Tento článek se zabývá speciálními problémy při návrhu a použití desek plošných spojů, které se týkají výkonových zesilovačů, zejména těch, které pracují ve třídě B. Všechny výkonové zesilovače obsahují samotné výkonové zesilovací stupně a související řídicí a ochranné obvody. Většina zesilovačů má také nízkosignálový nízkopásmový stupeň, symetrické výstupní zesilovače, podzvukový filtr, výstupní měřiče atd.

Zvažovány jsou i další otázky související s návrhem DPS, jako je uzemnění, bezpečnostní otázky, spolehlivost atd. Výkon nízkofrekvenčního výkonového zesilovače závisí na velkém množství faktorů, ve všech případech je rozhodující pečlivý návrh desky plošných spojů , především kvůli nebezpečí zkreslení způsobeného indukčním rušením; Možné interakce mezi signálovými cestami a napájecími kolejnicemi mohou velmi snadno omezit linearitu zesilovače, takže je obtížné přeceňovat důležitost tohoto problému. Vybrané rozložení desky plošných spojů (umístění součástí a vzor stopy) do značné míry určí jak zkreslení, tak úrovně přeslechů zesilovače.

Kromě výše uvedených úvah týkajících se výkonu zesilovače bude mít návrh obvodové desky významný dopad na vyrobitelnost, snadnost kontroly, opravitelnost a spolehlivost. Všechny výše uvedené aspekty problému jsou diskutovány níže.

Úspěšný návrh obvodu PCB zesilovače vyžaduje úroveň znalostí elektroniky, aby bylo možné porozumět složitosti níže popsaných efektů, aby proces návrhu desky plošných spojů probíhal hladce a efektivně. Již se považuje za běžnou praxi při navrhování desek plošných spojů pro různé oblasti elektroniky, aby byly ponechány na milost a nemilost profesionálům, kteří jsou sice velmi dobře obeznámeni se spletitostmi práce s počítačově podporovanými konstrukčními systémy, ale mají velmi vágní nebo dokonce úplný nedostatek pochopení složitosti fungování elektronických obvodů. Pro některé oblasti může být tento přístup přijatelný; Při navrhování výkonového zesilovače je to zcela nedostatečné, protože základní charakteristiky, jako je přeslech a úroveň zkreslení, jsou velmi závislé na schématu zapojení. O něco níže bude návrhář PCB schopen pochopit, o čem vlastně mluvíme.

Přeslechy

Přeslech (neboli jev „proudění“ signálu z jednoho kanálu do druhého, elektrické rušení způsobené průchodem signálu v sousedních vodičích) je charakterizován především zdrojem signálu (kterým může být jakákoli komplexní impedance) a přijímač, který má obvykle vyšší hodnotu komplexní impedance, nebo potenciál virtuální, „plovoucí“ země. Když se hovoří o přeslechu v komunikačních kanálech, typicky se vysílací a přijímací kanály označují jako hlasové a nehlasové kanály.

Přeslechy se vyskytují a projevují se v různých formách:

1. Kapacitní přeslech vzniká z blízkosti dvou elektrických vodičů v prostoru a může být reprezentován použitím virtuálního (nebo efektivního) kondenzátoru spojujícího dva obvody. Kapacita takového kondenzátoru se zvyšuje se zvyšující se frekvencí úměrně hodnotě 6 dB/oktávu, i když jsou možné vyšší rychlosti nárůstu kapacity. Stínění vodičů jakýmkoli vodivým materiálem tento problém zcela řeší, ačkoli zvětšení vzdálenosti mezi takovými vodiči se ukazuje jako méně nákladná metoda.
2. K odporovému přeslechu dochází z prostého důvodu, že odpor zemnících tyčí je jiný než nula. Měď při pokojové teplotě není supravodič. Odporové přeslechy jsou nezávislé na frekvenci.
3. Indukční přeslechy jsou zřídkakdy problémem v audio designu; mohou nastat, když jsou dva nízkofrekvenční transformátory neuváženě instalovány příliš blízko sebe, ale jinak lze na problém obvykle zapomenout. Významnou výjimkou z tohoto pravidla je nízkofrekvenční výkonový zesilovač třídy B, ve kterém jsou proudy protékající napájecími kolejnicemi poloviční sinusové vlny a které mohou vážně ovlivnit úroveň zkreslení zesilovače, pokud je jim umožněna interakce s obvody vstupního signálu. , zpětnovazební smyčka nebo výstupní obvody.

U většiny lineárních nízkofrekvenčních obvodů je hlavní příčinou přeslechů nežádoucí kapacitní vazba mezi různými obvody obvodu a v naprosté většině případů je to dáno vzorem vodičů a stopami na desce s plošnými spoji. Naproti tomu výkonové zesilovače třídy B trpí malým nebo dokonce zanedbatelným přeslechem způsobeným kapacitními efekty, protože impedance obvodů bývají malé a vzdálenosti mezi nimi dostatečně velké; Mnohem větším problémem je indukční vazba mezi sběrnicemi, kterými protékají výkonové proudy, a obvody, kterými prochází signál. Pokud k takové vazbě dojde mezi obvody stejného kanálu, projeví se to ve formě zkreslení a může vést k výrazné nelinearitě v charakteristikách zesilovače. Pokud se tato interakce rozšíří do jiného (neřečového) kanálu, objeví se to jako přeslech zkresleného signálu. V každém případě je takové spojení vysoce nežádoucí a je třeba přijmout speciální opatření k zamezení jeho vzniku.

