Усилитель звука своими руками

Усилитель для компьютерных колонок своими руками для чайников

При просмотре фильмов или прослушивании музыки, нам часто недостаточно мощности стандартных колонок. Ниже будет подробно описано как можно создать усилитель для колонок вручную. При создании усилителя следует учитывать силу мощности внешних колонок, которая составляет не больше двух ватт и сопротивляемость обмоток, что равна четырёх ОМ.

Чтобы собрать устройство понадобятся такие компоненты:

• печатная плата;
• 9 — вольтный блок питания;
• микросхема серии TDA;
• корпус;
• следующие конденсаторы: два неполярных 0,2 мкФ.полярный 100 мкФ, полярный 220 мкФ, полярный 470 мкф;
• постоянный резистор. 10 Ком м 4,7 ОМ;
• кнопка — выключатель;
• разъём для входа.

Инструкция по созданию

Процесс сборки усилителя для компьютера напрямую зависит от той схемы, которую вы выбрали

Важно лишь, оставить на корпусе место для радиаторных решёток. Они важны тем, что дают воздуху из внешней среды охлаждать микросхемы

• Первым этапом будет установка радиодеталей на печатную плату соблюдая полярность.
• Собираем корпус. При сборке корпуса следует предусмотреть место для радиаторных решёток и прочих дополнительных деталей. Корпус можно создать самому или приобрести готовый. Также в корпус можно вмонтировать плату.
• Для выявления неисправностей, следует включить устройство в тестовом режиме.
• Собираем усилитель. Для этого подключаем к блоку питания.

Собирать любые виды усилителей для колонок в домашних условиях — выполнимая задача, с которой справится каждый начинающий радиолюбитель. Простота заключается в том, что для начала сборки необходимо лишь приобрести необходимые материалы для последующей спайки. Дальше просто нужно пересмотреть все возможные и доступные схемы, и выбрать ту, которая вам подойдёт. Самый главный плюс — экономия. Ведь покупка в магазине такого устройства, обойдётся гораздо дороже.

Особенности воспроизведения низкочастотного сигнала

Акустика – сложная наука.

Она исследует воспроизведение, распространение, поглощение звуковых сигналов, учитывая особенности их восприятия человеком.

При проектировании концертных залов, театров главным проектировщиком является инженер-акустик. Он производит расчет формы, объема и других параметров области, где располагаются слушатели.

С точки зрения акустики автомобиль далеко не идеальное место для озвучивания:

1. Салон авто выполнен с применением различных материалов, которые по-разному отражают и поглощают звуковые волны. Особенно «вредны» для колебаний пластмассовые детали салона, жестяные корпуса.

Поэтому часто перед установкой мощных сабвуферов автовладельцы производят хорошую звуко- и шумоизоляцию.

2. В салоне располагается множество относительно мелких элементов (руль, зеркало заднего вида, гаджеты), которые участвуют в переотражении сигнала.

3. Обивка сидений, как, впрочем, и пассажиры, отлично поглощают звук. Мягкость звука при этом выигрывает, но его сила (звуковое давление по-научному) уменьшается.

4. Точно рассчитать, как будет распространяться звук внутри салона, не может ни один опытный акустик.

Какие особенности звучания сабвуферов?

Автомобильный сабвуфер предназначен для озвучивания низкочастотной составляющей звукового спектра.

Звук, который воспринимается человеческим ухом, находится в диапазоне от 20 Герц до 18 килоГерц. В некоторых источниках указана частота 20 кГц, но такую высокую частоту может услышать только молодой организм с хорошим слухом.

Сабвуферы рассчитаны таким образом, что излучают сигнал в диапазоне от нескольких Герц до нескольких сотен Герц.

Чем ниже частота, тем больше длина звуковой волны. Поэтому размер динамиков диффузоров больший по сравнению со среднечастотными и высокочастотными излучателями акустической системы.

Соответственно, увеличивается размер корпуса, в который устанавливается динамик для сабвуфера.

Полезное свойство длинных волн (или низких частот) – способность огибать небольшие предметы. Именно поэтому, когда мимо проезжает автомобиль с хорошим сабвуфером, в основном бросается в уши его звучание. Высокочастотный сигнал слабо проникает за пределы автомобиля.

