Усилитель звука для колонок своими руками схема самодельной модели Как сделать усилитель на транзисторах в домашних условиях Как собрать простой из магнитолы

Мощный усилитель звука своими руками

Радиолюбитель, собирающийся сделать систему низкой частоты (УНЧ), должен решить ряд следующих вопросов:

• Элементная база
• Электрические параметры
• Выбор схемы

Современные звуковые системы собираются с применением биполярных или полевых транзисторов и интегральных микросхем. Такие конструкции не требуют высокого напряжения в цепях питания, достаточно компактны и обеспечивают хороший диапазон воспроизводимых частот и низкий процент искажений. Звуковая аппаратура высшего класса собирается на электронных лампах, которые в серийной технике не применяются уже давно.

Для специалиста будет просто собрать своими руками аудио усилитель, обеспечивающий достаточно высокие параметры. В такой конструкции можно использовать мощные транзисторы или микросхемы. Блок может быть предназначен для работы с устройствами, которые выдают мощный выходной сигнал. Тогда предварительный каскад не требуется и достаточно собрать только оконечник.

Если устройство предназначено для работы с микрофоном, проигрывателем виниловых дисков или электрогитарой, то придётся собирать полный тракт с предварительным каскадом и регулировками тембра. Оконечный усилитель мощности своими руками можно проще всего собрать на интегральной микросхеме. Такая конструкция собирается на простейшей печатной плате, не требует регулировок, налаживания и при правильной сборке сразу начинает работать.

Конструкция обеспечивает выходную мощность до 20 ватт на канал, работает от напряжения от 10 до 18 В, поэтому может быть использована в автомобиле. Такая мощность обеспечивается при использовании микросхемы TDA1557. Корпус TDA8560Q может выдать до 30 ватт в каждом канале. Для более стабильной работы конструкции при воспроизведении низких частот рекомендуется в фильтре питания использовать 5, соединённых параллельно емкостей по 2200 мкф.

Структурная схема

Как видно из схемы, усилитель имеет три входа, один из которых предусматривает простую возможность добавления предусилителя-корректора для проигрывателя винила (при такой необходимости), переключатель входов, предварительный усилитель-тембролок (также трёхполосный, с регулировкой уровней ВЧ/СЧ/НЧ), регулятор громкости, блок фильтров на три полосы с регулировкой уровня усиления каждой полосы с возможностью отключения фильтрации и блок питания для оконечных усилителей большой мощности (нестабилизированный) и стабилизатор для «слаботочной» части (предварительные каскады усиления).

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 собрать усилитель звука

Начинающим радиолюбителям нет смысла браться за повторение сложных транзисторных схем с высокими параметрами. Для регулировки таких конструкций потребуется сложная измерительная аппаратура. Самым простым вариантом для начинающих будет повторение схем, выполненных на интегральных компонентах. Для начала можно своими руками собрать простой усилитель звука небольшой мощности.

Микросхема LM386 работает в широком диапазоне питающего напряжения и обеспечивает мощность до 1,2 ватта на нагрузку 8 Ом. Коэффициент искажений сигнала не превышает 0,2%. Переменный резистор 4,7 кОм позволяет изменять коэффициент усиления от 20 до 200. Самодельное устройство можно собрать на макетной плате или навесным монтажом.

Предварительный усилитель-темброблок

Входной каскад на DA1 содержит переключатель уровня усиления (-10; 0; 10 дБ), что упрощает согласование всего усилителя с различными по уровню источниками сигнала, а на DA2 собран непосредственно регулятор тембров. Схема не капризна к некоторому разбросу номиналов элементов и не требует никакого налаживания.

В качестве ОУ можно применить любые микросхемы, применяемые в звуковых трактах усилителей, например здесь (и в последующих схемах) пробовал импортные ВА4558, TL072 и LM2904. Подойдёт любая, но лучше, конечно, выбирать варианты ОУ с возможно меньшим уровнем собственного шума и высоким быстродействием (коэффициентом нарастания входного напряжения).

Эти параметры можно посмотреть в справочниках (даташитах). Конечно, здесь вовсе не обязательно применять именно эту схему, вполне можно, например, сделать не трёхполосный, а обычный (стандартный) двухполосный темброблок. Но не «пассивную» схему, а с каскадами усиления-согласования по входу и выходу на транзисторах или ОУ.