Směrování desky plošných spojů je pouze jedním prvkem této bitvy, protože přeslechy se musí nějak nejen vysílat, ale také někde přijímat. Zdrojem maximálního vyzařování budou obvykle vnitřní elektrické vodiče kvůli jejich celkové délce a množství, schéma vedení vodičů bude pravděpodobně nejkritičtější pro dosažení nejlepšího výkonu, takže bude třeba použít různé svorky, kabelové svorky atd. slouží k jejich zabezpečení. Přijímacím zařízením jsou nejčastěji vstupní obvody a zpětnovazební obvody, které jsou rovněž umístěny na desce plošných spojů. Pro dobrý provoz zařízení je nutné nastudovat tuto problematiku z hlediska maximální ochrany před zářením.

Zkreslení způsobené rušením napájení

Napájecí lišty výkonového zesilovače třídy B přenášejí velmi velké a vysoce zkreslené proudy. Jak již bylo zdůrazněno dříve, pokud je v důsledku indukce umožněna jejich interakce na obvodu, kterým prochází akustický signál, úroveň zkreslení se prudce zvýší. To platí pro vodiče DPS a podobně jako u kabelových spojů je smutnou pravdou, že vyrobit DPS zesilovače, která je ve všech směrech naprosto dokonalá až na tento jeden požadavek, je celkem snadné a jediným řešením je použít druhý poplatek . Pro dosažení optimálních výsledků je však třeba dodržovat následující požadavky:

1. Je nutné minimalizovat elektromagnetické záření z napájecích kolejnic umístěním kladných a záporných napěťových kolejnic co nejblíže k sobě, jak je to fyzicky možné. Měly by být umístěny co nejdále od vstupních obvodů zesilovacího stupně a připojovacích výstupních svorek; Nejlepší metodou je připojit vodiče napájecí sběrnice k výstupnímu stupni na jedné straně a zbytek vodičů zesilovače na straně druhé. Poté byste měli vést kabely z výstupu pro napájení zbytku zesilovače; půlvlnný proud jimi již neprojde, takže nebude působit problémy.
2. Je nutné minimalizovat absorpci elektromagnetického záření z napájecích sběrnic minimalizací plochy obvodů pokrytých vodiči vstupního a zpětnovazebního obvodu. Vytvářejí uzavřené smyčky skrz zem, takže plocha smyček, které pokrývají, by měla být minimální. Poměrně často lze nejlepšího výsledku dosáhnout maximalizací prostorového oddělení a vedením vodičů vstupní a zpětnovazební smyčky přes zemní cestu LF, která prochází středem desky s plošnými spoji od vstupu k bodu výstupní zemní smyčky. Indukční zkreslení může také nastat při interakci s výstupními vodiči a výstupními zemnicími vodiči. Druhý případ představuje poměrně vážný problém, protože je obvykle obtížné změnit jeho polohu v prostoru bez aktualizace samotné desky s plošnými spoji.

Instalace výstupních polovodičů

Nejdůležitějším základním rozhodnutím je, zda instalovat výkonná výstupní zařízení na hlavní obvodovou desku zesilovače. Ve prospěch takového rozhodnutí existuje řada pádných argumentů, nicméně taková volba není vždy nejlepší.

výhody:

1. Deska s plošnými spoji zesilovače může být navržena tak, aby tvořila kompletní jednotku, kterou lze důkladně otestovat před instalací do šasi. Tento přístup značně usnadňuje testování, protože přístup k různým bodům okruhu je zajištěn ze všech stran; eliminuje také možnost povrchového poškození samotné DPS (škrábance apod.) při kontrole.
2. Chybné připojení výstupních polovodičových součástek není možné za předpokladu, že jsou požadované polovodičové součástky instalovány ve správných polohách. To je poměrně významný argument, protože takové chyby obvykle vyřadí výstupní polovodičová zařízení a také vedou k dalším negativním efektům, které se vyvíjejí jako padající domino a jejichž náprava bude vyžadovat velké množství času (a peněz).
3. Všechny propojovací vodiče vedoucí k výstupním polovodičovým součástkám by měly být co nejkratší. To pomáhá zvýšit stabilitu koncového stupně a odolávat výskytu RF oscilací.

nedostatky:

1. Pokud výstupní zařízení zesilovače vyžadují častou výměnu (což jasně ukazuje na nějakou velmi závažnou závadu), pak opakovaná operace pájení poškodí stopy na desce plošných spojů. Pokud by však došlo k nejhoršímu, poškozenou sekci lze vždy nahradit krátkým vodičem, takže není potřeba desku plošných spojů sešrotovat; buďte si jisti, že taková možnost opravy je vždy možná.
2. Je možné, že se výstupní polovodičová zařízení mohou velmi zahřát, i když pracují za jmenovitých podmínek; U zařízení typu TO3 není teplota pouzdra 90 °C neobvyklá. Pokud použitý způsob montáže neumožňuje určitý stupeň pružnosti, může tepelná roztažnost vést k mechanickým silám, které mohou odtrhnout montážní těsnění desky plošných spojů.
3. Chladič bude mít obvykle značné rozměry a hmotnost. Proto je nutné použít dosti tuhou konstrukci, která zajistí desku plošných spojů a radiátor. V opačném případě bude celá konstrukce z důvodu nedostatečné tuhosti během přepravy vibrovat a vytvářet nadměrné síly v místech, kde jsou spoje pájeny.

