Предварительный усилитель своими руками

Род Элиотт (Rod Elliott — ESP)

Схем предусилителей существует множество, а при условии соблюдения несколько простых мер предосторожности и использовании современных операционных усилителей они очень просты в разработке и обеспечивают высокую производительность. Обращаюсь к тем, для кого ОУ «под запретом»: Пожалуйста, пропустите этот раздел, но ТОЛЬКО после прочтения следующих двух абзацев.

Несмотря на то, что в аудиофильских кругах операционные усилители считаются чем-то плохим, необходимо помнить о том, что звук от инструмента музыканта до ушей слушателя проходит через где-то от 10 до 100 операционных усилителей – в микшере (как правило, более одного раза), во внешних устройствах эффектов, в устройстве записи (аналоговом или цифровом), и, наконец, в самом проигрывателе компакт-дисков. Многие из них не так хороши, как те, которые используются в этой конструкции.

Это не означает, что хороший ламповый предусилитель не будет звучать лучше (или, возможно, просто по-другому), но не стоит также верить мифам о плохом «микросхемном звуке», которые весьма популярны. Это мнение тех, кто использовал и ламповые предусилители, и предусилители на ОУ моей конструкции.

Описание

Предусилитель имеет опциональные регуляторы тембра и баланса, которые могут не включаться при желании. Селектор входов может быть расширен, если это необходимо, чтобы обеспечить больше источников сигнала.

Регулятор тембра построен на пассивных элементах управления, но не включает традиционную схему с обратной связью Баксандала. Он обеспечивает регулировку в пределах ±6 дБ на максимуме, что может показаться недостаточным (большинство регуляторов тембра предлагают от 12 до 20 дБ), но в действительности, этого, как правило, вполне достаточно для тех корректировок, какие обычно необходимы.

Примечание: Регулятор тембра был немного изменен с момента оригинальной публикации этой схемы. В регуляторе ВЧ в идеале должен использоваться конденсатор 1 нФ (10 нФ был использован ранее). В приведенной схеме обеспечивается регулировка ±3 дБ на частотах 6 кГц и 55 Гц в крайних положениях потенциометров.

Если изменение тембра слишком незначительно, увеличение емкости конденсаторов в цепях регулировки низких и высоких частот (100 нФ и 1 нФ соответственно) понизит частоту, и наоборот. В случае использования небольших акустических систем в цепи регулятора низких частот лучше использовать конденсатор 47 нФ.

В схеме предусмотрен опциональный выход на запись. Его можно исключить, если он не нужен. Излишне говорить, что может быть использовано любое устройство записи, и оно не обязательно должно быть магнитофоном.

Селектор входов и коммутация цепей

Каких-либо особенностей в конструкции здесь нет, но при монтаже следует соблюдать осторожность, чтобы гарантировать, что провода левого и правого каналов разделены везде, где это возможно, чтобы предотвратить перекрестные помехи. В качестве селектора входов рекомендуется использовать поворотный переключатель с удлиненным валом. Это позволит разместить все входы и переключатель в пределах одной секции и надежно их экранировать.

Регуляторы входного сигнала для CD и DVD входов позволяют сбалансировать уровни с другими источниками. Проведя небольшое количество экспериментов необходимо обеспечить возможность переключаться с одного входа на другой с сохранением уровня громкости.

Разъемы «Tape Out» подключены к выходам первого каскада усиления, поэтому для компенсации прироста уровня сигнала (6 дБ) добавлен аттенюатор. Он также обеспечивает полезную буферизацию на входе усилителя от любых паразитных сигналов, которые могут возникнуть, когда подключено устройство записи.

Входной буфер и регулировка тембра

На схеме показан только левый канал. Правый канал идентичен, и использует вторую половину ОУ NE5532. Обратите внимание, как подключается питание к ОУ:

При неправильном подключении операционные усилители выйдут из строя!

Входной каскад имеет коэффициент усиления 2 (6 дБ) и выполняет роль буфера для темброблока. Буферный каскад на выходе темброблока также имеет  2-хкратное усиление, чтобы компенсировать потери на стадии регулировки тембра (6 дБ).

Таким образом, общее усиление после регуляторов тембра составляет 4 (для тех частот, которые усилены до максимума).

С учетом стандартного сигнала 2 В RMS с проигрывателя компакт-дисков, выход составит 8 В RMS или пик амплитуды 11,3 В (при условии, что регулятор уровня входного сигнала на максимуме).

Чтобы предотвратить срез сигнала на пиках, напряжения питания ОУ должно быть не ниже ± 15 В. Уровень сигнала других источников будет значительно ниже 2 В RMS проигрывателя компакт-дисков. Поэтому исключается все вероятные возможности клиппинга.

Обратите внимание, что регуляторы тембра в центральном положении обеспечивают практически ровную АЧХ. Любое отклонение будет вызвано, скорее всего, механическими, а не электрическими причинами.

При переключении S2 все элементы темброблока и выходной буфер исключаются из цепи.

Баланс, громкость, выходной каскад усиления

Выходной каскад обеспечивает основную часть усиления (12,6 дБ), и включает в себя регуляторы громкости и баланса. Регулятор баланса вносит ослабление 2,3 дБ в центральном положении и имеет полулогарифмическую характеристику.