Стерео усилитель звука своими руками

Собрать качественный стерео усилитель звука для колонок своими руками довольно сложно, так как такие схемы требуют тщательной регулировки и отладки. Существуют схемы, которые обеспечивают высокое качество звучания без сложных настроек. Предлагаемая конструкция представляет собой ультралинейную схему, работающую в классе «А».

Это означает, что выходной сигнал практически не искажается и повторяет форму входного сигнала. В выходном каскаде можно использовать транзисторы КТ803, КТ805 или КТ819. С выхода каскада можно получить до 15 ватт мощности, причём искажения минимальны и соответствуют параметрам аппаратуры самого высокого класса.

Схема, работающая в данном режиме, потребляет большой ток, и выходные транзисторы греются при отсутствии сигнала, поэтому они устанавливаются на радиаторы. Чтобы сделать своими руками аудио усилитель для колонок стереофонического тракта собираются две схемы – для правого и левого каналов. Если конструкция будет использоваться для автомобильной магнитолы, то этой схемы достаточно.

В других случаях потребуется предварительный каскад с регулировками усиления, тембров и стереобаланса. Спаять усилитель звука лучше всего на печатной плате. Выходные транзисторы монтируются на радиаторы. Для надёжного охлаждения можно использовать кулер от компьютерного блока питания. Конденсатор С2 должен быть плёночным.

Увеличить мощность усилителя звука своими руками, можно повысив напряжение питания на 10-15%. Предварительно нужно узнать критические величины напряжения для транзисторов. В некоторых случаях поможет увеличение входного сигнала. Это эффективнее раскачает выходной каскад.

Вопрос как сделать мощный усилитель звука своими руками часто возникает у радиолюбителей с небольшим опытом работы. Браться за транзисторную схему не имеет смысла. Это сложно, долго и нет гарантии, что конструкция заработает. Лучше всего применить специальные микросхемы. Интегральный УНЧ может выдавать на выходе сотни ватт, при этом схема не нуждается в регулировке.

Предварительный усилитель-темброблок

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).

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

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!

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).

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.

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.

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

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.

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

49,4 Вт х 1,5 = 74,1 Вт

74,1 Вт х 2 = 148,2 Вт

— схема, которая была применена мной в этом усилителе, так как частоты раздела полос оказались как раз такие, которые и нужны были «заказчику» — 500 Гц и 5 кГц и ничего пересчитывать не пришлось.

— вторая схема, попроще на ОУ.

Как уже писал ваше, выбрал первую схему из-за довольно качественной фильтрации полос и соответствии частот разделения полос заданным. Только на выходах каждого канала (полосы) были добавлены простые регуляторы уровня усиления (как это сделано, например, в третьей схеме, на транзисторах). Регуляторы можно поставить от 30 до 100 кОм.

Операционные усилители и транзисторы во всех схемах можно заменить на современные импортные (с учётом цоколёвки!) для получения лучших параметров схем. Никакой настройки все эти схемы не требуют, если не требуется изменить частоты раздела полос. К сожалению, дать информацию по пересчёту этих частот раздела я не имею возможности, так как схемы искались для примера «готовые» и подробных описаний к ним не прилагалось.

В качестве блока питания были использованы два трансформатора с блоками выпрямителей и фильтров по обычной, стандартной схеме. Для питания НЧ полосных каналов (левый и правый каналы) — трансформатор мощностью 250 ватт, выпрямитель на диодных сборках типа MBR2560 или аналогичных и конденсаторы 40000 мкф х 50 вольт в каждом плече питания.

Для СЧ и ВЧ каналов — трансформатор мощностью 350 ватт (взят из сгоревшего ресивера «Ямаха»), выпрямитель — диодная сборка TS6P06G и фильтр — два конденсатора по 25000 мкф х 63 вольт на каждое плечо питания. Все электролитические конденсаторы фильтров зашунтированы плёночными конденсаторами ёмкостью 1 мкф х 63 вольта.

Мини усилитель звука для колонок своими руками

Обычно конструкции с большой выходной мощностью используют для сабвуферов, но если имеются мощные акустические системы, то такую конструкцию можно использовать для озвучивания больших помещений. Таким УНЧ требуется правильно подобранный источник питания, а для корректной работы нужно продумать охлаждение выходных каскадов или корпуса мощной микросхемы.