Výroba dobrého výkonového zesilovače byla vždy jednou z obtížných fází při navrhování audio zařízení. Kvalita zvuku, měkkost basů a čistý zvuk středních a vysokých frekvencí, detailnost hudebních nástrojů - to vše jsou prázdná slova bez kvalitního nízkofrekvenčního koncového zesilovače.

Předmluva

Z různých podomácku vyrobených nízkofrekvenčních zesilovačů na tranzistorech a integrovaných obvodech, které jsem vyrobil, se obvod na čipu ovladače dařilo nejlépe ze všech. TDA7250 + KT825, KT827.

V tomto článku vám řeknu, jak vyrobit obvod zesilovače, který je ideální pro použití v domácím audio zařízení.

Parametry zesilovače, pár slov o TDA7293

Hlavní kritéria, podle kterých byl obvod ULF vybrán pro zesilovač Phoenix-P400:

• Výkon přibližně 100 W na kanál při zatížení 4 Ohmy;
• Napájení: bipolární 2 x 35V (až 40V);
• Nízká vstupní impedance;
• Malé rozměry;
• Vysoká spolehlivost;
• Rychlost výroby;
• Vysoká kvalita zvuku;
• Nízká hladina hluku;
• Nízké náklady.

Nejedná se o jednoduchou kombinaci požadavků. Nejprve jsem vyzkoušel možnost založenou na čipu TDA7293, ale ukázalo se, že to není to, co jsem potřeboval, a zde je důvod, proč ...

Za celou tu dobu jsem měl možnost sestavit a otestovat různé ULF obvody - tranzistorové z knih a publikací časopisu Radio, na různých mikroobvodech...

Rád bych řekl své slovo o TDA7293 / TDA7294, protože o něm bylo na internetu napsáno mnoho a nejednou jsem viděl, že názor jednoho člověka je v rozporu s názorem druhého. Po sestavení několika klonů zesilovače pomocí těchto mikroobvodů jsem pro sebe udělal nějaké závěry.

Mikroobvody jsou opravdu docela dobré, i když hodně záleží na povedeném rozložení desky plošných spojů (zejména zemnících vedení), dobrém napájení a kvalitě elektroinstalačních prvků.

Co mě na něm hned potěšilo, byl poměrně velký výkon dodávaný do zátěže. Co se týče jednočipového integrovaného zesilovače, nízkofrekvenční výstupní výkon je také velmi dobrý; Je důležité dbát na dobré aktivní chlazení čipu, protože čip pracuje v režimu „kotel“.

Co se mi na zesilovači 7293 nelíbilo, byla nízká spolehlivost mikroobvodu: z několika zakoupených mikroobvodů na různých místech prodeje zůstaly funkční pouze dva! Jeden jsem vypálil přetížením vstupu, 2 se spálily hned po zapnutí (vypadá to jako tovární vada), další se z nějakého důvodu spálil při 3. zapnutí znovu, i když předtím normálně fungoval a nebyly pozorovány žádné anomálie... Možná jsem měl jen smůlu.

A teď, hlavním důvodem, proč jsem ve svém projektu nechtěl použít moduly založené na TDA7293, je „kovový“ zvuk, který je mým uším patrný, není v něm žádná měkkost a bohatost, střední frekvence jsou trochu nudné.

Usoudil jsem, že tento čip je perfektní pro subwoofery nebo nízkofrekvenční zesilovače, které budou hučet v kufru auta nebo na diskotékách!

Nebudu se dále dotýkat tématu jednočipových koncových zesilovačů, potřebujeme něco spolehlivějšího a kvalitnějšího, aby to nebylo tak drahé na experimenty a chyby. Sestavení 4 kanálů zesilovače pomocí tranzistorů je dobrá volba, ale její provedení je poměrně těžkopádné a také může být obtížné nakonfigurovat.

Co byste tedy měli k montáži použít, když ne tranzistory nebo integrované obvody? - na obou, dovedně je kombinovat! Sestavíme koncový zesilovač pomocí budícího čipu TDA7250 s výkonnými kompozitními Darlingtonovými tranzistory na výstupu.

Obvod nízkofrekvenčního zesilovače založený na čipu TDA7250

Čip TDA7250 v balení DIP-20 je spolehlivý stereo driver pro Darlington tranzistory (high-gain kompozitní tranzistory), na jehož základě si můžete postavit kvalitní dvoukanálový stereo UMZCH.

Výstupní výkon takového zesilovače může dosáhnout nebo i přesáhnout 100 W na kanál při zatěžovacím odporu 4 Ohmy, záleží na typu použitých tranzistorů a napájecím napětí obvodu.