Поэтому в районе центрального положения движка легко обеспечивается точный контроль. Когда элемент управления поворачивается в крайнее положение, противоположный канал получает 1 дБ сигнала.

Использование ступенчатой ​​регулировки усиления может снизить уровень шума

  • Если ваш усилитель имеет необычно высокую чувствительность, необходимо увеличить значение R19. Усиление этого каскада определяется по формуле:
  • Ку = 20log((R18 + R17) / R17) — 2,3 дБ (2,3 дБ теряется в управлении балансом)
  • Общий коэффициент усиления системы со всеми элементами управления (кроме регуляторов тембра) на максимуме составляет 18,5 дБ, поэтому 230 мВ будет выводить усилитель с чувствительностью входа 2 В на полную мощность.

Если требуется большее усиление (что весьма маловероятно), то это может быть реализовано за счет снижения номинала R17 в оконечном выходном каскаде (в настоящее время 22 кОм). Если, например, нужен общий коэффициент усиления 24 дБ, то значение R17 должно быть уменьшено до 12 кОм. При этом собственный шум повышается пропорционально увеличению коэффициента усиления.

Для работы с усилителями мощности обычной чувствительности (с усилением 27 дБ) общий коэффициент усиления предусилителя в 10 дБ достаточен для большинства источников. Это значение может быть достигнуто путем увеличения R17 до 82 кОм, так что общее усиление будет

6 дБ + 7 дБ – 2,3 дБ = 10,7 дБ

По желанию значения R17 и R18 могут быть разделены на 10 (до 10 кОм и 2,2 кОм, как показано на схеме). Это может уменьшить шум за счет более низких импедансов. Я не измерял уровни шума в обеих конфигурациях, но они будут очень низкими в любом случае.

Все потенциометры использованы с линейной характеристикой.

Каждый ОУ должен быть зашунтирован электролитическими конденсаторами 10 мкФ х 25 В от каждого плеча питания на землю и конденсаторами емкостью 100 нФ между выводами питания (см. рис. 4).

Последние должны располагаться как можно ближе к выводам питания ОУ, расположение электролитов  10 мкФ не критично.

Отказ от шунтирования приведет к возникновению высокочастотных колебаний, которые значительно исказят звучание предусилителя.

Указанные ОУ весьма распространены, и их не составит труда найти. Несомненно, есть и лучшие устройства, но общее качество NE5532, используемых в этой конструкции, должно удовлетворить самых взыскательных слушателей. Эти устройства имеют внутренний стабилизатор, и не требуется никакой внешней стабилизации.

Обратите внимание, что все операционные усилители (за исключением буфера тона) работают с усилением по постоянному току. Это приводит к появлению на выходах ОУ постоянного напряжения в пределах нескольких милливольт. Для устранения этого потребовалось бы использование электролитических конденсаторов на пути прохождения сигнала, чего хотелось избежать.

Использование выходного конденсатора емкостью 2,2 мкФ предотвратить попадание постоянного напряжения в последующие устройства. Категорически не рекомендуется удалять эти конденсаторы, т.к.

постоянное напряжение (даже в небольших количествах) передавать в усилитель не допускается! Параллельное включение двух конденсаторов 2,2 мкФ обеспечивает сигнал на уровне -3 дБ при частоте до 5 Гц и нагрузке 10 кОм.

Это должно быть приемлемым для большинства усилителей

  1. 100 Ом резистор на выходе предназначен для предотвращения каких-либо колебаний ОУ при подключении к коаксиальному кабелю.
  2. Источник питания и рекомендации по конструкции
  3. В качестве подходящего источника питания целесообразно использование внешнего трансформатора, чтобы исключить любую возможность наводок, особенно если используется фонокорректор.

Подходящий источник питания представлен в проекте 05 (см. Project 05). В этом случае используется трансформатор, обеспечивающий 16 В переменного напряжения, а выпрямление, фильтрация и стабилизация смонтированы в пределах шасси предусилителя.

Если же вы хотите включить трансформатор в шасси, используйте трансформатор тороидального типа (20 ВА более чем достаточно), чтобы снизить магнитные поля до минимума.

При подключения к электросети будьте внимательны и соблюдайте меры предосторожности, сетевое напряжение опасно для жизни! В этом случае используйте стандартный разъем питания типа IEC.

Для подключения к источнику переменного напряжения 12 В рекомендую использовать разъемы XLR. Они значительно более надежны, чем трубчатые разъемы питания и никогда не выпадают.

Соединения XLR описаны на странице проекта источника питания

В качестве входных и выходных разъемов рекомендую использовать позолоченные типа RCA. Резисторы лучше использовать 1% металлопленочные. Они имеют гораздо более низкий уровень шума, чем углеродистые.

Оригинал статьи

Источник: https://cxem.net/sound/soundpred/soundpred38.php

Предусилитель своими руками

Предусилитель своими руками — с регулятором тембра

Предусилитель своими руками — рекомендую радиолюбителям схему простого и вместе стем высококачественного предварительного усилителя мощности звука с встроенным тембр блоком. Преамп построен на базе широко известного двухканального операционного аудио усилителя LM833.