Организм человека воспринимает низкочастотный сигнал внутренними органами. Не всегда это полезно. Инфразвуковой сигнал на частоте 7 Герц может вызвать разрыв диафрагмы (область между легкими и органами пищеварительной системы), что приводит к смерти.

Кроме этого, низкочастотный сигнал большой мощности вызывает состояние тревоги и паники.

В фильмах ужасов часто пользуются этим приемом, чтобы дополнительно воздействовать на психику зрителя.

Инструменты

В качестве основного набора инструментов используется перечень, присутствующий в доме каждого мужчины.

• Пассатижи.
• Крестовая отвертка.
• Отвертка под прямой шлиц.
• Паяльная станция с подставкой.
• Тестер, также называемый мультиметром.

Помимо вышеуказанных инструментов, также может понадобиться ручная дрель и набор сверл. Подобные материалы потребуются в том случае, если плата для усилителя звука также изготавливается самостоятельно вручную.

Также следует приготовить резак, с помощью которого на плате намечаются дорожки и прочие участки для прохождения тока. Собрать усилитель класса «А» своими руками можно без каких-либо специфичных инструментов.

Обратите внимание!

• Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками: пошаговое руководство изготовления устройства в домашних условиях, подбор материалов для сборки конструкции

• Лабораторный блок питания своими руками | Пошаговая инструкция как и из каких элементов построить блок питания

• Антенна для цифрового тв своими руками — фото инструкции как сделать простейшие антенны для digital TV

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.

Полезное: Портативный усилитель для наушников

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.

О намотке трансформатора

Для трансформатора использовал ферритовые кольца, российские, 40х25х11 2000НН склеенных вместе. Острые края феррита закруглил алмазным напильником. Затем обмотал малярным скотчем. Первичную обмотку трансформатора мотал проводом 0.8. Сложенных вместе 10 жил, 5 витков равномерно распределяя по всему кольцу. Далее разделено пополам. Вторичка мотается аналогично первичке. Тот-же провод 0.8 и 8 жил сложенных вместе. Количество витков 15 и затем разделено пополам. Напряжение на выходе получилось +-40 вольт, под нагрузкой напряжение село на 2 вольта в обеих плечах.

Теперь приступил к сборке усилителя мощности звука. Выбор пал на усилитель Лайков 6-й версии. В схеме ничего не изменял. Но немного столкнулся с трудностями. В этом усилителе нужно хорошо подбирать элементы для симметрии обеих плеч. То есть транзисторы конденсаторы резисторы. Ток покоя 150 мА.

Схема Лайкова 6

После впайки всех элементов делаем так: 1. R6 и R24 установить в средне положение. 2. Закоротить на землю вход усилителя на землю. 3. Отпаять выходные транзисторы. 4. Включить питание схемы. 5. Установить R 6 на выходе усилителя напряжение 0 в. 6. Замерить напряжение питания и +/- 15 В. 7. Установить на R29-R30 напряжение 0,55 В с помощью R24. (В 5м варианте на R11-R12 = 1В). 8. Отключить питание, подключить выходные транзисторы, включив в разрыв цепи коллектора VT10 амперметр на 1 А. 9. Включить питание и R24 установить ток покоя коллектора VT10 в пределах 100 – 150 мА. 10. Замерять ток покоя VT11, он не должен отличаться от тока VT10 более, чем на 5%. 11. Ток покоя выходных транзисторов может быть установлен в пределах от 40 до 200 мА, в зависимости от желаемого качества звучания, режима работы, тепловых режимов, размеров радиаторов. Установку тока покоя нужно производить при температуре выходных транзисторов 35-40 градусов. 12. Проконтролировать работу термокомпенсации, замерив токи покоя при максимальной температуре радиаторов выходных транзисторов. Настройка окончена. Схема усилителя Лайкова 6 версии приведена ниже.

Радиодетали

Простой усилитель для звука, собранный своими руками, как и любое другое аналогичное устройство, включает в свою конструкцию некоторое количество различных радиодеталей.

