе блока питания стоит предохранитель 4 А, а так же термистор для «щадящего» включения. Можно обойтись и без него, но в момент включения через диоды моста проходит довольно большой ток, потому что конденсаторы в начале заряда имеют очень низкое сопротивление, которое по мере зарядки стремиться к бесконечности, по этому при пуске – термистор своим сопротивлением спасает от пробоя по току диоды мостика.

Защита

Какой же усилитель без защиты для колонок, какими бы они ни были, а бывает что цена за АС далеко переваливает стоимость усилителя, то экономить на таком узле нет смысла - себе дороже.

За основу взял печатную плату со стабилизацией питания, так же подкорректировал под размеры своих комплектующих, ввёл несколько приятных *плюшек*. Защита у меня с задержкой пол секунды, этого хватает, чтобы переходные процессы уже закончились, и включить усилитель без хлопков в колонках. Питается защита до основного выпрямителя питающего оконечники.

Кнопка включения

Теперь надо всё это включить, а как бы это сделать более интереснее, чем просто тумблером, кнопка с фиксацией - банально, кнопка без фиксации – уже лучше, но а если вообще без кнопки?!

Без кнопки не получиться, но саму кнопку можно спрятать или замаскировать под что-то. Замаскирую я её под индикатор сети, а что, всё равно его надо ставить, так почему бы не совместить сразу и кнопку и индикатор. Взял микрик, светодиод и прикинул схемку будущего выключателя/включателя.

Таймер NE555 отлично нам подходит, но что делать с его питанием, надо делать дежурное питание. Да так, чтобы было оно и от 12 В и от сети. На помощь пришла микросхема стабилизатора LM7805, мало мощный трансформатор, пара конденсаторов и диоды для моста.

Нажимая кнопку один раз – мы включаем питание, а включается оно благодаря исполнительным элементам на электромагнитных реле. Релюшки взял две, одна включает питание преобразователя с 220 В на ±35 В, вторая подключает дистанционное включение (REM) преобразователя 12 В на ±35 В. Почему две, а не одна с двумя парами контактов, а дело в том, что так попросту безопаснее. Но при этом ток проходящий через транзистор увеличивается в двое, маломощный транзистор греется и причём ощутимо, не долго думая установил отечественный КТ817, при этом ножки пришлось «перекрестить», но теперь ничего не греется.

Корпус

Материал для корпуса был взят «суровый Челябинский». А именно – холоднокатаный лист углеродистой стали толщиной 2 мм. Штука тяжёлая, но зато прочная, да и в руках его не носить, поставил и пусть себе стоит.

Прикинул как всё будет внутри располагаться. Нарезал резьбы М3, притёр на наждачке и куске стекла основания радиаторов. Разметил отверстия для крепления плат и перфорацию для лучшего охлаждения. Сначала размечаем точки маркером, затем керним, затем сверлим сверлом диаметром 2 мм, потом на 4 мм и 6 мм, снимаем фаски сверлом 6 мм и 8 мм соответственно. Так как крепёж будет с потайными головками, то делаем потаи.

Работа это прямо скажу не очень приятная, да ещё и после рабочего дня, но человек я ленивый и мне было лень занимать вечер следующего дня этим довольно нудным занятием, по этому сделал верх и низ за один вечер, закрепил сразу два листа металла струбцинами на куске ДСП, а сам ДСП в тисках, в результате получил вот такие дно и крышку с «ажурной» перфорацией.

Шлифуем окрашиваемые части корпуса, обезжириваем растворителем, заклеиваем скотчем основание радиаторов и грунтуем. Красим в три слоя, цвет «чёрный матовый», краска и грунт желательно брать одного производителя, иначе возможны казусы, краска сворачивается и грунт вздувается. Мне пришлось всё очистить и грунтовать заново, а потом красить уже другой краской, рекомендую «босни» хорошо держится и на солнце хорошо себя чувствует.

Сборка и настройка

Приступаем к сборке, первым делом крепим платы оконечных усилителей, затем прикручиваем дно (оно же шасси), проверяем оконечники, выставляем предварительные режимы работы, настраиваем ноль на выходе.