Рабочая область микросхемы реализована по схеме не инвертирующего усилителя с последовательной отрицательной обратной связью по напряжению, а незадействованная область собрана по схеме повторителя, то есть по просту заглушена. Эффективная полоса пропускания данной схемы находится в пределах от 0.6 Гц до 18 кГц. Приблизительный коэффициент усиления находится в диапазоне от 0.9 до 110 исходя от выставленных значений подстроечного резистора.

Сдвоенный операционный усилитель LM833 изначально разрабатывался для применения в высококачественных звуковых устройствах. Таких, например; как пред усилители и фильтры, которые не могут работать без дву-полярного блока питания.

Читайте также:  Легендарный детский пистолет «пугач» своими руками

Схема данного аппарата способна работать с питающими напряжениями в диапазоне от ±6v до ±18v, при этом коэффициент нелинейных искажений (КНИ) составляет только лишь 0.002%.

Пиковое усиление по напряжению ОУ LM833 достигает 112дБ с номинальным током 6мА.

Схема предварительного усилителя

  • В качестве операционного усилителя можно применять любой другой двух канальный ОУ.
  • На снимке печатная плата:
  • Компоновка элементов на печатной плате.
  • Номиналы всех установленных в схеме элементов показаны на картинке ниже:
  • Список компонентов:

Данную модель преампа можно применять как в комплекте усилителя мощности звука, так и как дополнительный модуль предварительного усилителя.

Зачем нужен предварительный усилитель

Основной задачей устройства является выполнения функции усиления звукового сигнала до такого значения, при котором он становится более подходящим для оконечных усилителей мощности. Предусилитель подбирает системный уровень звукового сигнала от разнообразных источников звука. При усилении сигнала, предварительный усилитель несколько изменяет звуковой тембр.

  Предварительный усилитель Dan D’Agostino Momentum HD

Далее, воспроизводящая аудио система обеспечивает линейность и минимум искажений.

Например, чтобы добиться прозрачного звука гитары, без этой особенности устройства, никак не справится во время выстраивания безукоризненного звучания электрогитары.

Как известно, электрогитара обладает своим специфическим звуком. Следовательно, дополнительно вносимые тембровые эффекты привносят в первоначальный гитарный звук, знакомое гитарное звучание.

Используя некоторые модели преампов можно извлечь новое, уникальное звучание.

Предварительные усилители разделяются на категории их применения, такие как для работы с инструментальным звуком, для работы с микрофоном и есть еще универсальные.

Например: на вход инструментального преампа можно напрямую подавать сигнал с гитары. Микрофонные естественно работают с микрофонами. Универсальные имеют возможность, переключаться между микрофонным и инструментальным.

Фото пред усилителя собранного в корпусе.

Источник: https://usilitelstabo.ru/predusilitel-svoimi-rukami.html

Предварительный усилитель (часть I)

В статье “Предварительный усилитель с претензией на Hi-End!” мы представили конструкцию Дугласа Селфа, которая обладала очень высокими характеристиками и богатым функционалом.

Но, судя по отзывам наших читателей, балансные входы и выходы, столь популярные в профессиональной аппаратуре, у радиолюбителей востребованы меньше. Да и регулятор тембра у аудиофилов не в почёте. Кроме того, Дуглас Селф пытался получить ультра низкие показатели шумов и искажений, используя доступную и дешёвую элементную базу. Из-за этого конструкция получилась относительно сложной.

Сегодня микросхемы нового поколения, которые обладают гораздо лучшими характеристиками, стали вполне доступны для радиолюбителей, что позволяет существенно упростить схему без ухудшения её параметров.

Представляем вам предварительный усилитель конструкции Питера Смита.

Дискретный или интегральный

Изначально была идея сделать усилитель работающий в классе “А” на дискретных элементах, полагая что это лучший способ получить минимальные значения искажений и шумов.

Однако, такая конструкция из-за большого количества элементов может оказаться сложной для повторения, да и по размерам она будет существенно больше, чем конструкции с применением операционных усилителей, а значит, будет более чувствительная к внешним шумам и помехам.

Типовые и популярные до сих пор операционные усилители NE5534 и LM833 тоже не подошли, так как на сегодняшний день их параметры не достаточно высокие.

Более современные, не дорогие и доступные ОУ серии Burr-Brown (Texas Instruments) OPA134 позволяют получить уровень искажений 0,00008% на частоте 1 кГц! Это более чем на порядок (в 25 раз) лучше параметров операционных усилителей упомянутых выше. Кстати, выходные каскады этих ОУ не работают в режиме класса А, несмотря на их отличную линейность. Документация от производителя не раскрывает секрет, как удалось достичь этих впечатляющих результатов.

Эти микросхемы и решено было использовать в конструкции.

Технические характеристики предварительного усилителя:

  • Диапазон частот (абсолютно плоский) 10 Hz — 20 kHz,
  • Максимальный входной сигнал………………………… 2.9V RMS (9.5V RMS на выходе)
  • Входное сопротивление………………………………………………………………~90 кОм
  • Выходное сопротивление……………………………………………………………..100 Ом
  • Гармонические искажения………………………………….

Источник: https://radiopages.ru/preamplifier.html

Несколько схем для аудиотехники

Фильтр НЧ для сабвуфераНизкочастотная акустическая система обычно громоздка и дорога, а принимая во внимание то, что слух человека не может распознать стерео на низких частотах, понятно что и нет никакого смысла в двух низкочастотных АС — по одной для каждого стереоканала. Особенно если помещение где будет работать стереосистема не очень большого размера.

