Усилители – электронные самоделки для усиления сигналов

Стерео усилитель звука на TDA7262

Hi – Fi усилитель на два канала.

У этой микросхемы большой диапазон напряжения по питанию, а ток на выходе достигает 3,5 ампер. Также доступна функция ожидания и защита от кз и перегрева во время работы.

Предельные характеристики микросхемы

Напряжение питания Uпит	25 В
Выходной пиковый ток	4,5 А
Рассеиваемая мощность Pрасс	30 Вт
Рабочая температура Траб	-20…+85 °C

Плюсы микросхем TDA

1. Для того, чтобы собрать на них усилитель, достаточно подвести питание, подключить динамики и несколько радиоэлементов.
2. Габариты этих микросхем совсем небольшие, но надо будет их ставить на радиатор, иначе будут сильно греться.
3. Они продаются в любом радиомагазине. На Али что-то дороговатые, если брать в розницу.
4. В них встроены различные защиты и другие опции, типа отключения звука и тд. Но по моим наблюдениям, защиты срабатывают не очень хорошо,  поэтому микросхемы часто дохнут или от перегрева, либо от короткого замыкания. Так что желательно не замыкать выводы микросхемы между собой и не перегревать микросхему, выжимая из нее все соки.
5. Цена. Я бы не сказал, что они очень дорогие. По цене и выполняемым функциям им нет равных.

Схемы усилителей звука низкого напряжения

Микросхема обеспечивает коэффициент усиления 20 при небольшом количестве задействованных внешних компонентов. Добавление резистора и конденсатора между выводами 1 и 8 увеличит коэффициент усиления до любого значения от 20 до 200.

LM386 работает с напряжением от 4 В до 12 В, при этом имеет низкий ток покоя 4 мА. Интегральная схема способна обеспечить усиление по напряжению от 20 до 200. Она также может работать от батареи. Чип поставляется в корпусах разного размера.

Принципиальная электрическая схема

Схемы усилителей звука — необходимые компоненты

№	Обозначение	Номинал	Количество
1	C2, C4	10 мкФ	2
2	C1	2,2 мкФ	1
3	C7	220 мкФ	1
4	C3, C5	0,1 мкФ	2
5	C6	0,22 мкФ	1
6	R1	1 кОм	1
7	R2	2,2 кОм	1
8	R3	22 кОм	1
9	D1	LED	1
10	U1	LM386	1
11	RV1	10 кОм	1
12	J1, J2, J3	Винт-клемма_01x02	3

Конструкция и принцип работы усилителя

Эта схема усилителя звука низкого напряжения управляет громкоговорителями 4 Ом, 8 Ом и 16 Ом. Источник постоянного тока на 6 вольт, используется для смещения напряжения для этой схемы. Аудиовход подается на неинвертирующий контакт через конденсатор C1 и переменный резистор RV1, изменяя значение RV1, мы можем регулировать выходную громкость.

Инвертирующий контакт этой ИС заземлен, выводы байпаса и усиления подключены через компоненты C4 и R2. Выход от контакта 5 подключен к винтовой клемме через конденсатор C7, сигнальный светодиод указывает на состояние ВКЛ этой схемы усилителя.

Печатная плата

Схемы усилителя звука низкого напряжения. Файлы Gerber для печатной платы LM386

Усилитель звука на TEA 2025 B

TEA2025B питается в широком диапазоне однополярного напряжения: 3…15 В. Выходная мощность в режиме стерео 2 по 2,3 Вт. Нагрузкой являются два динамика, сопротивлением звуковой катушки 4 Ом. Также на микросхему можно подавать и моно сигнал. Тогда нагрузкой будет служить один динамик.

Важно!!! Приучите себя проверять схемы, найденные в интернете, с типовыми схемами включения, приведенными в даташите соответствующей микросхемы. Очень часто встречают ошибки. Поэтому не лишним будет заглянуть в первоисточник. Поскольку производители микросхем в технической документации ошибок не допускают, в отличие от сайтов радиолюбителей.

Мы будем делать стерео усилитель.

Прежде всего, для подключения к выходу звуковой карты компьютера или смартфона или просто к аудиовыходу другого устройства, например приемника или тюнера, нам понадобится аудио штекер.

