Филтър за предусилвател за субуфер.  Предусилвател за субуфер. Блок за стабилизиране на мощността и комуникация

Представеният самоделен усилвател работи в стандарта 2+1 (стерео + субуфер). Той е направен на базата на популярна (и най-важното евтина) микросхема, която дава изходна мощност от около 30 W на канал с 4 Ohm съпротивление на натоварване AC и +/-22V захранване. Веригата е подходяща за работа с всеки стандартен източник на аудио сигнал: mp3 плейър, смартфон или компютър, тъй като е оборудвана с предусилвател с контрол на тона. Сигналът към субуфера се генерира чрез ниска честота активен филтървтора поръчка. Компонентите на сигнала над 200 Hz се прекъсват, след което сигналът се изпраща към нискочестотен усилвател на мощност. Веригата може да се захранва с напрежение не повече от +/-25 V.

2.1 схема на усилвателя на аудио системата

Входният сигнал се подава към InP конектора - десния канал, а левия канал към InL, преминавайки през филтър високи честоти, състоящ се от C1 (1uF) и R1 (100k). Стойностите на тези елементи гарантират, че граничната честота на този филтър е около 1,5 Hz, което ефективно изрязва постояннотоковия компонент и много ниските честоти. След това сигналът отива към операционния усилвател U3A (NE5532), а елементите R6 (10k) и R11 (4,7 k) осигуряват усилване на сигнала на ниво от около 1,5 (1+4,7 k/10k). Кондензатор C6 предотвратява възбуждането, докато C2 (1uF) отделя предусилвателя U3A от системата за управление на честотата на операционния усилвател U4A (NE5532).

Блокиране на тонове

Регулирането на честотата е изградено по класически начин, елементите, които правят промени в характеристиките на сигнала, са в отрицателна верига обратна връзка U4A чипове. Съпротивлението X1 се състои от кондензатори C17 (4.7 nF), C20 (33nF) и резистор R7 (10k), „половина“ от потенциометри P1A (100k), P2A (100k) и елементи R8 (10k) и R13 (3.3 k ). Съпротивлението X2 се състои от кондензатори C18 (4.7nF), C21 (33nF), резистор R9 (10k), "половина" от потенциометри P1A, P2A и елементи R8 и R13. Следната фигура може да ви помогне да разберете:

Когато някой от плъзгачите на потенциометрите P1A или P2A се премести от средното им положение, това ще доведе до промяна в стойностите на X1 и X2 и следователно стойността на усилването става различна от -1 и започва да зависи от честота. Моля, обърнете внимание, че стойностите на X1 и X2 винаги зависят от честотата, така че тя е фиксирана само в случай на X1=X2.

Потенциометър P1A отговаря за настройката ниски честоти. За високи честоти на сигнала кондензаторите C20 и C21 са проводници, така че настройката с потенциометър няма ефект при тези честоти. Потенциометър P2A ви позволява да регулирате високите честоти и благодарение на кондензаторите C17 и C18 не влияе на настройката на басите. За ниски честоти кондензаторите C17 и C18 представляват отворена верига, поради което потенциометърът се изключва от веригата и влиянието му върху регулирането става незначително.

Сигналът от изхода на блока за управление на тона преминава през R12 (4.7 k) към потенциометъра за регулиране на силата на звука P3A (100k) и след това към операционния усилвател U5A (NE5532). Елементите R14 (15k) и R15 (33k) задават усилването на около -2 (-33k/15k). От изхода U5A сигналът през филтър R17 (100P), C3 (1uF) и R4 (100k) влиза във входа на усилвателя на мощността UMZCH.

Честотата на срязване на филтъра за субуфера може да се изчисли с помощта на програми или чрез експериментална промяна на стойностите на елементите.

Вторият канал на предусилвателя работи по подобен начин, появяващите се пасивни елементи в него са обозначени допълнително с буквата "а", а потенциометрите и операционните усилватели са означени с "В".

Допълнителен модул е ​​суматор и активен нискочестотен филтър, направен с помощта на операционен усилвател U6 (NE5532). Сигналът, изолиран в тази част от веригата, се използва след подходящо усилване за задвижване на субуфера. Сигналът от двата изхода на предусилвателя преминава през C22-C23 (220nF) и R2-R3 (100k) към входа на U6A. Потенциометър P4 (220k) ви позволява да регулирате печалбата по отношение на основния контрол на звука P3. P4, R2 и R3 заедно с U6A образуват усилвател с регулируемо усилване в диапазона 0-2.2. Вторият операционен усилвател (U6B) е активен нискочестотен филтър. Стойностите на елементите са избрани така, че системата да работи като филтър на Butterworth от втори ред с гранична честота около 200 Hz. Сигналът от изхода на филтъра през верига C24 (220nF), R5 (100k) отива към входа на усилвателя на мощността.