Простая схема низкочастотного блока большой мощности может быть собрана на нескольких типах интегральных микросхем, но нумерация выводов не меняется. Выходная мощность (W) соответствует следующим типам микросхем:

• PA01 – 50
• OPA12 – 60
• TSC1468 – 120
• PA04 – 400
• PA03 – 1000

Самодельные усилители звука, сделанные своими руками при использовании исправных элементов и аккуратном монтаже, смогут обеспечить хорошие параметры. Питание конструкции осуществляется от двухполярного источника питания с напряжением от 15 до 45 вольт. Кроме РА01 максимальное напряжение для которой, не должно превышать 28 вольт.

В качестве нагрузки используются широкополосные колонки, так как амплитудно-частотная характеристика достаточно линейна в диапазоне 10 Гц-40 кГц. Коэффициент нелинейных искажений на частоте 1 кГц и выходной мощности 50 ватт не превышает 0,005%. Несмотря на то, что микросхемы достаточно дорогие на них можно собрать хороший усилитель звука.

Такая конструкция должна иметь небольшое количество доступных деталей, легко собираться и не нуждаться в настройке. Для такой цели лучше всего подойдут распространённые и недорогие микросхемы. Они применяются в серийной аппаратуре, но их можно использовать для домашних самоделок. Конструкция сможет обеспечить выходную мощность достаточную для озвучивания помещения среднего размера. Как сделать самый простой усилитель звука своими руками будет ясно после прочтения данной статьи.

Собрать простой мини усилитель звука, своими руками очень просто, используя готовый модуль с микросхемой РАМ8403. Для этой конструкции не потребуются никакие дискретные элементы, поскольку они предусмотрены в схеме. Достаточно подключить колонки, питание и подать входной сигнал. Сопротивление акустических систем должно быть 6-8 Ом. Выходная мощность достигает 2 ватт на канал.

Усилители мощности

При настройке лишь ВАЖНО подобрать правильные режимы работы транзисторов предоконечного каскада (подбором резисторов R7R8) — на базах этих транзисторов в режиме «покоя» и без нагрузки на выходе (динамика) должно быть напряжение в пределах 0,4-0,6 вольт. Напряжение питания для таких усилителей (их, соответственно, должно быть 6 штук) поднял до 32 вольт с заменой выходных транзисторов на 2SA1943 и 2SC5200, сопротивление резисторов R10R12 при этом следует также увеличить до 1,5 кОм (для «облегчения жизни» стабилитронам в цепи питания входных ОУ).

ОУ также были заменены на ВА4558, при этом становится не нужна цепь «установки нуля» (выходы 2 и 6 на схеме) и, соответственно меняется цоколёвка при пайке микросхемы. В результате при проверке каждый усилитель по этой схеме выдавал мощность до 150 ватт (кратковременно) при вполне адекватной степени нагрева радиатора.

Полный усилитель звука своими руками

Полный усилитель звука состоит из предварительного и оконечного каскадов, которые могут быть реализованы на транзисторах или интегральных микросхемах. Чтобы собрать аудио усилитель своими руками нужно иметь опыт и необходимое техническое оборудование, так как без измерительных приборов наладить такую конструкцию невозможно. Блок схема полного усилителя.

Регулировку устройства может выполнить только опытный радиолюбитель. На рисунке показана схема одного входного канала. В стереофонический тракт входят две такие схемы. Это каскад с активными регулировками тембра и регулятором громкости с компенсацией можно подключить к любому оконечному каскаду. Предварительный каскад собран на сдвоенном операционном усилителе с высоким быстродействием LM833 и на TL071. Вместо них можно использовать ОУ 544 серии.

Модули самодельного аудиокомплекса

Усилитель имеет:

• четыре аналоговых линейных входа;
• один корректирующий вход для проигрывателя;
• выход на АС;
• выход на наушники;
• выход дистанционного управления (RC5);
• управление звуком и баланс отключаемые функцией Direct;
• регулятор громкости с мотором;
• индикатор активного входа и прикрепленных функций;
• четыре гнезда, в том числе одно с клеммами питания.