Аудио штекеры бывают для моно сигнала (однопиновый), стереосигнала (2-х пиновый), стерео с микрофоном (4-х пиновый). В нашем случае необходимо использовать аудио штекер 2-х пиновый и без микрофона.

Один пин – это левый канал. Второй пин – правый канал. Третий контакт – это общий провод для двух каналов.

Во избежание ошибки, место пайки проводов проще всего прозвонить с соответствующими пинами.

И так, штекер готов, но пока что мы его никуда не припаиваем.

Также нам понадобятся два самых простых, но одинаковых по характеристикам динамика. Вполне подойдут динамики, мощность по 3 Вт, сопротивлением звуковой катушки 4 Ом.

Обратите внимание, динамики также имеют полярность, которая обозначает начало и конец звуковой катушки. В дальнейшем нам ее также необходимо придерживаться.

Следующий обязательный компонент любого усилителя звука – это блок питания. Подойдет блок питания на 9 В или 12 В, мощностью от 9 Вт. Чтобы узнать, как сделать такой блок питания, перейдите по ссылке.

Я буду применять блок питания с регулировкой выходного напряжения, который я показывал, как сделать в своем курсе для начинающих электронщиков.

УНЧ TDA8196 12 дБ

Простая схема усилителя мощности на TDA8196. Схема для начинающего радиолюбителя. Не требует много деталей и простая в сборке. Миниатюрный мостовой усилитель мощности низкой частоты с электронным регулятором громкости.

Есть защита выходного каскада от кроткого замыкания, термозашита при перегрузках. Ну и конечно же защита от статики. Усилитель можно регулировать и как потенциометром, так и простым электронным регулятором громкости.

Характеристики TDA8196

Напряжение питания Uпит	10,8 — 13,2 В
Ток потребления Iпотр	12 мА
Опорное напряжение Uопорн	6,6 В
Входное аудио сопротивление	10 — 13 кОм
Входное аудио сопротивление	0,2 — 1 кОм
Коэффициент гармоник Kr	0,4 — 1 %
Напряжение шума на выходе	40 мкВ

Предельные значения микросхемы

Напряжение питания Uпит	16 В
Рабочая температура Траб	-55…+125 °C
Температура хранения Тхран	0…+70 °C

Мини усилитель звука для колонок своими руками

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.

УМЗЧ для сабвуфера

Сабвуфер, что можно перевести как «подбасовик» или, дословно, «подгавкиватель» воспроизводит частоты до 150-200 Гц, в этом диапазоне человеческие уши практически не способны определить направление на источник звука. В АС с сабвуфером «подбасовый» динамик ставят в отельное акустическое оформление, это и есть сабвуфер как таковой. Сабвуфер размещают, в принципе, как удобнее, а стереоэффект обеспечивается отдельными СЧ-ВЧ каналами со своими малогабаритными АС, к акустическому оформлению которых особо серьезных требований не предъявляется. Знатоки сходятся на том, что стерео лучше все же слушать с полным разделением каналов, но сабвуферные системы существенно экономят средства или труд на басовый тракт и облегчают размещение акустики в малогабаритных помещениях, почему и пользуются популярностью у потребителей с обычным слухом и не особо взыскательных.

«Просачивание» СЧ-ВЧ в сабвуфер, а из него в воздух, сильно портит стерео, но, если резко «обрубить» подбасы, что, кстати, очень сложно и дорого, то возникнет очень неприятный на слух эффект перескока звука. Поэтому расфильтровка каналов в сабвуферных системах производится дважды. На входе электрическими фильтрами выделяются СЧ-ВЧ с басовыми «хвостиками», не перегружающими СЧ-ВЧ тракт, но обеспечивающими плавный переход на подбас. Басы с СЧ «хвостиками» объединяются и подаются на отдельный УМЗЧ для сабвуфера. Дофильтровываются СЧ, чтобы не портилось стерео, в сабвуфере уже акустически: подбасовый динамик, ставят, напр., в перегородку между резонаторными камерами сабвуфера, не выпускающими СЧ наружу, см. справа на рис.