ULF захранване

Целият усилвател се захранва от биполярно напрежение в рамките на 17-25 V. Захранващото напрежение за операционните усилватели се формира с помощта на стабилизатори U1 (78L15/L12), U2 (79L15/L12) и се филтрира с помощта на кондензатори C4-C5 (100uF) и C7-C8 (47uF). В допълнение, захранването на всеки от четирите операционни усилвателя се изглажда с помощта на кондензатори C9-C16 (100nF).

Работа на блока UMZCH

Усилвателят на мощността е изграден на базата на популярния U7 чип (TDA2050). Това е може би най-често срещаният аудио усилвател, работещ в клас AB. С общо хармонично изкривяване от 0,5%, ви позволява да постигнете мощност от около 30 W. Кондензатор C8 (1uF) прекъсва DC компонента на сигнала и в същото време представлява високочестотен филтър на входа. R20 (22k) определя съпротивлението на входа на усилвателя на мощността.

Веригата за обратна връзка е резистори R21 (680R) и R22 (22k), промяната на съотношението им води до промяна на печалбата, а намаляването на R22 или увеличаването на R21 причинява намаляване на печалбата. В листа с данни на чипа TDA2050 производителят препоръчва тя да бъде повече от 24 dB. Кондензатор C29 (22uF) прекъсва DC компонента на входа на усилвателя. Резистор R19 (2.2 Ohm) и кондензатор C32 (470nF) предотвратяват самовъзбуждането на усилвателя. UMZCH захранванефилтърни кондензатори C26-C27 (2200uF) и C30-C31 (100nF). Другите два канала работят по подобен начин.

Сглобяване

Веригата е запоена върху обща печатна платка. На първо място, трябва да запоите всички джъмпери. След това можете да започнете да запоявате резисторите. Всички те са 0,25 W. След това прикрепете гнездата за операционните усилватели. В самия край поставете стабилизатори на напрежението на дъската, електролитни кондензатории потенциометри. При монтиране на потенциометри трябва да се внимава те да са на линия - от естетически съображения. Металните корпуси на потенциометрите трябва да бъдат свързани към земята с помощта на проводници. Това причинява екраниране на променливите корпуси, намалявайки смущенията и бръмченето променлив токпри докосване на копчетата на потенциометъра.

И трите TDA2050 могат да бъдат поставени на общ радиатор, който ще има потенциала на отрицателната захранваща шина. За да избегнете това, използвайте изолационни шайби. Трябва да внимавате да не дадете късо съединение на радиатора метален корпусмаса на усилвателя.

По-добре е да захранвате веригата на усилвателя от трансформатор с мощност около 100 W и напрежение 2x16 V, токоизправител и два кондензатора, които филтрират променливото напрежение.

Стартиране и настройка на схемата

Когато стартирате за първи път, не поставяйте операционни усилватели в гнездата и след включване на захранването проверете дали всеки гнездо има правилните захранващи напрежения. След това можете да ги залепите на място. Потенциометърът за сила на звука трябва да бъде завъртян на минимум (докрай наляво), а на входа да се подаде сигнал от mp3 плейър или компютър. Усилвателят работи добре и с двете колони (говорители на акустичната система) със съпротивление 4 и 8 ома.

Микросхемите TDA2050, TDA2030 или TDA2040 работят като усилватели на изходна мощност, осигурявайки изходна мощност съответно 14, 20 или 30 вата на канал. Не всички чипове на усилвателя трябва да са еднакви. Можете да инсталирате тези, които са по-слаби като ULF стерео, и повече мощен усилвателоставете за субуфера.

Стабилизаторите на напрежението U1 и U2 осигуряват симетрично биполярно напрежение на ниво +/-15 V. Можете успешно да използвате стабилизатори за напрежение от 12 V или дори 9 V. Това няма да доведе до промени в работата на предусилвателя. Тази процедура ще бъде необходима, ако искаме да захранваме усилвателя с напрежение по-малко от +/- 18 V. Стабилизаторите 7815 и 7915 може да не искат да работят правилно с нисък спад на напрежението. Изтеглете PCB файлове

Обсъдете статията СТЕРЕО УСИЛВАТЕЛ СЪС СУБУФЕР И LPF

Това, за което сега ще говорим, както става ясно от заглавието на статията, е домашен усилвателза субуфер, популярно наричан „Sub“. Устройството има активен нискочестотен филтър, изграден на базата на операционни усилватели и комбинатор, който осигурява входен сигнал от стерео изхода.

