Трьохканальний мультимедійний УМЗЧ. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Підсилювачі потужності транзисторні

 Коментарі до статті

Незважаючи на безліч моделей мультимедійних АС промислового виробництва, інтерес радіоаматорів до самостійного виготовлення таких конструкцій не знижується. Особливий інтерес викликають системи із загальним низькочастотним каналом. Низькочастотний гучномовець – сабвуфер – при цьому розміщують в окремому корпусі, що дозволяє значно зменшити габарити АС лівого та правого каналів. Для подібного роду конструкцій і призначений підсилювач, що описується тут, із загальною номінальною потужністю близько 20 Вт.

До особливостей мультимедійного комплексу можна віднести відносно невеликі розміри відеомонітора та відповідні їм габарити акустичної системи, що розміщується, як правило, у безпосередній близькості від слухача. У зв'язку з цим максимальна потужність підсилювачів для такої АС зазвичай не перевищує 10...20 Вт. Близькість розташування мультимедійної акустичної системи нерідко обмежує її допустимі розміри, тому тут поширене розміщення низькочастотної головки в одному загальному корпусі – сабвуфері, а стереофонічні гучномовці виступають тут у ролі "сателітів".

Для формування сигналу каналу НЧ (сабвуфер) зазвичай використовуються суматор і активний фільтр. Як приклад на рис. 1 наведено схему цього вузла.

Рис.1. Формувач сигналу НЧ (сабвуфер)

На ОУ DA1.1 виконаний інвертуючий суматор, суміщений з фільтром першого порядку, на ОУ DA1.2 активний фільтр Баттерворта другого порядку. Частота зрізу в результаті фільтра третього порядку становить приблизно 180 Гц. Дільник R1R2 задає режим ОУ постійного струму. Смуга частот динаміків СЧ-ВЧ (сателітів) обмежена фільтрами першого порядку на вході стереофонічного УМЗЧ.

Однак для виділення смуги частот сабвуфера не обов'язково використовувати активні фільтри. На сторінках журналу було опубліковано два варіанти УМЗЧ для комп'ютера [1], у яких застосовано оригінальний спосіб формування сигналу для сабвуфера, що не потребує окремого фільтра. На жаль, у першому варіанті конструкції використано дві різні версії мікросхеми TDA1519, які не завжди є у продажу. У другому варіанті - безнадійно застарілі TDA2005, які за рівнем спотворень та шумів не відповідають сучасним вимогам; цій мікросхемі потрібно чимало зовнішніх елементів. Застосувавши сучасні мікросхеми УМЗЧ, призначені для автомобільної радіоапаратури, можна спростити схему і значно підвищити експлуатаційні характеристики УМЗЧ.

Підсилювач потужності зручно виконати на основі поширеної мікросхеми TDA1554Q (Philips). До неї входять два інвертуючі і два неінвертуючі підсилювачі з посиленням по 20 дБ, їх вхідний опір - 60 кОм. Можливі два варіанти включення. Перший - стандартний, як чотириканальний УМЗЧ із максимальною вихідною потужністю 4x6 Вт (4x11 Вт) на навантаженні 4(2) Ом. Другий варіант – як двоканальний УМЗЧ у мостовому включенні з максимальною вихідною потужністю 2x22 Вт на навантаженні 4 Ом.

У запропонованій конструкції два канали, що інвертують, використані у звичайному включенні, а два неінвертуючих, завдяки оригінальному рішенню, - в мостовому включенні.

Напруга живлення підсилювача може бути в межах +10...16 В. Струм, що споживається пристроєм за відсутності сигналу, - не більше 0,1 А. У черговому режимі "Standby" (режим дистанційного вимкнення) - 0,1 мА. Номінальна потужність зазначена при напрузі живлення, що дорівнює 15 В, і гармонійних спотвореннях близько 0,5%. Максимальна потужність, як заведено, визначається при спотвореннях 10%.

Схема підсилювача наведено на рис. 2. Пристрій максимально спрощений, а номінали більшості елементів уніфіковані.