Усилитель и акустика для сабвуфера

К УМЗЧ для сабвуфера предъявляется ряд специфических требований, из которых «чайники» главным считают возможно большую мощность. Это совершенно неправильно, если, скажем, расчет акустики под комнату дал для одной колонки пиковую мощность W, то мощность сабвуфера нужна 0,8(2W) или 1,6W. Напр., если для комнаты подходят АС S-30, то сабвуфер нужен 1,6х30=48 Вт.

Гораздо важнее обеспечить отсутствие фазовых и переходных искажений: пойдут они – перескок звука обязательно будет. Что касается КНИ, то он допустим до 1% Собственные искажения басов такого уровня не слышны (см. кривые равной громкости), а «хвосты» их спектра в лучше всего слышимой СЧ области не выберутся из сабвуфера наружу.

Во избежание фазовых и переходных искажений усилитель для сабвуфера строят по т. наз. мостовой схеме: выходы 2-х идентичных УМЗЧ включают встречно через динамик; сигналы на входы подаются в противофазе. Отсутствие фазовых и переходных искажений в мостовой схеме обусловлено полной электрической симметрией путей выходного сигнала. Идентичность усилителей, образующих плечи моста, обеспечивается применением спаренных УМЗЧ на ИМС, выполненных на одном кристалле; это, пожалуй, единственный случай, когда усилитель на микросхемах лучше дискретного.

Примечание: мощность мостового УМЗЧ не удваивается, как думают некоторые, она определяется напряжением питания.

Пример схемы мостового УМЗЧ для сабвуфера в комнату до 20 кв. м (без входных фильтров) на ИМС TDA2030 дан на рис. слева. Дополнительная отфильтровка СЧ осуществляется цепями R5C3 и R’5C’3. Площадь радиатора TDA2030 – от 400 кв. см. У мостовых УМЗЧ с открытым выходом есть неприятная особенность: при разбалансе моста в токе нагрузки появляется постоянная составляющая, способная вывести из строя динамик, а схемы защиты на подбасах часто глючат, отключая динамик, когда не надо. Поэтому лучше защитить дорогую НЧ головку «дубово», неполярными батареями электролитических конденсаторов (выделено цветом, а схема одной батареи дана на врезке.

Немного об акустике

Акустическое оформление сабвуфера – особая тема, но раз уж здесь дан чертеж, то нужны и пояснения. Материал корпуса – МДФ 24 мм. Трубы резонаторов – из достаточно прочного не звенящего пластика, напр., полиэтилена. Внутренний диаметр труб – 60 мм, выступы внутрь 113 мм в большой камере и 61 в малой. Под конкретную головку громкоговорителя сабвуфер придется перенастроить по наилучшему басу и, одновременно, по наименьшему влиянию на стереоэффект. Для настройки трубы берут заведомо большей длины и, задвигая-выдвигая, добиваются требуемого звучания. Выступы труб наружу на звук не влияют, их потом отрезают. Настройка труб взаимозависима, так что повозиться придется.

Усилитель мощности на 200-300 Ватт

Первый усилитель (рис. 1) выполнен по классической схеме:

• дифкаскад с генератором тока (Т1—ТЗ);
• усилитель напряжения (Т4) с генератором тока (Т6);
• двухтактный составной повторитель (T9—Т14) с электронной защитой (Т7Т8) от К.З. нагрузки.

Характеристики. УМЗЧ обеспечивает на нагрузке 4 Ом номинальную (синусоидальную) мощность 200 Вт, а максимальную (музыкальную) 300 Вт при коэффициенте гармоник не более 0,5%, полосе частот 5—60000 Гц и относительном уровне собственных шумов и помех -110 дБ. Входное сопротивление 6,8 кОм, чувствительность 1,55 В.

Напряжения питания ±50 В, катушка TL1 намотана на резисторе 2 Вт/10 Ом и содержит 20 витков провода 0,8 мм. Настройка сводится к установке триммером R5 нуля на выходе.

Рис. 1. Схема эстрадного усилителя мощности низкой частоты (УМЗЧ) повышенной мощности на 300 Вт.