Po sestavení kopie takového zesilovače a prvních testech jsem byl příjemně překvapen kvalitou zvuku, výkonem a tím, jak hudba produkovaná tímto mikroobvodem „ožila“ v kombinaci s tranzistory KT825, KT827. Ve skladbách začaly být slyšet velmi malé detaily, nástroje zněly bohatě a „lehce“.

Tento čip můžete vypálit několika způsoby:

• Přepólování elektrického vedení;
• Překročení maximálního povoleného napájecího napětí ±45V;
• Přetížení vstupu;
• Vysoké statické napětí.

Rýže. 1. Mikroobvod TDA7250 v pouzdře DIP-20, vzhled.

Datasheet pro čip TDA7250 - (135 KB).

Pro jistotu jsem si koupil 4 mikroobvody najednou, z nichž každý má 2 zesilovací kanály. Mikroobvody byly zakoupeny v internetovém obchodě za cenu přibližně 2 $ za kus. Na trhu chtěli za takový čip více než 5 dolarů!

Schéma, podle kterého byla moje verze sestavena, se příliš neliší od schématu uvedeného v datovém listu:

Rýže. 2. Obvod stereo nízkofrekvenčního zesilovače na bázi mikroobvodu TDA7250 a tranzistorů KT825, KT827.

Pro tento obvod UMZCH byl sestaven domácí bipolární zdroj +/- 36V s kapacitami 20 000 μF v každém rameni (+Vs a -Vs).

Části výkonového zesilovače

Řeknu vám více o vlastnostech částí zesilovače. Seznam rádiových komponentů pro montáž obvodů:

název	Množství, ks	Poznámka
TDA7250	1
KT825	2
KT827	2
1,5 kOhm	2
390 ohmů	4
33 ohmů	4	výkon 0,5W
0,15 ohmu	4	výkon 5W
22 kOhm	3
560 ohmů	2
100 kOhm	3
12 ohmů	2	výkon 1W
10 ohmů	2	výkon 0,5W
2,7 kOhm	2
100 ohmů	1
10 kOhm	1
100 uF	4	elektrolytický
2,2 uF	2	slída nebo film
2,2 uF	1	elektrolytický
2,2 nF	2
1 uF	2	slída nebo film
22 uF	2	elektrolytický
100 pF	2
100 nF	2
150 pF	8
4,7 uF	2	elektrolytický
0,1 uF	2	slída nebo film
30 pf	2

Cívky induktoru na výstupu z UMZCH jsou navinuté na rámu o průměru 10 mm a obsahují 40 závitů smaltovaného měděného drátu o průměru 0,8-1 mm ve dvou vrstvách (20 závitů na vrstvu). Aby se cívky nerozpadly, lze je upevnit tavným silikonem nebo lepidlem.

Kondenzátory C22, C23, C4, C3, C1, C2 musí být navrženy pro napětí 63V, zbývající elektrolyty - pro napětí 25V nebo více. Vstupní kondenzátory C6 a C5 jsou nepolární, filmové nebo slídové.

Rezistory R16-R19 musí být navrženy pro výkon min 5 Watt. V mém případě byly použity miniaturní cementové odpory.

Odpory R20-R23, stejně jako R.L. lze instalovat s výkonem 0,5W. Rezistory Rx - výkon minimálně 1W. Všechny ostatní odpory v obvodu lze nastavit na výkon 0,25W.

Je lepší vybrat páry tranzistorů KT827 + KT825 s nejbližšími parametry, například:

1. KT827A(Uke=100V, h21E>750, Pk=125W) + KT825G(Uke=70V, h21E>750, Pk=125W);
2. KT827B(Uke=80V, h21E>750, Pk=125W) + KT825B(Uke=60V, h21E>750, Pk=160W);
3. KT827V(Uke=60V, h21E>750, Pk=125W) + KT825B(Uke=60V, h21E>750, Pk=160W);
4. KT827V(Uke=60V, h21E>750, Pk=125W) + KT825G(Uke=70V, h21E>750, Pk=125W).

V závislosti na písmenu na konci označení u tranzistorů KT827 se mění pouze napětí Uke a Ube, zbytek parametrů je shodný. Ale tranzistory KT825 s různými písmennými příponami se již v mnoha parametrech liší.

Rýže. 3. Pinout výkonných tranzistorů KT825, KT827 a TIP142, TIP147.

Je vhodné zkontrolovat funkčnost tranzistorů použitých v obvodu zesilovače. Darlington tranzistory KT825, KT827, TIP142, TIP147 a další s vysokým ziskem obsahují dva tranzistory, pár odporů a diodu uvnitř, takže zde běžný test multimetrem nemusí stačit.

Chcete-li otestovat každý z tranzistorů, můžete sestavit jednoduchý obvod s LED:

Rýže. 4. Schéma testování tranzistorů struktury P-N-P a N-P-N na provozuschopnost v režimu klíče.

V každém z okruhů by se po stisku tlačítka měla rozsvítit LED. Napájení lze odebírat od +5V do +12V.

Rýže. 5. Příklad testování výkonu tranzistoru KT825, struktura P-N-P.

Každá dvojice výstupních tranzistorů musí být instalována na radiátorech, protože již při průměrném výstupním výkonu ULF bude jejich zahřívání docela patrné.