Рис.2. Принципова схема підсилювача

Гучність та тембр регулюються здвоєними змінними резисторами VR1 та VR2 відповідно. Щоб уникнути перевантаження підсилювача, глибина регулювання тембру залежить від положення двигуна регулятора гучності. При максимальній гучності підйом ВЧ не перевищує 2...3 дБ (і то - за рахунок завалу НЧ та СЧ), але зростає до 5...6 дБ при малій гучності [2]. Регулювання тембру ВЧ на "завал" не передбачено, оскільки, як показує практика, в ній немає потреби. Крім того, більшість звукових плат ПК мають програмно керовані регулятори тембру та балансу. У разі потреби діапазон регулювання тембру в підсилювачі можна довести до 12...14 дБ, встановивши змінний резистор VR2 10 кОм опором. Передбачено також можливість встановлення регулятора стереобалансу (VR4), хоча його необхідність ще сумнівніша.

З міркувань монтажу для сателітів використані канали, що інвертують посилення, тому для збереження вихідної фази сигналу динамічні головки ВА1, ВА2 підключені в зворотній полярності. Сумарний сигнал для сабвуфера формується на загальному для двох каналів розділовому кон-денсатореС13, як і [1]. Частота зрізу цього фільтра становить 170...180 Гц. Місткість конденсатора С13 вказана для динамічних головок з повним опором 4 Ом. Для головок з повним опором 8 Ом його ємність необхідно зменшити до 220 мкФ.

По відношенню до сигналів сателітів сигнал сабвуфера утворюється як додаткова функція, тому при виконанні деяких умов (про це пізніше) на результуючій АЧХ можлива поява горба на частоті розділу величиною до 3 дБ. Для усунення цього недоліку в сабвуферний канал введений пропорційно-інтегруючий фільтр VR3R1R2C3, що перебудовується, частота зрізу якого змінюється в діапазоні 50... 150 Гц. При перебудові частоти одночасно змінюється рівень сигналу, що дозволяє відмовитися від звичайного регулятора рівня в каналі сабвуфера. На рис. 3 наведені теоретичні АЧХ фільтрів з електричної напруги; сімейство кривих каналу НЧ для зручності зміщене вниз на 6 дБ.

Рис.3. Теоретичні АЧХ фільтри за напругою

Для забезпечення роботи двох однакових підсилювачів у мостовому включенні необхідно подати їх входи протифазні сигнали. У цій конструкції використаний каскад із розділеним навантаженням. З колектора транзистора VT1 знімається інвертований сигнал, з частини емітерного навантаження - неинвертированный. Коефіцієнт передачі каскаду з обох виходів становить близько -16 дБ, тому напруга на вході каналу НЧ в режимі максимально широкої смуги приблизно на 4 дБ вище, ніж у сателітних каналах. Це компенсує різницю у чутливості широкосмугових та низькочастотних головок та забезпечує запас регулювання рівня в каналі сабвуфера.

Крім того, цей захід автоматично виключає перевантаження каскаду на транзисторі VT1 по входу: за рахунок різниці в посиленні обмеження сигналу на виході підсилювача мостового почнеться раніше, ніж на звичайних виходах (звідки і береться сигнал для VT1). Завдяки глибокій ООС через резистори R4, R5 лінійність каскаду задовільна і при великих сигналах. Режим каскаду постійного струму забезпечується за рахунок підключення ланцюга VR3R1 до конденсатора С13. На цьому конденсаторі є постійна напруга, приблизно рівна половині напруги живлення.

Ще один, поки що незвичний для подібних підсилювачів вузол - перемикач фази сигналу сабвуфера SA2. Однак у системах домашнього театру та автомобільних сабвуферах такий каскад обов'язково є. Необхідність його застосування викликана наступним: при просторово рознесеній акустичній системі результуюча АЧХ у точці прослуховування визначатиметься співвідношенням фаз сигналів, що надходять. Зсув фаз, своєю чергою, визначається відстанню динамічних головок.

На рис. 4 показані теоретичні АЧХ у ближньому полі випромінювання для випадків синфазного та протифазного включення головок при їх компактній установці. Реальні АЧХ по звуковому тиску в залежності від відстаней і характеристик головок можуть набувати ще більш химерних форм. Очевидно, що введення перемикача фази дозволяє гнучкіше керувати результуючою АЧХ.