Собираем усилитель 500 Вт на транзисторах навесным монтажом

Каждый радиолюбитель хоть раз в жизни должен собрать усилитель мощности звуковой частоты. В этом примере как раз представлен такой образец мощность 500 Вт. Собирается эта модель быстро, буквально за 1 час. Класс усилителя – АВ, аналоговый на биполярных транзисторах. Схема построена по классическому принципу. Выходной транзистор составной, состоит из 5 штук на каждое плечо.
Применение во входном каскаде операционного усилителя с отрицательной обратной связью позволило свисти к минимуму линейные искажения.

Понадобится

Транзисторы мощности и операционный усилитель:

• 2SC5200 Транзисторы х 5
• 2SA1943 Транзисторы х 5
• ОУ HA17741 x 1
• SC 2SC2073 Транзисторы х 2.
• S 2SA940 Транзисторы х 2.
• 3 0,33 / 5 Вт резисторы х 10.
• 4.7 / 1W резисторы x 10.
• резисторы 10/2 Вт x 2.
• резисторы 100/1 Вт х 6.
• резисторы 330/1 Вт х 2.
• 10 резисторов х 1.
• 100 резисторов х 1.
• 1K резисторы х 1.
• 5K6 резисторов х 2.
• резисторы 10К х 2.
• 47К резисторов х 1.
• резисторы 100К х 1.
• 33P конденсаторы х 1.
• конденсаторы 220P x 4.
• 680P конденсаторы х 1.
• 0.1 мкФ конденсаторы х 1.
• 10 мкФ / 50 В конденсаторы х 2.
• 100 мкФ / 25 В конденсаторы х 3.
• 10.000 мкФ / 80 В конденсаторы х 2 или х 4.
• Диод 4148 х 2.
• Диодный мост 35A X 1.
• Стабилитрон 15V X 2.
• Катушка 16 витков (медная проволока диаметром 1,5мм).
• 50 К Потенциометры х 1.
• Слюдяная изоляция транзисторов x 10.
• Алюминиевый радиатор х 1.
• Трансформатор 45 – 50 В переменного тока 2 x 30A.

Схема

Питание двуполярное – 70 Вольт.

Как сделать мощный усилитель

В радиаторе сверлим отверстия под транзисторы и нарезаем в них резьбу. Теплопроводящей пастой смазываем слюдяные прокладки с обеих сторон и раскладываем на места, где будут крепиться транзисторы.
Устанавливаем транзисторы. 5 штук одной структы на одной стороне, другой на противоположной.
Снизу под контактами изолируем радиатор клейкой лентой.
Соединяем коллекторы по каждой стороне.
Подпаиваем к базам согласующие резисторы.
Припаиваем к эмиттерам согласующие пятиваттные резисторы и присоединяем их к общему проводнику.
Из катушки 16 витков проводом 1,5 мм и резистора соберем буферную цепь и подключим ее к выходу усилителя.

Далее припаиваем управляющие транзисторы и цепи коррекции согласно схемы.

Обязательно не забудем включить в схему ВЧ конденсаторы, которые не дадут усилителю возбуждения на высоких частотах.
В дело идет операционный усилитель.
Вполне можно использовать любой другой. Далее сажаем переменный резистор на супер клей.
Продолжаем собирать схему.

Запаиваем снабберную цепь в конце.
К выходу усилителя припаиваем провода с разъемами.
Усилитель готов. Переходим к сборке блока питания. Он имеет самую что нинаесть классическую схему из диодного моста и пары мощных конденсаторов.
Трансформатор выполнен на тороидальном сердечнике.

Подключаем к усилителю динамическую готовку.
Все работает отлично. Если все собранно правильно и из исправных компонентов, то усилок в настройке не нуждается.
Перед подключение динамика следует замерить напряжение средней точки. Оно должно быть равным половине питания.
Динамик на 200 Вт. Мощности хватает с запасом, что не удается даже прибавить потенциометр на 1/3, так как диффузор начинает сильно трястись. Использование мощной акустической системы решает эти проблемы.

Усилитель на микросхемах LM3886

Характеристики усилителя:

2 канала по 38 Ватт на нагрузке 8Ом

Соотношение сигнал/шум >92дБ по даташиту.