Datový list pro čip TDA7250 ukazuje doporučené páry tranzistorů a výkon, který lze pomocí nich získat v tomto zesilovači:

Při zátěži 4 ohmy
Výkon ULF	30 W	+50 W	+90 W	+130 W
Tranzistory	BDW93, BDW94A	BDW93, BDW94B	BDV64, BDV65B	MJ11013, MJ11014
Pouzdra	TO-220	TO-220	SOT-93	TO-204 (TO-3)
Při zátěži 8 ohmů
Výkon ULF	15 W	+30 W	+50 W	+70 W
Tranzistory	BDX53 BDX54A	BDX53 BDX54B	BDW93, BDW94B	TIP142, TIP147
Pouzdra	TO-220	TO-220	TO-220	TO-247

Montážní tranzistory KT825, KT827 (pouzdro TO-3)

Zvláštní pozornost by měla být věnována instalaci výstupních tranzistorů. Ke skříni tranzistorů KT827, KT825 je připojen kolektor, takže při náhodném nebo úmyslném zkratování pouzder dvou tranzistorů v jednom kanálu dojde ke zkratu v napájení!

Rýže. 6. Tranzistory KT827 a KT825 jsou připraveny pro instalaci na radiátory.

Pokud se plánuje montáž tranzistorů na jeden společný radiátor, musí být jejich pouzdra izolována od radiátoru pomocí slídových těsnění, která je předtím pokryla na obou stranách tepelnou pastou, aby se zlepšil přenos tepla.

Rýže. 7. Radiátory, které jsem použil pro tranzistory KT827 a KT825.

Abychom dlouho nepopisovali, jak instalovat izolované tranzistory na radiátory, uvedu jednoduchý nákres, který vše podrobně ukazuje:

Rýže. 8. Izolovaná montáž tranzistorů KT825 a KT827 na radiátory.

Tištěný spoj

Nyní vám povím o desce plošných spojů. Nebude těžké to oddělit, protože obvod je téměř zcela symetrický pro každý kanál. Musíte se pokusit co nejvíce oddálit vstupní a výstupní obvody od sebe - předejdete tak samobuzení, velkému rušení a ochráníte se před zbytečnými problémy.

Sklolaminát lze v zásadě odebírat o tloušťce 1 až 2 milimetry, deska nepotřebuje zvláštní pevnost; Po vyleptání je třeba stopy dobře pocínovat pájkou a kalafunou (nebo tavidlem), tento krok neignorujte - je velmi důležitý!

Dráhy pro desku plošných spojů jsem rozložil ručně na list kostkovaného papíru pomocí jednoduché tužky. To je to, co dělám od dob, kdy se o technologii SprintLayout a LUT mohlo jen zdát. Zde je naskenovaný vzorník návrhu desky plošných spojů pro ULF:

Rýže. 9. Plošný spoj zesilovače a umístění součástek na něm (kliknutím otevřete plnou velikost).

Kondenzátory C21, C3, C20, C4 na ručně kreslené desce nejsou, jsou potřeba pro filtraci napájecího napětí, osadil jsem je do samotného zdroje.

UPD: Děkuji Alexandru pro rozložení PCB ve Sprint Layout!

Rýže. 10. Plošný spoj pro UMZCH na čipu TDA7250.

V jednom ze svých článků jsem řekl, jak vyrobit tuto desku plošných spojů metodou LUT.

Stáhněte si desku plošných spojů od společnosti Alexander ve formátu *.lay(Sprint Layout) - (71 KB).

UPD. Zde jsou další desky plošných spojů uvedené v komentářích k publikaci:

Co se týče propojovacích vodičů pro napájení a na výstupu obvodu UMZCH, měly by být co nejkratší a o průřezu minimálně 1,5 mm. V tomto případě platí, že čím kratší je délka a větší tloušťka vodičů, tím menší jsou ztráty proudu a rušení v obvodu zesílení výkonu.

Výsledkem byly 4 zesilovací kanály na dvou malých šátcích:

Rýže. 11. Fotografie hotových desek UMZCH pro čtyři kanály zesílení výkonu.

Nastavení zesilovače

Správně sestavený obvod vyrobený z opravitelných dílů začne okamžitě fungovat. Před připojením konstrukce ke zdroji energie je třeba pečlivě zkontrolovat desku s plošnými spoji, zda nedošlo ke zkratu, a také odstranit přebytečnou kalafunu pomocí kousku vaty namočené v rozpouštědle.

Reprosoustavy doporučuji zapojit do obvodu při prvním zapnutí a při experimentech pomocí rezistorů s odporem 300-400 Ohmů, tím ušetříte reprosoustavy před poškozením, pokud by se něco pokazilo.

Na vstup je vhodné připojit regulátor hlasitosti - jeden duální variabilní odpor nebo dva samostatně. Před zapnutím UMZCH dáme přepínač rezistoru(ů) do levé krajní polohy, jako na schématu (minimální hlasitost), poté připojením zdroje signálu k UMZCH a připojením napájení do obvodu můžete plynule zvyšte hlasitost a sledujte, jak se sestavený zesilovač chová.

Rýže. 12. Schematické znázornění zapojení proměnných rezistorů jako regulátorů hlasitosti pro ULF.