Набор деталей подготавливается по списку, в соответствии с выбранной схемой. Как правило, в него входят: микросхемы TDA, резисторы, конденсаторы, тестовый динамик и алюминиевый радиатор.

В том случае, если предстоит создание усилителя звука на транзисторах высокой мощности, следует, помимо транзисторов, подготовить некоторое количество радиаторов несколько больших габаритов.

Печатная плата – в том случае, если мастер не собирается травить модуль самостоятельно с помощью химикатов, таких как хлорное железо, следует заказать макетную плату с уже готовыми контактными вырезами.

Подобные отверстия на макетной плате соединяются между собой простой медной проволокой или кусками провода без изоляции.

Электромонтажные кабели. Можно использовать практически любой провод, диаметр которого приблизительно равен пяти квадратным миллиметрам

При подборе кабеля обратите внимание на то, как легко снимается изоляция.

Хорошими вариантами станут провода с аббревиатурами КСВВ или КСПВ. Как правило, при финальном монтаже и соединении уже готовых модулей используется многожильный провод марки ШВВП с диаметром в один квадратный миллиметр.

Следует подготовить набор для пайки, найти который можно практически у каждого радиолюбителя: канифоль и паяльный флюс. Помните, что сборка усилителя на скрутках, не будет обладать достаточной надежностью.

Медные провода, соединенные обычной скруткой, обладают свойством быстро окисляться и терять свои качества. Использовать можно и модель сборки на гайках, но подобные варианты редко рассматриваются мастерами из-за слишком большой трудоемкости.

Как уже говорилось ранее, помимо вышеприведенных материалов и инструментов, понадобиться блок питания, сделать который можно самостоятельно. Далее последует рассказ о том, как сделать усилитель звука.

Сборка усилителя звука

Сборка печатной платы довольно проста. Вот компоненты и печатная плата перед пайкой:

Обычно проще сначала припаять меньшие компоненты, а затем перейти к более крупным деталям. Вот один канал усилителя НЧ после пайки компонентов:

Корпус усилителя

Металлические корпуса являются наиболее часто используемыми, поскольку обеспечивают наилучшую защиту от радиочастот. К примеру коробка 280 мм x 250 мм отлично подходит для стереофонического усилителя на базе TDA2050.

Проводка усилителя

На приведенной ниже схеме показано, как подключен усилитель к корпусу:

Чтобы избежать помех от магнитных полей, старайтесь держать чувствительные входные и сигнальные провода вдали от проводов источника питания, выходных проводов динамика, трансформатора, проводов переменного тока и выпрямительных диодов БП.

Чтобы свести к минимуму площадь петли, следующие провода должны быть плотно скручены на максимально возможном расстоянии:

• Переменный ток и нейтральные провода от трансформатора
• Провода 0 В и вторичного напряжения от трансформатора к источнику питания
• V +, V- и провода заземления от источника питания к плате усилителя
• Выход и земля динамика
• Аудио вход и заземление

Три провода питания (положительный, отрицательный и заземление) проходят к каждой плате усилителя. Эти провода должны быть толстыми и максимально короткими, чтобы минимизировать индуктивность.

Аудиовходы и провода заземления сигнала не проводят тут большой ток, поэтому они могут быть более тонкими.

Для защиты от возможных проблем провод заземления должен быть прикреплен к шасси болтом, контргайкой и кольцевой клеммой. Обязательно удалите с корпуса любую краску или анодированный материал, чтобы получить хорошее электрическое соединение. Все металлические части (например, радиаторы) также должны быть электрически подключены к шасси.

Заземление аудиовхода и заземление динамика подключены непосредственно от клемм на корпусе к заземлению основной схемы.

Аудио входные кабели от источника могут улавливать случайные электромагнитные помехи. Чтобы отфильтровать их можно установить конденсатор 1 нФ на каждой входной клемме от положительной стороны к земле.

Как сделать самому

Усилитель звука в автомобиле можно сделать своими руками, используя готовые наборы. Это упростит проверку и наладку, сократит вероятность ошибок, способных привести к неправильной работе. Еще одно достоинство заключается в том, что не потребуются радиотехнические навыки.