Коэффициент гармонических искажений 0,03%

Полоса пропускания от 10Гц до 100 кГц.

Сегодня я расскажу, о том, как собирал свой усилитель на микросхемах LM3886. На самом деле это уже 2ой мой усилитель на этих микросхемах. Уж больно они мне понравились своим качеством и относительной простотой сборки. До этого был ультралинейный усилитель класса A на транзисторах по схеме J.L. Hood.

Т.к. это усилитель класса A, то грелся он адски даже на очень больших радиаторах в точно таком же корпусе, как на первой фотографии. Тогда я даже нашел оригинальные транзисторы 2N697 фирмы Motorola:

Качество звучания меня расстроило. Уж слишком простая схема без глубокой обратной связи. Поэтому искажения, особенно на высоких частотах мне не понравились. Усилитель выдавал 10Ватт на каждый канал, потребляя при этом 1,2A при 27В каждый. Таков уж сам по себе класс А. Да АЧХ у него максимально линейная. Сейчас эти платы просто лежат без дела и ждут своего часа. В скором времени попробую послушать их еще раз. Каждый заслуживает второго шанса 🙂 Заранее предвидев все сложности с данной схемой, я параллельно заказал в Китае все детали для сборки усилителя на микросхемах. Заказал сразу и LM3886 и TDA7293. Очень хотелось их сравнить. Не смотря на гораздо более позитивные отзывы в этих ваших интернетах на TDA7293, её звучание мне показалось грязным. Возможно, виной тому плохая разводка печатной платы, а может и что другое – я не знаю. Так или иначе, усилитель я делал для себя, поэтому оставил то, что понравилось именно мне. Тяжелый рок и метал, которые очень динамичные, мощные стили, заполняющие весь частотный диапазон гармониками, звучат на LM3886 просто превосходно, не говоря уже и про другие стили. Сейчас пишу это и слушаю Chris Rea. Слушать любую музыку на нем – одно удовольствие. Очень хорошая отдача на басах, благодаря мощному трансформатору и хорошему выпрямителю, и очень чистые высокие частоты, которые не смешиваются в белый шум, как это часто бывает на усилителях с большим коэффициентом гармоник. Усилитель понравился на столько, что я решил собрать ему собрата, лишенного детских болезней, которые я допустил, собирая первый. Очень долго я ждал, пока придут все детали из Китая. Пока все пришло, пока я ждал, когда китайский друг повторно вышлет то, что должен был выслать, а не то, что пришло – прошло два месяца. ЛУТ-ом заниматься не хотелось, т.к. моя цель – чтобы усилитель выглядел максимально профессионально. И вот все готово к сборке.

Куча посылок все это время копилась у меня дома, и я специально не убирал их со своих глаз.

Вот так выглядит все содержимое этих безликих коробочек:

Трансформатор я опрометчиво тоже заказал в Китае. Вышло очень и очень дорого. Так делать не рекомендую. Дешевле заказать намотку в России. Этот конкретный экземпляр на 150 Ватт и вторичные обмотки с отводом от середины 20В-0-20В. После выпрямления получается двухполярное питание -28В-0+28В. То, что доктор прописал. Вообще, трансформатор и алюминиевый корпус – это самое дорогое на этой фотографии. На этой же фотографии можно заметить и выпрямитель для него с четырьмя огромными конденсаторами по 10000 мкФ 50В каждый. Каюсь, его я не утерпел и спаял еще до того, как пришли все детали, поэтому на той фотографии он уже в сборе. А вот так выглядел до:

Вот так выглядят платы усилителя и выпрямителя сразу после распаковки:

Кому интересно, оставлю голые печатные платы. Все никак не дойдут руки сделать Gerber-файлы, для их заказа на будущее. Хотя не думаю, что выйдет дешевле. Лучше удешевить корпус и трансформатор.

Ну что, погнали канифоликейшен!