Выставляем ток покоя в районе 45-65 мА, что соответствует показаниям милливольтметра при сопротивлении резисторов в цепи эмиттеров 0,47 Ом (по два параллельно) 22-32 мВ. Подключаем и закрепляем защиту АС и блок питания.

Устанавливаем устройство включения кнопкой без фиксации. Прикручиваем крепление крышки усилителя к задней панели, предварительно все винты заливаем клеем ПВА для предотвращения самораскручивания.

Припаиваем светодиод на стеклотекстолит, это наша кнопка, которая будет оказывать давление на микрик, так как за счёт перекоса светодиода относительно оси, (толщина передней панели 2 мм) наращиваем толщину панели кусочком стеклотекстолита, теперь светодиод двигается без перекосов и не клинит. Прикручиваем переднюю панель, закрепляем микрик, выставляем зазор для свободного хода светодиода, так чтобы светодиод был слегка прижат к передней панели пружиной микрика, но при этом нигде не зажимал и имел ровный ход без перекосов. Провода от светодиода берём с запасом, они должны быть мягкими и не создавать дополнительного нажима на светодиод, желательно взять МГТФ.

Проверяем монтаж, проводим испытания с открытой крышкой, если что то работает не так как надо – будет проще решить проблему. Проверяем работу выключателя без фиксации. Закрываем крышку, прикручиваем винтами с потайными головками.

Заключение

Подключаем кабели и наслаждаемся хорошим звуком, не зависимо от того в доме это, в автомобиле или на природе, усилитель сохраняет работоспособность в диапазоне питания батареи от 9-18 В. При питании от сети, напряжение не должно превышать 260 В. В усилителе использован аналоговый трансформатор для дежурного питания, при желании можно использовать импульсный на напряжение от 5-35 В, всё равно питание NE555 и электромагнитных реле, осуществляется через стабилизатор напряжения LM7805.

С печатными платами в формате [.lay]

Когда речь заходит про усилители звука, мы сразу представляем мощную конструкцию с питанием в десятки вольт и иногда столько же ампер. Но ведь бывают ситуации, когда нужно наоборот понизить питание усилителя до минимально возможного значения, желательно вообще до одной пальчиковой батарейки. Это может быть при использовании такого УНЧ в , мобильном телефоне или другом аналогичном устройстве с низковольтным питанием. Данная и представляет собой бестрансформаторный усилитель низкой частоты, работающий от одного гальванического элемента 1,5В. Часто в таких случаях используют трансформаторный выходной каскад, который позволяет получить бОльшую выходную мощность. Но на дворе 21-й век, поэтому обойдёмся без всяких трансформаторов.

Предлгаемый усилитель рассчитан на работу при питании в пределах 0,9-3В на нагрузку сопротивлением 8 Ом. Конечно мощность получится около 50 мВт, но во многих случаях и этого хватает.

Принципиальная схема усилителя с низковольтным питанием показана на рисунке выше. Для проверки работоспособности собираем УНЧ на макетной плате.

УНЧ состоит из входного каскада на транзисторе BC547 и составного выходного каскада на транзисторах BC557, BC547. Установка тока покоя выходного каскада производится с помощью резистора смещения базовой цепи входного транзистора - 220к. Его уменьшение увеличивает ток покоя, увеличение - уменьшает.

В данном усилителе можно применить любые маломощные кремниевые транзисторы, подходящие по проводимости, в том числе и КТ315-КТ361.

Но для максимального снижения напряжения желательно применить германиевые, с малым напряжениям падения. Например отечественные транзисторы серии МП или аналогичные импортные.

Эксперименты с различным питанием данного усилителя показали, что он сохраняет работоспособность даже при 0,85 вольт! На схеме УНЧ стоит по входу микрофон, так что если нужно подать сигнал с другого источника звука - ставим вместо него регулятор громкости. Для тестирования к УНЧ подключалась динамическая головка на 1 ватт. Стены конечно не тряслись - но слушать музыку было можно:)

Обсудить статью ПИТАНИЕ УСИЛИТЕЛЯ