В таком случае, нужно просуммировать сигналы стереоканалов, а потом из полученного сигнала выделить низкочастотный. На рисунке 1 показана схема активного фильтра, выполненного на двух операционных усилителях микросхемы TL062.

Сигналы стереоканалов поступают на разъем Х1. Резисторы R1 и R2 совместно с инверсным входом ОУ А1.1 создают микшер, формирующий из стереосигнала общий моносигнал, ОУ А1.1 обеспечивает необходимое усиление (или ослабление) входного сигнала. Уровень сигнала регулируется переменным резистором R3, входящим в состав цепи ООС А1.1. С выхода А1.1 сигнал поступает на ФНЧ на А1.2. Частоту можно регулировать сдвоенным переменным резистором, состоящим из R7 и R8.Сигнал НЧ на низкочастотный УНЧ или активную низкочастотную АС поступает через разъем Х2.Питание — двуполярное, поступает через разъем Х3, возможно от ±5V до ±15V, Схему можно собрать на любых двух операционных усилителях общего назначения.

Микшер для работы с тремя микрофонами.

Если нужно сигналы от трех отдельных источников, например, от микрофонов подать на один вход записывающего или воспроизводящего аудиоустройства, нужен микшер, с помощью которого можно объединить аудиосигналы от трех источников в один, и отрегулировать их соотношение по уровням так, как это требуется.На рисунке 2 показан микшер, сделанный на микросхеме типа LM348, в которой есть четыре операционных усилителя.Сигналы от микрофонов подаются, соответственно, на разъемы Х1, Х2 и Х3. Далее, на микрофонные предварительные усилители на операционных усилителях А1.1, А 1.2 и А1.3. Коэффициент усиления каждого ОУ зависит от параметров его цепи ООС. Это позволяет в широких пределах регулировать коэффициент усиления изменением сопротивлений резисторов R4, R10 и R17, соответственно. Поэтому, если в качестве одного или нескольких из источников сигнала будет использоваться не микрофон, а устройство с более высоким уровнем выходного напряжения ЗЧ, можно будет коэффициент усиления соответствующего ОУ установить подбором сопротивления соответствующего резистора. Причем, диапазон установки коэффициента усиления очень большой, — от сотен и тысяч до единицы.Усиленные сигналы от трех источников поступают на переменные резисторы R5, R11, R19, с помощью которых можно оперативно регулировать соотношение сигналов в общем сигнале, вплоть до полного подавления сигнала от одного или нескольких источников.Собственно микшер выполнен на ОУ А1.4. Сигналы на его инверсный вход поступают от переменных резисторов через резисторы R6, R12, R19.Сигнал НЧ на внешнее записывающее или усилительное устройство поступает через разъем Х5.Питание — двуполярное, поступает через разъем Х4, возможно от +5V до +15V.Схему можно собрать на любых четырех операционных усилителях общего назначения.

Предварительный усилитель с темброблоком.

Многие радиолюбители сроят УМЗЧ на основе микросхем-интегральных УМЗЧ, обычно предназначенных для автомобильной аудиотехники. Главное достоинство их в том, что вполне качественный УМЗЧ получается в кратчайший срок и с минимальными трудовыми затратами. Недостаток только в том, что УНЧ получается не полный, без предусилителя с регулировками громкости и тембра.

На рисунке 3 приведена схема простого предусилителя с регулятором громкости и тембра, построенного на самой распространенной элементной базе — транзисторах типа КТ3102Е, У усилителя достаточно большое входное сопротивление, чтобы он мог работать практически с любым источником сигнала, от звуковой карты ПК и цифрового плеера, до архаичного проигрывателя виниловых дисков с пьезоэлектрической головкой звукоснимателя.Каскад на транзисторе VT1 построен по схеме эмиттерного повторителя и служит, в основном, для повышения входного сопротивления, и снижения влияния параметров выхода источника сигнала на регулировку тембра.Регулятор громкости — переменный резистор R3, одновременно является и нагрузкой эмиттерного повторителя на транзисторе VT1.Далее — пассивный мостовой регулятор тембра по низким и высоким частотам, выполненный на переменных резисторахR6 (низкие частоты) и R10 (высокие частоты). Диапазон регулировки 12dB.Каскад на транзисторе VT2 служит для компенсации потерь уровня сигнала в пассивном регуляторе тембра. Коэффициент усиления каскада на VT2 во многом зависит от величины ООС, конкретно сопротивления резистора R13 (чем меньше, тем больше коэффициент усиления). Режим по постоянному току выставляется резистором R11 для каскада на VT2 и R1 для каскада на VT1.Стереофонический вариант должен состоять из двух таких усилителей. Резисторы R6 и R10 должны быть сдвоенными, что бы регулировать тембр одновременно в обоих каналах. Регуляторы громкости можно сделать раздельными для каждого канала.Напряжение питания 12V, однополярное, соответствует номинальному напряжению питания большинства микросхем -интегральным УМЗЧ, рассчитанных на работу в автомобильной технике.