Variabilní odpory lze použít s libovolným odporem od 47 KOhm do 200 KOhm. Při použití dvou proměnných rezistorů je žádoucí, aby jejich odpory byly stejné.

Pojďme tedy zkontrolovat výkon zesilovače při nízké hlasitosti. Pokud je s obvodem vše v pořádku, lze pojistky na elektrických vedeních vyměnit za výkonnější (2-3 A další ochrana během provozu UMZCH);

Klidový proud výstupních tranzistorů lze měřit připojením ampérmetru nebo multimetru v režimu měření proudu (10-20A) ke kolektorové mezeře každého tranzistoru. Vstupy zesilovače musí být spojeny se společnou zemí (naprostá absence vstupního signálu) a reproduktory musí být připojeny k výstupům zesilovače.

Rýže. 13. Schéma zapojení pro připojení ampérmetru pro měření klidového proudu výstupních tranzistorů audio zesilovače.

Klidový proud tranzistorů v mém UMZCH pomocí KT825+KT827 je přibližně 100mA (0,1A).

Výkonové pojistky lze také vyměnit za výkonné žárovky. Pokud se některý z kanálů zesilovače chová nevhodně (bručení, šum, přehřívání tranzistorů), je možné, že problém spočívá v dlouhých vodičích jdoucích k tranzistorům, zkuste délku těchto vodičů zkrátit.

Na závěr

To je zatím vše, v následujících článcích vám povím, jak vyrobit zdroj pro zesilovač, indikátory výstupního výkonu, ochranné obvody reproduktorových soustav, o skříni a předním panelu...

Pokud potřebujete vytvořit jednoduchý, ale poměrně výkonný UMZCH, mikroobvod TDA2040 nebo TDA2050 bude nejlepším a levným řešením. Tento malý stereo audio zesilovač je postaven na základě dvou dobře známých mikroobvodů TDA2030A. Oproti klasickému zapojení má tento obvod vylepšené filtrování výkonu a optimalizované rozložení DPS. Po přidání jakéhokoli předzesilovače a napájecího zdroje je design ideální pro výrobu domácího zesilovače domácího zvuku, přibližně 15 W (každý kanál). Projekt je založen na TDA2030A, ale můžete použít TDA2040 nebo TDA2050, čímž se výstupní výkon zvýší jedenapůlkrát. Zesilovač je vhodný pro reproduktory s impedancí 8 nebo 4 ohmy. Výhodou konstrukce je, že nevyžaduje bipolární napájení, jako většina. Obvod má dobré parametry, snadné spouštění a spolehlivý provoz.

Schematické schéma ULF

Zesilovač 2x15W TDA2030 - stereo obvod

TDA2030A umožňuje pájet nízkofrekvenční zesilovač třídy AB. Mikroobvod poskytuje velký výstupní proud, přičemž se vyznačuje nízkým zkreslením signálu. K dispozici je vestavěná ochrana proti zkratu, která automaticky omezuje výkon na bezpečnou hodnotu, a také tepelná ochrana tradiční pro taková zařízení. Obvod se skládá ze dvou identických kanálů, přičemž činnost jednoho z nich je popsána níže.

Princip činnosti zesilovače na TDA2030

Rezistory R1 (100k), R2 (100k) a R3 (100k) slouží k vytvoření virtuální nuly pro zesilovač U1 (TDA2030A) a kondenzátor C1 (22uF/35V) toto napětí filtruje. Kondenzátor C2 (2,2 uF/35V) odpojuje stejnosměrnou složku - zabraňuje vstupu stejnosměrného napětí na vstup mikroobvodu zesilovače přes lineární vstup.

Prvky R4 (4,7k), R5 (100k) a C4 (2,2 uF/35V) pracují v záporné zpětnovazební smyčce a mají za úkol tvořit frekvenční charakteristiku zesilovače. Rezistory R4 a R5 určují úroveň zesílení, zatímco C4 poskytuje jednotkové zesílení pro stejnosměrnou složku.

Rezistor R6 (1R) spolu s kondenzátorem C6 (100nF) pracují v systému, který tvoří frekvenční charakteristiku na výstupu. Kondenzátor C7 (2200uF/35V) zabraňuje průchodu stejnosměrného proudu reproduktorem (prochází AC audio signál hudby).

Diody D1 a D2 zabraňují nebezpečnému přepólování napětí v cívce reproduktoru a poškození čipu. Kondenzátory C3 (100nF) a C5 (1000uF/35V) filtrují napájecí napětí.

Deska plošných spojů ULF

Deska s plošnými spoji ULF TDA2030

Plošný spoj můžete vidět na fotografiích. s výkresy mohou být v archivu (bez registrace). Pokud jde o montáž, je vhodné nejprve připájet dva propojky na napájecí sběrnice. Pokud je to možné, měli byste použít silnější drát, spíše než tenkou odporovou nohu, jak se často stává. Pokud bude zesilovač pracovat s 8 Ohmovými reproduktory a ne 4 Ohmy, mohou mít kondenzátory C7 a C14 (2200uF/35V) hodnotu 1000uF.