Тъй като сигналът за веригата се взема от изходите на Акустични системи, няма нужда да се намесвате при работещ усилвател. Получаването на сигнала от високоговорителите има още едно предимство, а именно, позволява да се поддържа постоянно съотношение на силата на звука на субуфера към стерео системата.

Естествено, усилването на канала на субуфера може да се регулира с помощта на потенциометър. След филтриране на високи честоти и подчертаване на ниски честоти (20-150 Hz), звуков сигналусилва се с помощта на чипа TDA2030 или TDA2040, TDA2050. Това ви позволява да персонализирате басите по ваш вкус. Всеки високоговорител с повече от 50 вата мощност на субуфер ще работи успешно в този проект.

Филтърна верига със субуфер UMZCH

Описание на работата на веригата на усилвателя

Стерео сигналът се подава към входния конектор през C1 (100nF) и R1 (2,2M) на първия канал и C2 (100nF) и R2 (2,2M) на другия канал. След това се подава към входа на операционния усилвател U1A (TL074). Потенциометър P1 (220k), работещ във веригата за обратна връзка на усилвателя U1A, регулира усилването на цялата система. След това сигналът се подава към филтър от втори ред с елементи U1B (TL074), R3 (68k), R4 (150k), C3 (22nF) и C4 (4,7 nF), който работи като филтър на Butterworth. Чрез верига C5 (220nF), R5 (100k), сигналът се подава към повторителя U1C, а след това през C6 (10uF) към входа на усилвателя U2 (TDA2030).

Кондензатор C6 осигурява отделяне на DC компонента на сигнала на предусилвателя от усилвателя на мощността. Резисторите R7 (100k), R8 (100k) и R9 (100k) служат за поляризиране на входа на усилвателя, а кондензатор C7 (22uF) филтрира компенсираното напрежение. Елементите R10 (4.7 k), R11 (150 k) и C8 (2.2 uF) работят в отрицателна обратна връзка и имат за задача да формират спектралните характеристики на усилвателя. Резистор R12 (1R) заедно с кондензатор C9 (100nF) формират изходната характеристика. Кондензатор C10 (2200uF) предотвратява преминаването постоянен токпрез високоговорителя и заедно със съпротивлението на високоговорителя определя долната гранична честота на целия усилвател.

Защитните диоди D1 (1N4007) и D2 (1N4007) предотвратяват скокове на напрежението, които могат да възникнат в намотката на високоговорителя. Захранващото напрежение в диапазона 18-30 V се подава към конектора Zas, кондензаторът C11 (1000 - 4700uF) е основният филтърен кондензатор (не пестете от неговия капацитет). Регулаторът U3 (78L15) заедно с кондензаторите C12 (100nF), C15 (100uF) и C16 (100nF) осигуряват 15 V захранващо напрежение към U1 чипа. Елементите R13 (10k), R14 (10k) и кондензаторите C13 (100uF), C14 (100nF) образуват делител на напрежение за операционни усилватели, образувайки половината от захранващото напрежение.

Събуфер монтаж

Цялата система е запоена към . Монтажът трябва да започне със запояване на два джъмпера. Редът на инсталиране на останалите елементи е произволен. В самия край трябва да се запои кондензатор C11, защото трябва да се монтира в легнало положение (краката трябва да бъдат съответно огънати).

Входният сигнал трябва да бъде свързан към входния конектор с помощта на усукани проводници (усукана двойка). Чипът U2 трябва да бъде оборудван с голям радиатор.

Веригата трябва да се захранва от трансформатор през токоизправител диоден мост, филтърният кондензатор вече е на платката. Трансформаторът трябва да има вторично напрежение от порядъка на 16 - 20 V, но след коригиране не трябва да надвишава 30 V. Към изхода трябва да се включи субуфер с добри параметри - много зависи от главата.

Усилвател за субуфер за TL074 и TDA7294.