Набор для самостоятельной сборки усилителя состоит из блоков ограничителя, предусилителя, усилителя мощности, кроссовера, стабилизатора и устройства управления. Другой вариант — сборка устройства из дискретных деталей по схеме.

Корпус

Он должен обеспечивать надлежащее охлаждение компонентов усилителя, которые могут нагреваться во время работы. Для этого следует предусмотреть щели или отверстия, которые должны располагаться как можно ближе к выходной микросхеме. Для улучшения охлаждения мощного усилителя устанавливается вентилятор, рассчитанный на 12 В. Он обеспечит дополнительную защиту от перегрева.

Смотрите » Инструкция по настройке и применению магнитолы Pioneer MOSFET 50Wx4 (Пионер МОСФЕТ) и как ее выключить

Корпус можно изготовить из фанеры или металла, например, листового алюминия или жести. В этом случае необходимо обеспечить изоляцию компонентов и платы устройства. Для улучшения экранирования можно соединить отрицательный полюс платы с корпусом. На нем нужно предусмотреть посадочные места под клеммы, которые прикрепляются с обратной стороны. Чтобы не ошибиться при подключении, следует нанести на корпус пояснительные надписи.

Усилитель для колонок

Вначале рекомендуется сделать фильтр питания с предохранителем. Его номинал составляет не менее 20 А. В состав самого фильтра входит дроссель, который можно взять с неисправной магнитолы, и конденсаторы. Они объединяются в батарею для повышения эффективности работы.

Емкость фильтра должна быть не менее 6000 мкФ. Чем она больше, тем лучше будет работать усилитель на большой громкости. Для автоматического включения устройства следует установить механическое или электронное реле управления. Обмотка подключается к массе и голубому с белой полосой проводу магнитолы. Контакты включаются в разрыв плюсового провода перед конденсатором фильтра.

Если собирается автоусилитель звука своими руками из готового набора, то следует соединить блоки в соответствии с инструкцией. Усилитель и предусилитель подключаются друг к другу прилагаемыми кабелями. К этим блокам подсоединяется стабилизатор питания или преобразователь напряжения, если для нормальной работы микросхемы необходимо более 14 В.

Если усилитель собирается на плате из отдельных деталей, то потребуется припаять их к нужным точкам. При подключении этого устройства напрямую к выходам динамиков магнитолы необходимо предусмотреть регулируемый делитель. Он не потребуется, если подключение осуществляется к линейному выходу низкого уровня. В разрыв выводов колонок включаются проволочные резисторы, необходимые для защиты и согласования. Их сопротивление — 1-2 Ом.

Смотрите » Обзор автомагнитолы Kenwood (Кенвуд) KMM-124

Усилитель для сабвуфера

Он отличается большей мощностью, необходимой для раскачки саба, а также наличием фильтра низких частот. Микросхема усилителя устанавливается на теплоотвод повышенной площади для более эффективного охлаждения.

Мощность звучания сабвуфера можно увеличить, если выполнить подключение по мостовой схеме. Если требуется усилок в авто и для колонок, и для сабвуфера, то для каждого канала собирается свой блок. Вся конструкция помещается в 1 корпус.

Как сделать простой усилитель звука

Принципиальная электрическая схема авторского варианта простого усилителя звука показана на сайте радиочипи см. рис.1. Начинающим радиолюбителям полезно знать, чем отличается мостовой УМЗЧ от традиционного на двух выходных транзисторах, которые широко используются в бытовых серийных радиоприемниках, магнитофонах, телевизорах и другой звуковоспроизводящей аппаратуре.

Преимущество обычного усилителя звука состоит в использовании в выходном каскаде только двух транзисторов, а в мостовом УМЗЧ для этого необходимо четыре транзистора. Недостатком выходного каскада на двух транзисторах, при использовании однополярного питания, является наличие постоянного напряжения на выходе этих транзисторов, что требует разделительного электролитического конденсатора большой емкости для подключения АС.