Рис.4. Теоретичні АЧХ у ближньому полі випромінювання

Вимикач живлення SA1 керує станом мікросхеми, через нього ж подається напруга живлення на каскад фа-зоросщепителя. У вимкненому стані виходи переведені у високоімпедансний стан, а струм споживання не перевищує 100 мкА. Призначення інших деталей очевидно. Місткість фільтра розділена на дві частини, оскільки встановити конденсатор великої ємності безпосередньо біля виводів живлення мікросхеми важко.

Про деталі та конструкції. Оксидні конденсатори К50-35 чи аналогічні імпортні, конденсатори С1, С2, СЮ - керамічні будь-якого типу, інші - К73-17. Усі постійні резистори - МЛТ0.125. Змінний резистор регулювання гучності має бути з показовою залежністю опору від кута повороту (типу В), решта – з лінійною (типу А). Транзистор КТ315В можна замінити будь-яким транзистором структури npn з коефіцієнтом передачі струму бази щонайменше 50. Вибір інших деталей не критичний.

Випрямляч виконаний на імпульсних діодах КД213А, це дозволить за потреби значно збільшити ємність фільтра без ризику виникнення мультиплікативних перешкод. Мережевий трансформатор можна використовувати будь-який з габаритною потужністю не менше 80 Вт (краще більше), допустимим струмом вторинної обмотки не менше 5 А вихідною напругою 9... 11 В.

Зважаючи на відносну простоту підсилювач цілком можна зібрати на макетній платі (у такому варіанті він працював у автора). Для журнальної публікації було розроблено друковану плату (рис. 5), де розміщується більшість деталей. Плата розрахована на встановлення перемикачів П2К на два напрямки та згаданих вище деталей. Конденсатор C3 ємністю 0,15 мкФ у разі потреби можна скласти з конденсаторів ємністю 0,1 мкФ та 0,047 мкФ, для чого на платі передбачені додаткові контактні майданчики.

Рис.5. Друкована плата підсилювача

Змінні резистори, роз'єми та мережевий трансформатор розміщують поза платою. Перемички в ланцюгу сигналу виконані тонким монтажним дротом, для монтажу ланцюгів живлення та акустичних систем необхідно використовувати провід перетином не менше 0,75 мм.². Тепловідведення можна виготовити з алюмінієвого куточка 30x50 мм або використовувати готовий від автомагнітоли (саме такий застосований в авторському варіанті).

Правильно зібраний підсилювач налагодження не вимагає. При включенні достатньо переконатися в наявності вказаних на схемі напруги (допустиме відхилення ±10%). У разі наведень від блоку живлення комп'ютера слід включити два керамічні конденсатори ємністю 220...470 пФ на вході мікросхеми (між точками 6, 7 плати та загальним проводом). Їх можна розмістити з боку друкарських провідників.

Для відтворення низьких частот потрібно використовувати спеціалізовану динамічну низькочастотну головку в акустичному оформленні. Найпростіший спосіб – використовувати АС від вітчизняної побутової апаратури, видаливши зайві деталі. Автор для випробувань застосовував AC S-30B ("Радіотехніка"). Акустичне оформлення сателітів може бути найпростішим, у тому числі відкритим.

література

1. Шевців М. Два простих УМЗЧ для комп'ютера. - Радіо, 2002 №4, с.15.
2. Шихатов А. Пасивні регулятори тембру. - Радіо, 1999 №1, с. 14, 15.

Автор: А.Шихатов, м. Москва; Публікація: radioradar.net

Дивіться інші статті розділу Підсилювачі потужності транзисторні.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Штучна шкіра для емуляції дотиків 15.04.2024

У світі сучасних технологій, де віддаленість стає дедалі більш повсякденною, збереження зв'язку й почуття близькості грають значної ролі. Нещодавні розробки німецьких учених із Саарського університету в галузі штучної шкіри становлять нову еру у віртуальних взаємодіях. Німецькі дослідники з університету Саарського розробили ультратонкі плівки, які можуть передавати відчуття дотику на відстані. Ця передова технологія надає нові можливості для віртуального спілкування, особливо для тих, хто виявився далеко від своїх близьких. Ультратонкі плівки, розроблені дослідниками, товщиною всього 50 мікрометрів, можуть бути інтегровані в текстильні вироби та носитися як друга шкіра. Ці плівки діють як датчики, що розпізнають тактильні сигнали від мами чи тата, і як виконавчі механізми, що передають ці рухи дитині. Дотики батьків до тканини активують датчики, які реагують на тиск та деформують ультратонку плівку. Ця ...>>