Радиоадаптер

Вся стационарная аудиоаппаратура обязательно имеет разъемы линейного выхода и линейного входа. На линейный вход можно подать сигнал от внешнего источника, что бы использовать основной аппарат как усилитель с акустическими системами или для записи, В большинстве же портативной аппаратуры линейного входа просто нет.

Единственными «средствами связи с внешним миром» являются микрофон и встроенный радиоприемник. Один мой знакомый пытался переписать сигнал с МП-3-флэш плеера на магнитную кассету одевая наушники на микрофонную «дырочку» старой портативной CD-магнитолы. Получилось ужасно.

Хотя, можно было и воспользоваться встроенным FM-приемником, но для этого необходим хотя бы простейший адаптер.Для качественной передачи стереосигнала можно использовать покупной FM-модулятор, предназначенной для беспроводного подключения к автомагнитоле внешнего источника аудиосигнала.

В нем есть стереомодулятор, хороший передатчик с синтезатором частоты и, часто, встроенный МП-3 плеер с внешней флешкой или картой памяти. Ну а в простейшем случае можно сделать примитивный однотранзисторный маломощный передатчик, сигнал которого приемник сможет принять при близком к его антенне расположении передатчика.Схема адаптера показана на рисунке 4.

Схема представляет собой каскад генератора ВЧ на транзисторе VT1, работающего по ВЧ по схеме с общей базой, в базовую цепь которого подается модулирующий НЧ-сигнал.Сигнал звуковой частоты от внешнего источника поступает на базу VT1 через конденсатор С4 и два резистора R1 и R2, служащими микшером стереоканалов. Так как схема очень простая и в ней нет никаких узлов, формирующих комплексный стереосигнал, на вход приемника поступит сигнал в монофоническом виде.НЧ напряжение, поступая на базу транзистора VT1, изменяет не только его рабочую точку, но и емкость перехода. В результате получается смешанная амплитудно-частотная модуляция. Амплитудная модуляция эффективно подавляется в приемном тракте радиоприемника, а частотная детектируется его частотным детектором.Частота ВЧ, на которой происходит трансляция, устанавливается контуром L1-C2. Фактически, антенны нет, — адаптер располагается в непосредственной близости от антенны приемника, и сигнал на неё поступает непосредственно с контурной катушки.Контурная катушка L1 — бескаркасная, её внутренний диаметр 10-12 мм, намотана проводом ПЭВ 1,06, всего 10 витков. Настраивать контур можно как подстроечным конденсатором, так и сжатием -растягиванием витков катушки.Питание — два элемента по 1.5V (3V).

Читайте также:  Механический таракан своими руками

Индикатор уровня.

Для правильного установления стереобаланса и недопущения перегрузки УНЧ и акустических систем желательно чтобы в составе УНЧ был индикатор уровня сигнала, поступающего на вход УНЧ.

С практической точки зрения, для самостоятельного изготовления, лучше всего индикатор на основе светодиодной шкалы, он и механически значительно прочнее стрелочного и проще и дешевле шкального мнемометрического.

На рисунке 5 показана схема индикатора на оба стереоканала. Он выполнен на основе микросхемы ТА7666Р.

Внутри ИМС ТА7666Р два усилителя с детекторами на выходах и по две линейки компараторов, по пять компараторов для каждого канала.Коэффициент усиления каждого из усилителей можно устанавливать индивидуально подбором сопротивления резисторов R1 и R2. При указанной на схеме величине первая ступень светодиодов (НL1 и HL6) загорается при уровнях на входах 48 mV, вторая ступень (HL2, HL7) при 86 mV, третья ступень (HL3, HL8) при 152 mV, четвертая ступень (HL4, HL9) при 215 mV, пятая (HL5, HL10) при 304 mV. Способ отображения индикации -«Ьаг», то есть «столбик термометра», иначе говоря, чем больше сигнал, тем длиннее линейка из светящихся светодиодов.Изменить чувствительность всегда можно подбором сопротивпений резисторов R1 и R2.На основе этой микросхемы можно сделать своеобразное свето-динамическое устройство, например, составленное из концентрических кругов ламп накаливания или светодиодных лам, например применяемых в автомобильной оптике. В этом случае потребуется дополнительные мощные выходные каскады.На рисунке 6 показана схема выходного каскада для работы на автомобильные светодиодные лампы. Используется оптопара с фототранзистором U1, её светодиод подключается вместо индикаторного светодиода.HF1 — это автомобильная светодиодная лампа. Она мощная и для её коммутации используется мощный ключевой полевой транзистор VT1.

Гринев В.А.

Журнал Радиоконструктор 06-2015 аудио Аудиотехника сабвуфер фильтр НЧ микшер

Источник: https://radiohata.ru/audio/423-neskolko-shem-dlya-audiotehniki.html

Мощный и качественный самодельный усилитель звука

Недавно обратился некий человек с просьбой собрать ему усилитель достаточной мощности и раздельными каналами усиления по низким, средним и высоким частотам. Подобные усилители до этого не раз уже собирал для себя в качестве эксперимента и, надо сказать, эксперименты были весьма удачными. Качество звучания даже недорогих колонок не очень высокого уровня заметно при этом улучшается по сравнению, например, с вариантом применения пассивных фильтров в самих колонках. К тому же появляется возможность довольно легко менять частоты раздела полос и коэффициент усиления каждой отдельно взятой полосы и, таким образом, проще добиться равномерной АЧХ всего звукоусилительного тракта. В усилителе были применены готовые схемы, которые до этого не раз были опробованы в более простых конструкциях.