Пошаговое руководство по изготовлению

Работы по изготовлению усилителя звука выполняются в соответствии со следующим руководством. Как сделать усилитель для колонок:

Если в работе будет использоваться не покупная макетная плата, а самостоятельно изготовленный модуль, следует в первую очередь заняться его оформлением. С помощью обыкновенной кисточки и лака на плате прорисовываются дорожки, соответствующие топологии выбранной схемы

Обратите внимание на то, что пересекающихся канавок в схеме быть не должно.
Плата высушивается, а затем погружается в заранее разведенный раствор хлорного железа. Модуль следует травить в течение длительного времени – от нескольких часов до суток

В том случае, если раствор хлорного железа подогревается, времени на травление уйдет намного меньше, но и понизиться качество защитного слоя.
На плате с помощью дрели высверливаются отверстия под выбранные радиоэлементы.
Канавки, расположенные на плате, покрываются припоем. Затем следует черед установки радиодеталей, монтаж которых следует производить в точном соответствии с выбранной схемой. После предварительного монтажа все детали запаиваются.
Радиатор монтируется на плоскости подложки платы.
С помощью паяльной станции соединяются провода, ведущие на звуковой выход.
К практически собранному усилителю присоединяются колонки.
На вход подается сигнал с помощью обычного плеера или смартфона.
Подается питание и проводится окончательный тест собранного усилителя.

Преимущества современных усилителей на микросхемах

Рассмотрев все возможные типы усилителей, можно сделать вывод: наиболее качественные и простые изготавливаются только на современной элементной базе. Очень много микросхем выпускается именно для усилителей низких частот. В качестве примера можно привести УНЧ типа TDA с различными цифровыми обозначениями.

Они используются практически везде, так как имеются как маломощные, так и мощные микросхемы. Например, для портативных колонок компьютера лучше всего использовать микросхемы, у которых мощность не выше 2-3 Вт. А вот для автомобильной техники или акустики домашнего кинотеатра желательно применять микросхемы мощностью свыше 30 Вт

Но обратите внимание на то, что нуждаются в защите усилители мощности звука. Схемы должны содержать плавкий предохранитель, который защитит от короткого замыкания в цепи

Плюс еще и в том, что не требуется массивный блок питания, поэтому можно без проблем использовать готовый, например, от ноутбука, ПК, старых МФУ (у новых, как правило, блок питания находится внутри)

Легкость монтажа – это то, что важно для начинающих радиолюбителей. Единственное, что требуется для таких устройств, – это качественное охлаждение

Если речь идет о мощной технике, то придется устанавливать принудительное – один или несколько кулеров на радиаторе.

Подключаем межблочные провода и управляющий (REM)

Чтобы проложить кабель, необходимо найти линейный выход на магнитоле. Линейный выход можно распознать по характерным «колокольчикам», что расположены на задней панели магнитолы. Количество линейных выходов отличается в разных моделях магнитол. Обычно их от одной до трёх пар. В основном они распределяются следующим образом 1 пара – можно подключить сабвуфер или 2 колонки (подписаны как SW\F) Если их 2 пары можно подключить 4 колонки или сабвуфер и 2 колонки (выхода подписаны F и SW), и когда на магнитоле 3 пары линейных проводов можно подключить 4 колонки и сабвуфер (F, R, SW) F Это Front т. е. передние колонки, R Read задние колонки, и SW Sabwoorer я думаю и так всем понятно что.

Для соединения потребуется межблочный провод, на котором ни в коем случае нельзя экономить. Запрещается около силовых проводов укладывать межблочный кабель, так как при работе двигателя будут слышны различного рода помехи. Протянуть провода можно как под ковриками салона, так и под потолком. Последний вариант особенно актуален для современных машин, в салоне которых создающих помехи электронных принадлежностей.

Ещё необходимо подключить управляющий провод (REM). Как правило, он идёт вместе с межблочными проводами, но бывает что его и нету, приобретите отдельно необязательно чтобы он был большого сечения 1 мм2 вполне достаточно. Это провод служит управлением для включения усилителя т. е. когда выключаете магнитолу она автоматические включает ваш усилитель или сабвуфер. Как правило этот провод на магнитоле имеет синий цвет с белой полоской, если его нет то используйте синий провод. Подключается он к усилителю к клеме под названием REM.