Rozhodně byste měli na příruby našroubovat radiátory nebo jeden společný radiátor, přičemž nezapomeňte, že pouzdra mikroobvodů TDA2030A jsou vnitřně spojena se zemí.

Mikroobvody TDA2040 nebo TDA2050 můžete úspěšně použít na desce s plošnými spoji bez jakýchkoli změn pinů. Deska byla navržena tak, aby ji bylo možné v případě potřeby oříznout v místě označeném tečkovanou čarou a použít pouze jednu polovinu zesilovače s čipem U1. Místo konektorů AR2 (TB2-5) a AR3 (TB2-5) můžete připájet vodiče přímo, pokud jsou audio konektory připevněny k tělu zesilovače.

Deska plošných spojů zesilovače s uspořádáním dílů

Pouzdro a napájecí zdroj

Vezmi zdroj buď s trafo plus usměrňovač, nebo hotový spínaný třeba z notebooku. Zesilovač musí být napájen nestabilizovaným napětím v rozmezí 12 - 30 V. Maximální napájecí napětí je 35 V, což je přirozeně lepší nedosahovat o pár voltů, člověk nikdy neví.

Vyrobit pouzdro od začátku je velmi problematické, takže nejjednodušší je vybrat si hotovou krabici (kov, plast) nebo dokonce hotovou krabici z elektronického zařízení (satelitní TV tuner, DVD přehrávač).

Evgenia Smirnová

Posílat světlo do hlubin lidského srdce – to je záměr umělce

Připojení reproduktorů k notebooku, televizi nebo jinému zdroji hudby někdy vyžaduje zesílení signálu pomocí samostatného zařízení. Myšlenka postavit si vlastní zesilovač je dobrá, pokud máte sklon pracovat s deskami plošných spojů doma a máte nějaké technické dovednosti.

Jak vyrobit zesilovač zvuku

Začátek práce na sestavení zesilovacího zařízení pro reproduktory toho či onoho typu spočívá v hledání nástrojů a komponentů. Obvod zesilovače je sestaven na desce plošných spojů pomocí páječky na tepelně odolné podložce. Doporučuje se používat speciální pájecí stanice. Pokud si jej sestavujete sami za účelem testování obvodu nebo pro použití na krátkou dobu, je vhodná možnost „na drátech“, ale budete potřebovat více místa pro umístění součástek. Plošný spoj zaručuje kompaktnost zařízení a snadnost dalšího použití.

Levný a rozšířený zesilovač pro sluchátka nebo malé reproduktory je vytvořen na bázi mikroobvodu - miniaturní řídicí jednotky s předem zapojenou sadou příkazů pro ovládání elektrického signálu. Do obvodu s mikroobvodem zbývá přidat jen pár rezistorů a kondenzátorů. Celkové náklady na zesilovač amatérské třídy jsou v konečném důsledku výrazně nižší než cena hotového profesionálního vybavení z nejbližší prodejny, ale funkčnost je omezena na změnu výstupní hlasitosti audio signálu.

Pamatujte na vlastnosti kompaktních jednokanálových zesilovačů, které si sami sestavíte na základě mikroobvodů řady TDA a jejich analogů. Mikroobvod generuje během provozu velké množství tepla, proto byste měli vyloučit nebo minimalizovat jeho kontakt s ostatními částmi zařízení. Doporučuje se použít mřížku chladiče pro odvod tepla. V závislosti na modelu mikroobvodu a výkonu zesilovače se zvětšuje velikost požadovaného chladiče. Pokud je zesilovač namontován v pouzdře, měli byste nejprve naplánovat místo pro chladič.

Dalším rysem montáže zesilovače zvuku s vlastními rukama je nízká spotřeba napětí. To umožňuje používat jednoduchý zesilovač v autech (napájený z autobaterie), na cestách nebo doma (napájený speciální jednotkou nebo bateriemi). Některé zjednodušené audio zesilovače vyžadují napětí pouze 3 volty. Spotřeba energie závisí na požadovaném stupni zesílení audio signálu. Zesilovač zvuku z přehrávače pro standardní sluchátka spotřebuje asi 3 Watty.

Pro začínajícího radioamatéra se doporučuje použít počítačový program k vytvoření a zobrazení schémat zapojení. Soubory pro takové programy mohou mít příponu *.lay – jsou vytvářeny a upravovány v oblíbeném virtuálním nástroji Sprint Layout. Vytvoření obvodu vlastníma rukama od nuly má smysl, pokud jste již získali zkušenosti a chcete experimentovat se získanými znalostmi. V opačném případě si vyhledejte a stáhněte hotové soubory, pomocí kterých lze rychle sestavit náhradu za nízkofrekvenční zesilovač do autorádia nebo digitální kombo zesilovač na kytaru.

Pro notebook

Zvukový zesilovač pro notebook pro kutily je sestaven v jednom ze dvou případů: vestavěné reproduktory jsou mimo provoz nebo jejich hlasitost a kvalita zvuku nestačí vašim potřebám. Budete potřebovat jednoduchý zesilovač určený pro výkon externích reproduktorů do 2 Wattů a odpor vinutí do 4 Ohmů. Chcete-li jej sestavit sami, budete kromě standardních amatérských rádiových nástrojů (kleště, pájecí stanice) potřebovat desku s plošnými spoji, mikroobvod TDA 7231 a 9voltový napájecí zdroj. Vyberte si vlastní kryt pro umístění komponent zesilovače.