Структурная схема

На рисунке ниже показана схема 1 канала:

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

Предварительный усилитель-темброблок

В качестве него была применена схема, не раз проверенная до этого, которая при своей простоте и доступности деталей показывает довольно хорошие характеристики. Схема (как и все последующие) в своё время была опубликована в журнале «Радио» и затем не раз публиковалась на различных сайтах в интернете:

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

В качестве ОУ можно применить любые микросхемы, применяемые в звуковых трактах усилителей, например здесь (и в последующих схемах) пробовал импортные ВА4558, TL072 и LM2904.

Подойдёт любая, но лучше, конечно, выбирать варианты ОУ с возможно меньшим уровнем собственного шума и высоким быстродействием (коэффициентом нарастания входного напряжения). Эти параметры можно посмотреть в справочниках (даташитах).

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

Блок фильтров

Схем фильтров, также, при желании можно найти множество, так как публикаций на тему многополосных усилителей сейчас достаточно. Для облегчения этой задачи и просто для примера, я приведу здесь несколько возможных схем, найденных в различных источниках:

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

— вторая схема, попроще на ОУ.

И ещё одна возможная схема, на транзисторах:

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

Операционные усилители и транзисторы во всех схемах можно заменить на современные импортные (с учётом цоколёвки!) для получения лучших параметров схем. Никакой настройки все эти схемы не требуют, если не требуется изменить частоты раздела полос.

К сожалению, дать информацию по пересчёту этих частот раздела я не имею возможности, так как схемы искались для примера «готовые» и подробных описаний к ним не прилагалось.

В схему блока фильтров (первая схема из трёх) была добавлена возможность отключения фильтрации по каналам СЧ и ВЧ. Для этого были установлены два кнопочных переключателя типа П2К, с помощью которых просто можно замкнуть точки соединения входов фильтров — R10C9 с их соответствующими выходами — «выход ВЧ» и «выход СЧ». В этом случае по этим каналам идёт полный звуковой сигнал.

Усилители мощности

С выхода каждого канала фильтра сигналы ВЧ-СЧ-НЧ подаются на входы усилителй мощности, которые, также, можно собрать по любой из известных схем в зависимости от необходимой мощности всего усилителя. Я делал УМЗЧ по известной давно схеме из журнала «Радио», №3, 1991 г., стр.51.

Здесь даю ссылку на «первоисточник», так как по поводу этой схемы существует много мнений и споров по повод её «качественности». Дело в том, что на первый взгляд это схема усилителя класса «B» с неизбежным присутствием искажений типа «ступенька», но это не так.

В схеме применено токовое управление транзисторами выходного каскада, что позволяет избавиться от этих недостатков при обычном, стандартном включении.

При этом схема очень простая, не критична к применяемым деталям и даже транзисторы не требует особого предварительного подбора по параметрам К тому же схема удобна тем, что мощные выходные транзисторы можно ставить на один теплоотвод попарно без изолирующих прокладок, так как выводы коллекторов соединены в точке «выхода», что очень упрощает монтаж усилителя:

Полезное:  Как заменять и перемещать электрические розетки на другое место

При настройке лишь ВАЖНО подобрать правильные режимы работы транзисторов предоконечного каскада (подбором резисторов R7R8) — на базах этих транзисторов в режиме «покоя» и без нагрузки на выходе (динамика) должно быть напряжение в пределах 0,4-0,6 вольт.

Напряжение питания для таких усилителей (их, соответственно, должно быть 6 штук) поднял до 32 вольт с заменой выходных транзисторов на 2SA1943 и 2SC5200, сопротивление резисторов R10R12 при этом следует также увеличить до 1,5 кОм (для «облегчения жизни» стабилитронам в цепи питания входных ОУ). ОУ также были заменены на ВА4558, при этом становится не нужна цепь «установки нуля» (выходы 2 и 6 на схеме) и, соответственно меняется цоколёвка при пайке микросхемы. В результате при проверке каждый усилитель по этой схеме выдавал мощность до 150 ватт (кратковременно) при вполне адекватной степени нагрева радиатора.

Подробнее об этом усилителе всё же рекомендовал бы посмотреть информацию в «первоисточнике», там очень подробно расписаны варианты, принципы построения, настройки и работы.

Блок питания УНЧ

В качестве блока питания были использованы два трансформатора с блоками выпрямителей и фильтров по обычной, стандартной схеме.

Для питания НЧ полосных каналов (левый и правый каналы) — трансформатор мощностью 250 ватт, выпрямитель на диодных сборках типа MBR2560 или аналогичных и конденсаторы 40000 мкф х 50 вольт в каждом плече питания.

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

Читайте также:  Как сделать переноску для бутылок своими руками

В общем, блок питания может быть и с одним трансформаторм, конечно, но при его соответствующей мощности. Мощность усилителя в целом в данном случае определяется исключительно возможностями источника питания.

Все предварительные усилители (темброблок, фильтры) — запитаны также от одного из этих трансформаторов (можно от любого из них), но через дополнительный блок двуполярного стабилизатора, собранный на МС типа КРЕН (или импортных) или по любой из типовых схем на транзисторах.