Тази схема на усилвател за субуфер, базиран на чипове TL074, на който е сглобен филтърът и TDA7294 в крайния етап, беше намерен на един от турските сайтове, поне така преводачът на Google определи езика на текста на статията. Усилвателят ще произвежда 70 вата мощност при натоварване от 8 ома със захранващо напрежение ±35 волта. Вижте изображението по-долу за основните параметри на TDA7294:

Схематична диаграма на усилвател за субуфер:

Източник на платка, формат на печатна платка:

Платка източник, местоположение на елементите:

Използвайки горните снимки, начертахме печатна платка в програмата Sprint Layout, форматът на платката LAY6 изглежда така:

Снимка на формата на платката на усилвателя LAY6:

Дъската е проектирана да бъде изработена от едностранно фолио от фибростъкло. Размер 98 х 56 мм.

По-долу има моментна снимка печатна електронна платкаусилвател на субуфера:

Можете да изтеглите схемата на усилвателя за субуфера на TL074 + TDA7294, като използвате директна връзка от нашия уебсайт, която ще се появи в центъра на същата страница, след като щракнете върху всеки ред от рекламния блок по-долу, с изключение на реда „Платена реклама“. Размер на файла – 0.9 Mb.

За да свържете субуфер към източник на сигнал, един ULF не е достатъчен. Нуждаем се също от блок, който ще обработи сигнала, преди да бъде усилен от ULF. Ако източникът на сигнал не съдържа отделен нискочестотен линеен изход към събуфера LFE (нискочестотен ефект), тогава първо трябва да изолирате сигнала на събуфера с помощта на суматор.

След това сигналът трябва да бъде усилен до желаното ниво.

След това трябва да отрежете сигнала отдолу с помощта на Subsonic - устройство, предназначено да прекъсва инфра-ниските честоти под 20 Hz, които са особено вредни за високоговорителя, особено след като там не се чува нищо, но амплитудата на дифузора на тези честоти са максимални и има висок риск от удряне на бобината на високоговорителя и оставяне на високоговорителя извън експлоатация.

След това сигналът трябва да бъде отрязан от над 125-150Hz с помощта на нискочестотен филтър. За да координирате субуфера с останалите високоговорители, ще ви е необходим последният възел - фазовият контрол.

По-долу има диаграма на предусилвател за субуфер, той е направен на 4 операционни усилвателя: на 1-вия операционен усилвател е монтиран предусилвател за усилване на входния сигнал, на 2-рия операционен усилвател има 2-ри ред дозвуков с гранична честота 17 Hz, на 3-ти операционен усилвател има нискочестотен филтър с гранична честота 150 Hz, а на 4-ти операционен усилвател – фазоизместващ.

Устройството не изисква настройка. Усилването може да се регулира чрез съпротивления R5 и R4:

Захранването се подава от интегрирани положителни и отрицателни стабилизатори на напрежение 7815 и 7915. Ако имате стабилизиран източник биполярно захранванепри 15V, тогава те могат да бъдат изключени заедно с кондензатори C10, C11, C14, C15.

Капацитетите C11, C13, C15, C17, C18, C19 са захранващи филтри в схемата имат минимален капацитет от 0,1 µF, но ако е възможно, те могат да бъдат увеличени до 0,22-0,47 µF. C18, C19 са филтри за захранване на операционни усилватели и трябва да бъдат разположени в непосредствена близост до микросхемата (ако използвате собствено оформление на платката).

Ако устройството е разположено на разстояние до 70 mm от захранването, тогава кондензаторите C10 и C14 могат да бъдат елиминирани, като се използва захранващият филтър като тях.

За стабилна работа на банки 7815 и 7915 минималният капацитет на C14 и C15 е 10 µF. За стабилна работа на операционния усилвател минималният капацитет на C12 и C16 е 47 µF.

Схемата използва следните променливи резистори: P1 - двойна група A (линейни), и P2 и P3 - група B (обратни логаритмични). Съпротивлението на регулатора на нивото на сигнала P3 зависи от входното съпротивление на следващото стъпало, в нашия случай усилвателя на мощността. Съпротивлението на регулатора P3 трябва да отговаря на условието:

Разгром. източник на сигнал< R регулятора < R входн. усилителя

На практика входният импеданс на усилвателите е в диапазона 22k-200k, в повечето случаи входният импеданс на усилвателите е 100k.

Платка на устройството:

Оформлението на печатната платка във формат Spilnt-Layout може да бъде изтеглено от тук.