Přidejte následující položky do seznamu zakoupených komponent:

• nepolární kondenzátor 0,1 µF – 2 ks;
• polární kondenzátor 100 µF – 1 ks;
• polární kondenzátor 220 µF – 1 ks;
• polární kondenzátor 470 µF – 1 ks;
• konstantní rezistor 10 KOhm – 1 ks;
• konstantní rezistor 4,7 Ohm – 1 ks;
• dvoupolohový přepínač – 1 ks;
• jack pro výstup na reproduktor – 1 ks.

Pořadí montáže si určete sami podle toho, jaké elektrické schéma *.lay jste si stáhli. Vyberte radiátor takové velikosti, aby jeho tepelná vodivost umožňovala udržovat provozní teplotu mikroobvodu pod 50 stupňů Celsia. Pokud je zařízení neustále používáno venku s notebookem, bude to vyžadovat domácí pouzdro se štěrbinami nebo otvory pro cirkulaci vzduchu. Takový případ můžete sestavit vlastníma rukama z plastové nádoby nebo zbytků starého rádiového zařízení a zajistit desku dlouhými šrouby.

Pro DIY sluchátka

Nejjednodušší stereo zesilovač pro přenosná sluchátka by měl mít nízký výkon, ale nejdůležitějším parametrem bude spotřeba. V ideálním příkladu je design napájen AA bateriemi nebo v extrémních případech jednoduchým 3voltovým adaptérem. Budete potřebovat vysoce kvalitní mikroobvod TDA 2822 nebo jeho analog (například KA 2209), elektronický obvod pro sestavení zesilovače vlastníma rukama pomocí TDA 2822. Dále si vezměte následující součásti:

• kondenzátory 100 µF (4 ks);
• až 30 cm měděného drátu;
• konektor pro sluchátka.

Pokud chcete, aby byl zesilovač kompaktní a s uzavřeným pouzdrem, budete potřebovat prvek chladiče. Zesilovač lze sestavit na hotovou nebo podomácku vyrobenou desku plošných spojů nebo povrchovou montáží. Pulzní transformátor v napájecím zdroji může způsobovat rušení, proto jej v tomto zesilovači nepoužívejte. Hotový zesilovač poskytne příjemný a výkonný zvuk z přehrávače (nahrávka nebo rádiový signál), tabletu nebo telefonu.

Obvod zesilovače subwooferu

Nízkofrekvenční zesilovač je sestaven vlastníma rukama na mikroobvodu TDA 7294 Používá se jak k vytvoření silné akustiky s basy v bytě, tak jako zesilovač do auta - v tomto případě však musíte zakoupit bipolární napájení. napájení 30-35V. Níže uvedené obrázky popisují umístění součástí a také hodnoty odporů a kondenzátorů. Tento subwooferový zesilovač poskytne výstupní výkon až 100 wattů s vynikajícími nízkými frekvencemi.

Mini zesilovač zvuku pro reproduktory

Výše popsaná konstrukce pro notebooky je vhodná jako zařízení pro zesílení zvuku pro domácí nebo zahraniční domácí reproduktory. Stacionární umístění zařízení vám umožní vybrat si jakýkoli napájecí adaptér z dostupných. Miniaturní velikost a přijatelný vzhled levného zesilovače můžete zajistit dodržením několika pravidel:

1. Hotová vysoce kvalitní deska plošných spojů.
2. Odolné plastové nebo kovové pouzdro (objednejte u specialisty).
3. Umístění komponentů je předem naplánováno.
4. Zesilovač je připájen úhledně, bez zbytečných kapek pájky.
5. Chladič se pouze dotýká čipu.
6. Pro výstup signálu a napájení slouží připravené zásuvky.

DIY lampový zesilovač zvuku

Elektronkové zesilovače zvuku jsou drahá zařízení za předpokladu, že si všechny komponenty pořídíte na vlastní náklady. Staří radioamatéři si občas uchovávají sbírky elektronek a dalších dílů. Sestavit elektronkový zesilovač doma vlastníma rukama je poměrně snadné, pokud jste ochotni strávit pár dní hledáním podrobných schémat zapojení na internetu. Obvod zesilovače zvuku je v každém případě jedinečný a závisí na zdroji zvuku (starý magnetofon, moderní digitální zařízení), zdroji napájení, předpokládaných rozměrech a dalších parametrech.

Tranzistorový zesilovač zvuku

Sestavení zvukového předzesilovače vlastníma rukama bez použití složitých mikroobvodů je možné pomocí tranzistorů. Zesilovač na bázi germaniových tranzistorů lze snadno integrovat do moderních audio systémů, nevyžaduje další konfiguraci. Nevýhodou tranzistorových obvodů je větší rozměr sestavy desky. Nepříjemná je i závislost na „čistotě“ pozadí – budete potřebovat stíněný kabel, případně přídavný obvod pro potlačení šumu a vlnění ze sítě.

Video: DIY audio zesilovač

Našli jste chybu v textu? Vyberte jej, stiskněte Ctrl + Enter a my vše opravíme!