Пара фтоток, чтобы показать, как правильно паять штырьковые компоненты. Паять нужно не более 3 секунд каждый вывод, применяя флюс и припой с содержанием серебра, т.к. он не содержит свинца. Он ведь вредный. Только по этому. Канифоль я использую только для облужиания жала паяльника. Обратите внимание, что припой должен выходить на обратную сторону платы и обволакивать вывод возле самого корпуса резистора. Ну и конечно, если ничего не перегревать, то место пайки будет блестеть. Так и должно быть. Ещё на платах с металлизированными отверстиями рекомендую не прижимать компоненты вплотную к плате для того, чтобы легче было смыть остатки флюса. Промывку нужно делать всегда, даже если на флюсе написано, что можно не смывать.

Спустя некоторое время…

Позже для проставок, на которых стоят платы, я просверлил в корпусе отверстия и нарезал под них резьбу. Снизу в корпусе не торчит ни одна головка винта. Все подзалицо. Именно так крепится материнская плата в корпусе компьютера. Микросхемы крепятся к радиаторам по такому же принципу. Так как корпуса у них полностью пластиковые, то нет необходимости изолировать их от корпуса усилителя. Немного термопасты и готово. Просто и удобно.

Дальше нужно было прикинуть компоновку плат в корпусе, просверлить под них отверстия и нарезать резьбу. Все это я делал обычной дрелью вручную. Нужно будет обязательно купить станину для неё.

Ну вроде не плохо.

Вот что получилось после этого:

В качестве регулятора громкости был применён дорогой японский сдвоенный переменный резистор ALPS 27 50kOhm. Он уже давно себя зарекомендовал только с хорошей стороны и в своих проектах я применяю только их. Под регулятор громкости была заказана специальная плата для удобства монтажа. На фото, где все детали, виден блок из 10 таких плат. После я просверлил отверстия под разъемы для колонок и входов RCA. Кстати, рекомендую применять такие разъемы, которые можно закрепить изнутри корпуса. Это гораздо удобнее, т.к. Вы их сначала запиваете, а потом крепите. В противном случае придется их паять уже в корпусе, а это дико не удобно.

Ну и фотографии готового усилителя в конце:

Немного подробнее про характеристики усилителя.

2 канала по 38 Ватт на нагрузке 8Ом (как раз на фото)

Соотношение сигнал/шум >92дБ по даташиту.

Коэффициент гармонических искажений 0,03%

Полоса пропускания от 10Гц до 100 кГц.

На осциллографе синус не уменьшается на 96кГц ни сколько. Дальше посмотреть не позволяет мой аудио интерфейс E-MU, т.к. его максимальная частота дискретизации 192кГц. Да и этого диапазона ни к чему. Будем считать верхнюю граничную частоту в примерно 100кГц. Как-то так. Нижняя граничная частота определяется входными конденсаторами.

Искажение типа «ступенька», присущее усилителям класса АВ, (за что их часто ругают) на осциллографе разглядеть не удалось, а на слух и тем более. Микросхемы достаточно качественные.

Выходное напряжение усилителя 18,5В (действующее значение) без ограничения синуса на 1кГц. Это нам даёт около 43 Ватт на канал. Что сопоставимо с данными даташита (38 Ватт). Поэтому думаю, что К гармоник – не хуже чем по даташиту, к сожалению замерить его нет технической возможности в данное время, но я думаю, что он не отличается от указанного.

При включении никаких щелчков. В микросхеме есть своя защита. Нет ни фона ни даже шипения никакого. Даже не понятно, включен усилитель или нет до того, как ни заиграет музыка.

В целом я остался очень доволен.

Теперь нужно думать над следующим проектом. Пока не решил, что это будет. Возможно полный усилитель на транзисторах с селектором входов, предусилителем с регулятором тембра, тонкомпенсированной регулировкой громкости, спектральным индикатором сигнала и все это в одном корпусе! Возможно, цап для этого усилителя на микросхеме AK4495seq, который я уже собирал своему школьному другу. Надо будет только добавить в него усилитель для наушников. Цап очень хорошо себя показал.

Усилитель мощности 2000Вт

В этом усилители мощности на выходе используются транзисторы 2SC5359 и 2SA1987. Схема этого усилителя мощности более сложнее, опубликованных в этой статье.

Электронная схема усилителя

Для питания данного усилителя нужно двухполярное питание (+/- 85 В) с постоянным током около 20А.

Как вам статья?