За да сглобите правилно усилвател за субуфер със собствените си ръце, трябва да се запасите със свободно време и търпение. Високи разходине са необходими средства. На първо място, трябва да закупите усилвател на мощност, произведен на интегрална схема. След това ще разгледаме как да сглобите усилвател за субуфер със собствените си ръце на базата на чипа TDA1562Q.

По-долу е електрическа схемаусилвател

Тази схема, в допълнение към усилвателя на мощността, има предусилвател, направен върху чип с двоен операционен усилвател, който също играе ролята на честотен филтър.

Когато се захранва от автомобилен акумулаторМаксималната изходна мощност на усилвателя ще бъде около 50 W, което е напълно достатъчно за „задвижване“ на среден субуфер.

Необходимо оборудване и компоненти

Така че, в допълнение към горната микросхема, ще ни трябва:

• операционен усилвател TL 072 (може да бъде заменен с микросхеми TL 062, TL 082 или 4558);
• резистори с мощност 0,25-0,5 W;
• електролитни кондензатори (нови!);
• неполярни кондензатори - филм;
• изолирани проводници;
• термична паста;
• радиатор с площ на дисперсия най-малко 600 cm²;
• едностранен PCB лист.

Разбира се, не можем без поялник, спойка и известни умения за работа с всичко това.

Инсталация

Основна платка на усилвателя

Схемата на платката на усилвателя е показана по-долу.

Печатна платка може да бъде направена чрез ецване на печатна платка с медна подложка с разтвор на железен хлорид. По-лесно е да прехвърлите шаблона на контактните релси върху дъската от лъскав лист хартия, върху който този шаблон е отпечатан с помощта на лазерен принтер. Нюансите на този метод могат лесно да бъдат намерени в интернет на съответните сайтове за електротехника.

Внимателно запояваме частите, премахвайки излишния поток. Това важи особено за микросхемите. Операционният усилвател може да се инсталира през осем-пиновия панел.

Запомнете: прегряване полупроводникови елементи, може да доведе до техния провал!

Индукторите L1 и L2 в изходния филтър на усилвателя са направени от емайлиран меден проводник с диаметър 1 mm, чрез навиване върху цилиндрична сърцевина с диаметър 5 mm. Броят на намотките е 20.

Чипът на усилвателя е инсталиран на радиатора. Тя трябва да има площ от повече от 600 cm². Ролята на радиатор може да изпълнява шасито на автомобила.

След като инсталирате всички елементи, свържете проводниците.

Блок за стабилизиране на мощността и комуникация

В горната схема използвахме най-много проста диаграмаУсилвателят се захранва от батерия, но за по-стабилна работа на усилвателя можете да го свържете чрез стабилизатор. Това устройствоможете да го сглобите сами (схема за всеки вкус може да се намери много лесно в интернет), но най-лесният начин е да използвате готов стабилизиращ блок от стар усилвател или да закупите нов.

В допълнение, стабилизиращият блок ви позволява да пестите енергия от батерията на автомобила.

Разрядът се предотвратява от реле с отделна клема REM, работеща под напрежение 12 V. Терминалът се монтира на изхода на радиото на автомобила, благодарение на което субуферът започва да работи заедно с музикалното устройство.

За да контролирате работата на усилвателя, можете да инсталирате светодиод в захранващата верига на устройството.

Окончателно сглобяване на устройството

След монтирането на платката завършваме окончателното сглобяване на усилвателя и го поставяме в корпуса. Тялото може да бъде направено независимо от обикновен шперплат с помощта на прободен трион. Диаграма с необходимите размери се изчертава върху шперплат, изрязва се с прободен трион и се закрепва с уплътнител.

Можете също така да закупите кутията в магазин или да използвате алуминиева кутия, която едновременно ще действа като радиатор.

Когато поставяте всички части в корпуса, трябва да осигурите свободна циркулация на въздуха в него по-добро охлажданеподробности.

Корпусът на усилвателя трябва да бъде здраво закрепен в колата.

Преди инсталиране е важно да се уверите, че полярността на захранването е правилна, в противен случай устройството веднага ще изгори.

Разбрахме как да направим усилвател за субуфер, остава само да проверим неговата производителност. Това може да се направи у дома, но в никакъв случай не трябва да пренебрегвате правилата за безопасност, в противен случай може да получите токов удар или да повредите устройството. Тестването се извършва по следния начин: усилвателят се захранва от батерия и се свързва високоговорител със съпротивление 20 ома. Прилага се товар към усилвателя и се проверява мощността.