Котячий унітаз Petgugu Global 15.04.2024

Турбота про домашніх тварин часто може бути викликом, особливо коли йдеться про підтримку чистоти в будинку. Представлено нове цікаве рішення стартапу Petgugu Global, яке полегшить життя власникам кішок та допоможе їм тримати свій будинок в ідеальній чистоті та порядку. Стартап Petgugu Global представив унікальний котячий унітаз, здатний автоматично змивати фекалії, забезпечуючи чистоту та свіжість у вашому будинку. Цей інноваційний пристрій оснащений різними розумними датчиками, які стежать за активністю вашого вихованця в туалеті та активуються для автоматичного очищення після його використання. Пристрій підключається до каналізаційної системи та забезпечує ефективне видалення відходів без необхідності втручання з боку власника. Крім того, унітаз має великий обсяг сховища, що змивається, що робить його ідеальним для домашніх, де живуть кілька кішок. Котячий унітаз Petgugu розроблений для використання з водорозчинними наповнювачами та пропонує ряд додаткових матеріалів. ...>>

Привабливість дбайливих чоловіків 14.04.2024

Стереотип про те, що жінки віддають перевагу "поганим хлопцям", довгий час був широко поширений. Однак нещодавні дослідження, проведені британськими вченими з Університету Монаша, пропонують новий погляд на це питання. Вони розглянули, як жінки реагують на емоційну відповідальність та готовність допомагати іншим у чоловіків. Результати дослідження можуть змінити наше уявлення, що робить чоловіків привабливими в очах жінок. Дослідження, проведене вченими з Університету Монаша, призводить до нових висновків щодо привабливості чоловіків для жінок. В рамках експерименту жінкам показували фотографії чоловіків з короткими історіями про їхню поведінку в різних ситуаціях, включаючи їхню реакцію на зіткнення з бездомною людиною. Деякі з чоловіків ігнорували безпритульного, тоді як інші надавали йому допомогу, наприклад, купуючи їжу. Дослідження показало, що чоловіки, які виявляють співчуття і доброту, виявилися більш привабливими для жінок порівняно з т ...>>

Випадкова новина з Архіву Смарт-кільце для жінок Evie 03.01.2023 Компанія Movano анонсувала розумне кільце Evie, яке стежить за жіночим здоров'ям, і вийде на ринок наприкінці 2023 року. Основні функції смарт-кільця Evie допоможуть відстежити: частоту серцевих скорочень у стані спокою; зміни серцевого ритму; SpO2 (насичення крові киснем); частоту дихання; температуру шкіри; менструальний цикл та овуляцію, а також їх симптоми; активність (кроки, спалені калорії); стадії та тривалість сну; настрій. Компанія планує отримати дозвіл FDA (Управління з продовольства та медикаментів США) для свого продукту. "Як медичний пристрій, Evie виходить за межі інших подібних пристроїв на ринку, і ми віримо, що він здатний змінити життя жінок та загальний стан їхнього здоров'я. Ми об'єднуємо медичні біометричні дані у зручному та сучасному носії, який дозволяє жінкам взяти на себе відповідальність за своє здоров'я", - заявив генеральний директор Джон Мастрототаро. Очікується, що продукт вийде у 2023 році, коштуватиме близько 300 доларів та не стягуватиме додаткову плату за передплату.

Інші цікаві новини:

▪ Пристебніть ремені, пасажири на задніх сидіннях

▪ Ліфт у космос

▪ Нейрони вчать нове, не забуваючи старе

▪ Літня сонячна обсерваторія

▪ Смартфони Micromax Canvas 6 та Canvas 6 Pro

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Біографії великих вчених. Добірка статей

▪ стаття Почекай трохи, відпочинеш і ти. Крилатий вислів

▪ стаття Де вперше з'явилися карткові ігри? Детальна відповідь

▪ стаття Ангурія. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Електронний метроном. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Простий зарядний пристрій для акумуляторів. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024