Селектор входа сделан на небольших реле, это простое и эффективное решение, обеспечивающее минимальные искажения сигналов. На той же самой плате установлен фоно-корректор предусилитель с пассивной коррекцией, реализованный на операционных усилителях; блок питания предварительного усилителя со стабилизаторами LM317 и LM337.

Модуль регулировки громкости, помимо базового элемента, который представляет собой потенциометр с двигателем, также содержит систему управления двигателем потенциометра; звуковой буфер, реализованный на полевых транзисторах, система Contour, активируемая реле, а также другие электромагнитные реле, которые отключают управление тембром и балансом (функция Direct).

Схема регулятора тембров была взята из решений Marantz. Это активная коррекция, сделанная на операционных усилителях. Кроме того, этот модуль был дополнен контроллером баланса громкости.

Усилители мощности выполнены в виде отдельных блоков для отдельных каналов. Их схема была основана на проверенном годами проекте. Платы УМЗЧ были оснащены выпрямителями и фильтрующими конденсаторами. В усилителях мощности решено было отказаться от токовых систем защиты. На отдельной плате рядом с разъемами динамиков есть предохранители, которые и защищают динамики от чрезмерного тока.

Усилитель оснащен дополнительным УНЧ для наушников, независимым от главного усилителя мощности. При прослушивании через наушники клеммы питания УМЗЧ отключаются. Применяемый усилитель для наушников целиком выполнен на дискретных элементах.

Усилитель управляется микроконтроллером из семейства AVR — AtMega8515. Он отвечает за управление устройством и сигнализацию рабочего состояния. Он также используется для управления другими компонентами устройства через разъем управления на задней панели.

Усилитель оснащен функцией Sleep, и после завершения обратного отсчета он отправляет сигнал выключения на подключенные устройства. Всё может управляться с помощью локальной клавиатуры или удаленно, используя соответствующие команды пульта дистанционного управления, работающие кодом RC5.

Три трансформатора используются для питания всего домашнего усилителя. Два по 120 ВА обеспечивают питание усилителей мощности, они переключаются в релейный режим, который также активирует специальный разъем питания на задней панели усилителя. Реле отключается в режиме ожидания, но включается в активном режиме, хотя оно отключается при прослушивании через наушники.

Маленький трансформатор 15 ВА подает питание на систему управления усилителем, и во время активной работы активирует реле, через которое контакты напряжения подаются на блок питания, питающий весь предварительный усилитель, а также усилитель наушников.

— как видно, в эту крышку-радиатор установились шесть плат оконечных УМЗЧ и плата предварительного усилителя-темброблока. Плата блока фильтров уже не влезла, поэтому была закреплена на добавленной затем конструкции из алюминиевого уголка (её видно на рисунках). Также, в этом «каркасе» были установлены трансформаторы, выпрямители и фильтры блоков питания.

Модули самодельного аудиокомплекса

Простейший усилитель звука своими руками собирается на микросхеме TDA7231. Представленная схема обеспечивает выходную мощность до 1,5 ватт на четырёхомную нагрузку. Микросхема имеет большой допустимый диапазон по питанию, поэтому УНЧ может применяться в батарейных конструкциях. Ток покоя устройства не превышает 8 mA.

Потребляемый ток при максимальной мощности достигает 1,5 А. К устройству можно подключить любую динамическую головку с сопротивлением 4 Ом. Для качественного воспроизведения музыки эта конструкция не подходит из-за большого процента искажений, который при максимальной громкости достигает 8%. Устройство может быть использовано в электронных игрушках с автономным питанием или системах охранной сигнализации.

Простой аудио усилитель звука для дома легко собирается на микросхеме 4069, которая содержит 6 инверторов. Система пригодна для подключения наушников при прослушивании музыкальных файлов с компьютера, телефона или планшета. Простая схема обеспечивает удовлетворительные параметры.

Изменяя сопротивление резисторов R2 и R3 можно менять коэффициент усиления устройства. Для этого УНЧ не обязательно делать печатную плату. Подойдёт стандартная макетная плата с металлизированными отверстиями.

Существует много простейших конструкций, которые доступны для повторения радиолюбителями с небольшим опытом. Для изготовления таких устройств потребуется только тестер для проверки основных цепей. После того, как в процессе изготовления и наладки простых схем появится опыт, можно переходить на более сложные системы.