Конструкция самодельного усилителя

Это, пожалуй, был самый сложный момент в изготовлении, так как подходящего готового корпуса не нашлось и пришлось выдумывать возможные варианты :-)) Чтобы не лепить кучу отдельных радиаторов, решил использовать корпус-радиатор от автомобильного 4-канального усилителя, довольно больших размеров, примерно такой:

Все «внутренности» были, естественно, извлечены и компоновка получилась примерно такой (к сожалению фотографию соответствующую не сделал):

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

Вид (спереди) со всеми переключателями и регуляторами получился такой:

Вид сзади, с колодками выходов на динамики и блоком предохранителей (поскольку никакие схемы электронной защиты не делались из-за недостатка места в конструкции и чтобы не усложнять схему):

В последующем каркас из уголка предполагается, конечно, закрыть декоративными панелями для придания изделию более «товарного» вида, но делать это будет уже сам «заказчик», по своему личному вкусу. А в целом, по качеству и мощности звучания, конструкция получилась вполне себе приличная. Автор материала: Андрей Барышев (специально для сайта 2shemi.ru).

Источник: https://2shemi.ru/moshhnyj-i-kachestvennyj-samodelnyj-usilitel-zvuka/

Клон предварительного усилителя Naim

  • Ebay
  • Аудиотехника
  • Сделано руками

О клонировании предварительных усилителей Naim Предварительный усилитель делался для клона усилителя мощности Naim Nap 140/250 — mysku.ru/blog/ebay/54356.html

Введение. Рассказ о предварительных усилителях

В Hi-Fi технике предварительные усилители (сокр., жаргон — предусилитель, пред) устанавливаются между источником сигнала и усилителем мощности низкой частоты (УМНЧ). Иногда предварительный усилитель совмещают в одном корпусе с УМНЧ. Тогда такой усилитель называют интегральным. Основные функции предусилителей. В конкретных конструкциях могут быть реализованы только некоторые функции: 1. Усиление сигнала до необходимого уровня для последующего усиления усилителем мощности. Некоторые источники (из современных — сотовые телефоны, адаптеры Bluetooth или некоторые звуковые карты/ЦАП/DAC) при непосредственном подключении к УМНЧ не позволяют реализовать полную мощность усилителя. С помощью предварительного усилителя сигнал усиливается до нужного уровня («раскачивается») 2. Регулировка громкости 3. Коммутация входов от различных источников 4. Согласование источника сигнала и усилителя мощности. В таких случаях в предварительном усилителе делают буферы — усилители с коэф. усиления 1 по напряжению. Усиливается только ток. 5. Изменение сигнала — от простейших регуляторов тембра (меняем АЧХ сигнала на более «приятную» для наших ушей) до сложных звуковых процессоров. 6. Иногда в предусилители встраивают другое различное оборудование. Например, усилители для наушников, фонкорректоры, микшеры, караоке, индикаторы уровня сигнала и прочее. Многие современные источники сигнала не нуждаются в дополнительном усилении для «раскачки» УМНЧ. Возникает соблазн избавиться от лишнего звена в цепи усиления сигнала — предварительного усилителя. Тем не менее, во многих системах предварительные усилители присутствуют для согласования цепочки: «источник сигнала -> УМНЧ -> акустическая система.» В случае клонирования изделий фирмы NAIM обычный путь радиолюбителя такой. Собирается клон NAP 140. Звук нравится! Дальше апгрейт деталей — звук нравится! Собираем стабилизатор питания. Результат — положительный. Возникает искушение собрать предварительный усилитель — там всего несколько деталей — макетка/ЛУТ, час паяния и пред готов. Звук нравится и к УМНЧ собирается предварительный усилитель. Потом на форумах пишут — Naim без преда — не Naim. Примерно так и вышло у меня. Без преда звук УМНЧ «светлел» как-то немного. С предом — все ок.

Оригиналы из 70-х-90-х

К оригинальным УМНЧ Naim возможно подключение только предварительных усилителей фирмы Naim. Чтобы не подключали изделия других производителей, Naim использует специальные фирменные кабели и разъемы для подключения предварительного усилителя к УМНЧ. На фото эти разъемы слева: Схемы предварительных усилетелей Naim 70-х — 90-х годов Базовая схема модуля усиления (усиление сигнала около 10 раз): Буфер: Все полярные конденсаторы (кроме фильтра по питанию) — танталовые. Полная схема предварительного усилителя из 70-х годов такая: входные разъемы ->«механический селектор сигналов»->«буфер»->«регулятор громкости»->«модуль усиления»->«разъемы на УМНЧ». Выпускались разные версии предварительных усилителей фирмы Naim. Кроме цены, аппараты отличались наличием/отсутствием буфера, различными схемами питания (от УМНЧ, от внешнего БП, раздельное питание каналов предварительного усилителя, раздельное питание модуля усиления и буфера), сервисными устройствами в корпусе предварительного усилителя. Как устроены современные предварительные усилители Naim — я не в курсе.

Подробней с предварительными усилителями Naim можно познакомиться на сайте www.acoustica.org.uk/. Раздел «Naim Preamp Mods and Upgrades». Там же есть печатные платы для самостоятельной сборки клона предварительного усилителя.

Китайские клоны На интернетплощадках и в онлайн магазинах продаются разные варианты клонов предварительных усилителей Naim: печатные платы, наборы для сборки, собранные конструкторы, готовые предварительные усилители в корпусах. Различаются деталями, из которых состоят и схемами питания. Рассмотрим кратко изделия китайской промышленности:

Вариант 1. Две отдельные платы с независимым питанием на каждую (поиск по словам «Naim preamp»).

То же самое в корпусе. Питание тут — отдельный корпус. Вариант 2. Возможность подключить несколько различных питаний — к каждой части свое: В корпусе: С селектором входов: Вариант 3. Самая простая схема: только модуль усиления. Одно питание на два канала: Этот модуль, как самый дешевый, я и купил на пробу. Чтобы понять стоит ли заморачиваться с предусилителем или нет. До этого собирал предварительный усилитель на макетке.

Китайский конструктор:

Еще фотографии

Транзисторы (таких как в оригинале, сейчас вы не найдете) заменены на современные 2SC1815/2SA1015. Плата достаточно компактная. Все полярные конденсаторы (кроме фильтров по питанию) — танталовые. Как и должно быть. У оригинала так. Фирменная фича Naim — применение танталовых конденсаторов. Регулятор громкости (РГ) в этом конструкторе — 20 кОм (потенциометр достался более-менее без косяков). Собранная схема:

  • Моя конструкция

Схема питания: Питание — одна обмотка на 24В переменного напряжения, 0.3А. Питание каналов отделено резисторами. После сборки схема начинает работать сразу. Измерения: Сигнал на входе: Сигнал на выходе: Усиление примерно в 10 раз. Измерения в RMAA. На выходе уровень сигнала Vpp 3.24V. Послушав китайский кит, решил не заниматься модернизацией китайца (нет независимого питания на каждый канал, РГ ALPS не установить, лишние провода и т.д.), а собрать по-своему. Взял стандартную схему клона преда Naim: Использовал такие детали. Стабилизатор: вместо LM317 установил LT1085. С ними звук больше понравился. Все полярные конденсаторы — тантал Kemet (кроме конденсатора С3 на 47 мкФ — не было тантала такой емкости в наличие — установил Nichichon for Audio). С2 510 пФ — полипропиленовый конденсатор (на ебее ищутся по словам Polypropylene и Styroflex). РГ — переменный резистор ALPS в 10 кОм. РГ стоял по-началу на 50 кОм — от него был достаточно слышимый даже на средней громкости фон. Заменил на ALPS 10 кОм — все ок стало. Фон слышно только на макс громкости. Два канала соединены вместе только на входных гнездах. В остальном два полностью независимых канала со своими блоками питания. Резистор R13 влияет на величину усиления схемы. Я установил его значение в 4.7 кОм. Усиление схемы — 5 раз примерно. Стандартное 10 раз — много для меня с моими источниками сигнала. Меньше 4 кОм значение этого резистора лучше не выбирать — будут искажения. С 4.7 кОм все ок.

Решил сделать две платы. На первой: усилитель со стабилизаторами. Возможно позже переделаю эту плату. На заводе закажу печатку и на ней спаяю. Пока так пусть будет. Вторая плата как шасси: на ней расположены трансформаторы: первый на 10VA для питание усилителя (две вторичные обмотки на 22 В — aliexpress.

com/item/PTC10-For-Audio-usage-Power-10VA-2-110V-2-22V-toroidal-transformer-encapsulated-transformer-PCB-Welding/32703426077.html ), второй 10VA (две вторичные обмотки 7В — aliexpress.com/item/PTC10-For-Audio-usage-Power-10VA-2-110V-2-7V-toroidal-transformer-encapsulated-transformer-PCB-Welding/32703992474.

html — для питания коммутации и 5 В в виде USB разъема для подключения внешних устройств), стабилизаторы на 5 В, реле коммутации и переменный резистор РГ.

    В фильтре питания по два конденсатора Nichichon for Audio 3300 мкФ/50V на канал. Зашутнированы SMD-керамикой прямо на выводах. Диодные мосты на шинах питания 24 В на диодах Шоттки. Корпус брал на том же ebay-е: Ищется по словам «2606A Full aluminum preamp chassis». Корпус сделан качественно. Краска не облазит, вся фурнитура есть в наличие. В корпусе: Сделал у предварительного усилителя три входа. Два на предусилитель на РГ и один вход прямо на выход предварительного усилителя минуя регулятор громкости и схему усиления. Этот вход сделал для подключения выхода фронтальных каналов со звукового процессора ресивера домашнего кинотеатра. Коммутация — на реле. Реле управляются галетным переключателем. Реализовал режим «Direct» — подключение входов мимо схемы предварительного усилителя прямо на вход усилителя мощности.

    Схема коммутации

    Измерения: Из-за уменьшения резистора в ОС до 4.7 кОм получилось усиление примерно в 5 раз.

    Другие измерения:

    Измерения в RMAA. На выходе уровень сигнала Vpp 2.1V. Вместе предварительный усилитель и усилитель мощности: Режим «Direct»: Измерения в RMAA предусилитель+усилитель выходная мощность Pmax=50 Ватт: Планирую купить +16 Добавить в избранное Обзор понравился +53 +78

    Источник: https://mysku.ru/blog/ebay/59950.html

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector