Можно ли использовать усилитель нч
Немного про УНЧ.
В этой статье я расскажу вам о схемотехники усилителей низкой частоты (УНЧ). Конечно речь пойдет не о Hi-Fi супер пупер усилителях. Речь пойдет о УНЧ для связных приемников.
Какие характеристики необходимы для такого УНЧ. А это смотря для какого приемника. Если для приемника прямого преобразования, — то порядка единиц микровольт, а если для супергетеродина — десятки милливольт. Полоса пропускания — 100 Гц — 5 000 Гц (сравните: полоса Hi-Fi УНЧ — 20 гц — 100 000 Гц). Выходная мощность для наушников 250 миллиВатт, для громкоговорителя — 1 Ватт. И еще стоит отметить, что необходим низкий уровень шумов.
На какой элементной базе можно собрать УНЧ связного радиоприемника? 1. На транзисторах; 2. На микросхемах. Конечно, проще на микросхемах, но не каждого они есть. Поэтому начнем с транзисторов. Самая простая схема УНЧ:
Простейший однокаскадный УНЧ
В этой схеме только один транзистор и необходимая «обвязка». Входной сигнал подается через С1 на базу транзистора, а усиленный сигнал снимается с коллектора через конденсатор С2. Вместо резистора нагрузки можно непосредственно включить высокоомные (не менее 1000 ОМ по постоянному току) наушники. С помощью резистора Rсм устанавливают рабочую точку транзистора. Чем больше сопротивление Rсм, тем меньше ток базы и, соответственно, то коллектора. При наладке удобнее измерять не токи, а напряжения. Подбором сопротивления резистора Rсм устанавливают напряжение в точке А, равное примерно половине напряжения питания. Коэффициент усиления каскада 20 — 100 раз и зависит от сопротивления резистора нагрузки и коэффициента передачи транзистора hэ. Стабильность этого каскада невысокая. При изменении напряжения питания и температуры ток базы меняется, что приводит большому изменению коллекторного тока. При увеличении напряжения питания или температуры, ток коллектора увеличивается. Это ведет к снижению напряжения в точке А и появлению искажений.
Усилитель со стабилизацией тока базы.
Изменения схемы — минимальные. Но теперь, если ток коллектора увеличится, то напряжение в точке А понизится. При этом теперь понизится ток базы, а напряжение в точке а повысится, т.е. вернется к исходному значению. Такое явление называется отрицательной обратной связью (ООС). В этой схеме ООС не только по постоянному, но и по переменному току, что снижает усиление каскада. Можно ли исправить этот недостаток? Да, используя вот эту схему:
Усилитель с ООС по постоянному току.
В усилителе стало на две детали больше. Благодаря резистору Rэ осуществляется ООС по постоянному току. А конденсатор Сэ, имеющий для переменного тока маленькое сопротивление, устраняет ООС по переменному току. Т.е. получается, что у этого каскады усиление, как у первой схемы, а стабильность — как у второй. То, что надо. Но все-таки у одного каскада усиление маловато. Что делать? Все просто: поставим два каскада друг за другом:
Двухкаскадный УНЧ.
Для предотвращения самовозбуждения, которое может происходить из-за высокого усиления усилителя, между первым и вторым каскадом включен фильтр, состоящий из резистора и электролитического конденсатора. При этом получается, что первый каскад питается как бы от отдельного источника.
Ну а теперь от теории — к практической схеме:
Практическая схема УНЧ для связного приемника.
Два каскада усиления напряжения охвачены ООС по постоянному току через резистор R1. Конденсатор С2 устраняет ООС по переменному току. Конденсатор С6 снижает усиление на высоких частотах (выше 5 кГц) и высокочастотные шумы. Каскад на транзисторе Т3 является эмиттерным повторителем. Он имеет высокое входное и малое выходное сопротивления. К выходу этого каскада можно подключить наушники с сопротивлением 32 Ом. Теперь о деталях. Транзистор Т1 должен быть с высоким коэффициентом передачи тока (hэ>100) и низким уровнем шума. Из кремниевых транзисторов подойдут КТ2102 с буквами Д и Е, а вкачестве Т2 и Т3 -КТ315 Когда я собирал подобные усилитель, то в качестве Т1 брал П28 или ГТ310, а в качестве Т2 и Т3 — МП42. Так как это транзисторы структуры p-n-p, то нужно поменять полярность электролитических конденсаторов и источника питания. Напряжение питания 9 — 12В. При наладке нужно подобрать резистор R1, чтобы эмиттере Т3 было напряжение 3,5-4В. Можно вместо R1 включить переменный резистор с сопротивлением 180 кОм, а после наладки заменить его постоянным.
С микросхемами все проще. Деталей меньше, мощность больше, наладки не требуют.
TDA7050 стереоусилитель для наушников. Выходная мощность — 75 мВт на канал, напряжение питания — 2-5В, входное сопротивление — 2 МОм, потребляемый ток — 4 мА, напряжение шумов на выходе — 100 мкВ. Тип корпуса — DIP8
Схема усилителя на TDA7050
Ну что сказать? Проще некуда! Собирал его много раз — никаких проблем. Вот один из вариантов монтажа «на пяточках» (никаких заморочек с печатной платой, работает!).
Стерео усилитель на TDA7050.
Деталей больше, чем на схеме, т.к. поставил еще стабилизатор питания на 78L05 на 5В, чтобы подключать свои аккумуляторы. И еще я поставил между плюсом и минусом питания светодиод, который светится при подключении аккумулятора. Это чтобы не забыть выключить.
Другой микросхемой, на которой можно собрать УНЧ с минимумом навесных деталей является LA4525. Схема ее включения практически такая же, как у предыдущей. Схему включения взял из datasheet .
Усилитель на LA4525.
Этот усилитель мощнее, чем предыдущий (1 Вт на канал при напряжении 9 В ). Но я думаю, что столько от микросхемки в корпусе DIP8 требовать не стоит, максимум по 0,5 Вт на канал, иначе нужно ставить радиатор. Такой УНЧ я тоже собирал. Вот он на печатной плате.
Входы каналов я объединил.
Вот еще практически такой же усилитель на микросхеме TDA2822. Его характеристики:
Напряжение питания Uп=1,8…12 В
Выходное напряжение Uвых=2…4 В
Потребляемый ток в режиме покоя Io=6…12 мА
Выходная мощность Pвых=0,45…1,7 Вт
Коэффициент усиления Ku=36…41 (39) дБ
Входное сопротивление Rвх=9,0 кОм
Переходное затухание между каналами 50 дБ
Усилитель на микросхеме TDA2822.
Ну и, наконец, монофонический усилитель на микросхеме TDA7231. Его характеристики: напряжение питания — 3 — 12В, выходная мощность (при напряжении питания 6 В и сопротивлении нагрузки 8 Ом) — 0,5 Вт, усиление — 38 дБ, входные шумы — 2 мкВ, тип корпуса — DIP8. Схема включения не намного сложнее, чем предыдущие:
А вот фотография платы приемника прямого преобразования, где в качестве оконечного УНЧ используется TDA7231 . В качестве предварительного УНЧ используется двухкаскадный усилитель на транзисторах КТ3102Е.
Плата приемника ПП с УНЧ на TDA7231
Очень удобно иметь в запасе уже готовые собранные блоки УНЧ разной мощности и разной чувствительности. Так же можно сделать блоки гетеродина, преселектора, смесителей и.д.. Из этих блоков легко можно будет собрать приемники разной сложности и назначения.
На сегодня все.
Источник
Усилители и ФНЧ для сабвуфера
Понравилась статья? Ставь палец вверх и будешь видеть наши новости чаще!
Звуковоспроизводящие системы являются неотъемлемой частью современной жизни. Их сложность и стоимость изменяются в широчайших пределах – от простейших монофонических усилителей на паре транзисторов до многополосных профессиональных систем воспроизведения для кинотеатров IMAX и концертных площадок.
Поэтому задача оптимизации сложности и стоимости систем воспроизведения звука была всегда достаточно актуальна, в особенности для индивидуального бытового применения.
Как известно, человек с помощью двух своих органов слуха, подключенных к «центральному процессору» – мозгу, может различать направление прихода звуковых колебаний именно из-за того, что человеческие уши разнесены в пространстве на 15-20 сантиметров. Этого оказывается достаточно, чтобы определить направление на источник звука из-за разности фаз приходящих звуковых волн.
Но не все звуки воспринимаются человеческим слухом одинаково. Каждый из нас наверняка замечал, что если положение источника достаточного высокого звука определяется без труда, то положение источника низкого звука, даже при его высокой громкости определить затруднительно. И это связано с размером базы «датчиков измерительной системы», образуемой человеческими ушами. Если длина волны звуковых колебаний существенно больше измерительной базы, то мозг не может «просчитать» разность фаз между звуковыми волнами, воспринимаемыми правым и левым ухом.
Этим эффектом ловко воспользовались инженеры, проектирующие звуковоспроизводящие устройства. При построении многополосной многоканальной звуковой системы (стерео, квадро и т.д.) можно неплохо сэкономить, используя одну звуковую колонку для воспроизведения низких частот всех каналов (примерно от 20 до 160 Гц). Ведь человек все равно не различит направления на источник низкой частоты. Такая колонка имеет сейчас вполне устоявшееся название сабвуфер (англ. subwoofer). Ну, а звуковая панорама более высоких частот будет воспроизводиться несколькими колонками обычным способом. Сабвуфер, как правило, имеющий приличные размеры, можно, кстати, расположить где-нибудь под столом, тумбой, или в багажнике автомобиля, где он не будет занимать дефицитное место.
Рис.1
Усилители и ФНЧ для сабвуфера
Сабвуферы бывают пассивными, которые подключаются к общему усилителю звуковой частоты, или активными, имеющими свой индивидуальный усилитель, часто встроенный в низкочастотную колонку.
Любители самостоятельного конструирования звуковых систем используют фильтры низких частот (ФНЧ) и специализированные усилители для построения сабвуферного канала.
Компания Мастер Кит традиционно предлагает широкий ассортимент DIY-модулей для звукоусилительной и звуковоспроизводящей техники. Некоторые устройства специально предназначены для использования при изготовлении низкочастотного канала звуковоспроизведения, другие могут быть с успехом применены в этом канале, хотя могут решать более широкие задачи. В настоящем обзоре мы рассмотрим и те, и другие.
Все рассматриваемые устройства выполнены в бескорпусном исполнении и предполагают размещение либо в самостоятельно изготавливаемом корпусе, либо в корпусе, куда модуль встраивается.
В конце обзора вы найдете таблицу, которая поможет быстро сориентироваться в характеристиках модулей и сделать правильный выбор.
Напомним, что многие устройства Мастер Кит продаются наборами, в которых подобраны подходящие друг другу или дополняющие друг друга модули. Цена набора меньше, чем сумма цен его составляющих, поэтому, покупая набор, вы можете хорошо сэкономить!
1. BM2042 — монофонический усилитель низкой частоты, в основе которого – микросхема TDA
Рис.2
Усилители и ФНЧ для сабвуфера
Усилитель имеет минимальные габариты, определяемые, в основном, двум электролитическими конденсаторами емкостью 1000 мкФ каждый, индуктивностью и самой микросхемой. Эта интегральная микросхема представляет собой УНЧ класса АВ. Благодаря широкому диапазону питающих напряжений и возможности отдавать ток до 10 А в нагрузку, микросхема обеспечивает одинаковую максимальную выходную мощность на нагрузках от 4 Ом до 8 Ом. Одной из основных особенностей этой микросхемы является применение полевых транзисторов в предварительных и выходных каскадах усиления и возможность параллельного включения нескольких ИМС для работы с низкоомной нагрузкой (менее 4 Ом). Управление режимом работы ИМС осуществляется при помощи переключателя, расположенного на плате. Совместно с фильтром, пропускающим только низкие частота, усилитель вполне можно рекомендовать для построения низкочастотного сабвуферного канала.
2. Модуль MP3116btl является усилителем низкой частоты класса D, построенным на популярной микросхеме TPA
Рис.3
Усилители и ФНЧ для сабвуфера
Усилитель отлично подойдет как для сборки нового усилителя, так и для модернизации старого усилителя до современного уровня.
Микросхема TPA3116 включена в так называемом BTL режиме. За счет этого достигается 150Вт выходной мощности на канал с малыми интермодуляционными помехами и низким коэффициентом нелинейных искажений. Благодаря высокому КПД микросхемы (более 90%), для ее работы не требуются массивные радиаторы и системы активного охлаждения. На плате установлен регулятор громкости, что делает усилитель более удобным в применении. По умолчанию на входе усилителя установлен фильтр для среза высоких частот, что позволяет сразу использовать усилитель для построения сабвуфера. Для отключения фильтра необходимо лишь удалить один конденсатор.
Более подробно об усилителях на основе TPA3116 можно прочесть в статье Маленький — не обязательно плохой! Усилитель НЧ D-класс 2х50Вт с регулировкой тембра.
3. BM2033 – это готовый к применению модуль монофонического усилителя на основе микросхемы TPA7294 мощностью 100 Вт.
Рис.4
Усилители и ФНЧ для сабвуфера
Микросхема TPA7294 представляет собой усилитель низкой частоты класса АВ.
Она предназначена для использования в качестве AB усилителя звука класса Hi-Fi. Благодаря широкому диапазону питающих напряжений и высокому выходному току, TDA7294 способна обеспечивать высокую выходную мощность при сопротивлении динамиков 4 Ом и 8 Ом.
TDA7294 имеет низкий уровень шума, низкий уровень искажений, хорошее подавление пульсаций. Микросхема имеет встроенную защиту от короткого замыкания и схему отключения при перегреве. Встроенная функция подавления (Mute) упрощает дистанционное управление усилителем, предотвращая появления шумов.
Этот интегральный усилитель прост в использовании и для его полноценной работы требуется не так много внешних компонентов. Применения радиатора с использованием теплопроводной пасты является обязательным.
4. Активный фильтр для сабвуфера BM2115 избавит от установки громоздкого пассивного фильтра низкой частоты на выходе усилителя мощности при проектировании низкочастотного усилительного каскада.
Рис.5
Усилители и ФНЧ для сабвуфера
Этот неинвертирующий фильтр второго порядка выполнен на сдвоенном операционном усилителе LM358. Частота среза фильтра – 100 Гц. Установленный на плате светодиод индицирует наличие напряжения питания, подстроечным резистором можно регулировать уровень входного сигнала. Фильтр устанавливается между линейным выходом источника сигнала и входом усилителя мощности сабвуфера. Геометрия устройства позволяет монтировать его в разрыв сигнального провода. Для подключения питающего напряжения и сигнальных проводов предусмотрены парные клеммные винтовые зажимы.
5. Набор для самостоятельной сборки фильтра низкой частоты NM0103 позволит не только улучшить навыки самостоятельной пайки начинающему электронщику, но и получить вполне функциональное устройство, необходимое для создания сабвуферного канала звукоусиления.
Рис.6
Усилители и ФНЧ для сабвуфера
Частота среза фильтра может быть установлена 60 Гц или 80 Гц с помощью применения различных конденсаторов, входящих в состав набора.
Конструктор предназначен для детей старшего школьного возраста, а так же для радиолюбителей любой квалификации. Работа с набором не требует специальной подготовки и позволяет получить навыки конструирования и сборки простых радиотехнических устройств.
Фильтр низких частот может применяться для построения сабфуверов, в составе домашних кинотеатров любой мощности, а так же для автомобильных и портативных сабвуферов.
6. Набор для самостоятельной пайки NM0106 позволяет собрать оконечный усилитель низкой частоты, работающий в двух режимах: двухканальный стерео режим, и режим моста. В режиме моста усилитель как нельзя более подходит для сабвуфера мощностью до 150 Вт.
Рис.7
Усилители и ФНЧ для сабвуфера
Усилитель мощности предназначен для передачи в нагрузку максимальной мощности полезного сигнала при минимально возможном уровней нелинейных и частотных искажений. Он построен на микросхеме TDA7294, которая за годы эксплуатации с момента её выпуска в 1996 году зарекомендовала себя надежным и качественным устройством. Усилитель содержит в себе два одинаковых канала и может использоваться как стереоусилитель с номинальной выходной мощностью 70Вт на канал, либо как мостовой усилитель.
7. Модуль NM0605 несколько выбивается из тематики данного обзора, но имеет к нему непосредственное отношение, поскольку представляет собой автомобильный преобразователь, на выходе которого получается двухполярное напряжение для питания автомобильных усилителей низкой частоты.
Рис.8
Усилители и ФНЧ для сабвуфера
Этот набор для самостоятельной пайки представляет собой мощный DC-DC преобразователь, построенный по схеме «PUSH-PULL». Преобразователь позволяет работать с нагрузкой общей мощностью до 200Вт. Он построен на микросхеме ШИМ-контроллера SG3525, которая преобразовывает постоянное входное напряжение в переменное напряжение высокой частоты. В качестве источника питания модуля может выступать напряжение, подаваемое с автомобильного генератора или аккумулятора. Таким образом , можно обеспечить автономное питание звукоусилительной техники там, где нет стационарных источников электроэнергии.
Модуль NM0605 входит в состав нескольких комплектов, предлагаемых на специальных условиях компанией Мастер Кит:
8. Набор для пайки NM2012M предназначен для сборки монофонического усилителя низкой частоты, который обеспечивает до 200 Вт мощности в нагрузке.
Рис.9
Усилители и ФНЧ для сабвуфера
Устройство базируется на схемном решении «ROD ELLIOTT P3A AMPLIFIER». В схеме используется автосмещение напряжения на базах транзисторов, благодаря чему не требуется выставлять их токи покоя. Усилитель питается двухполярным напряжением от 12 до 50 вольт и может работать на нагрузку от 2 до 16 ом. Он обладает малым коэффициентом нелинейных искажений, коэффициентом усиления 34 дБ, и расширенным частотным диапазоном от 15 до 25000 Гц.
10. Модуль цифровой обработки сигналов BM2114dsp также может быть использован в том числе и для построения низкочастотного канала усиления. Но возможности этого устройства настолько широки, что низкочастотный канал будет являться только небольшой частью системы, которую можно спроектировать на основе модуля.
Рис.10
Усилители и ФНЧ для сабвуфера
Устройство представляет собой встраиваемый модуль с установленным Digital Signal Processor (DSP) ADAU1701. Такой процессор осуществляет цифровую обработку звуковых сигналов, поступающих на его вход, и направляет обработанные сигналы на несколько выходов в соответствии с заложенной программой.
Для подключения доступно 2 RCA входа и 4 RCA выхода. Для настройки процессор подключается через USB-порт к компьютеру. Программирование производится в визуальной среде Analog Devices SigmaDSP, бесплатно распространяемой разработчиком процессора. При программировании, заключающимся в перетаскивании и соединении элементов звукового тракта на экране компьютера, доступны фильтры, эквалайзеры, задержки, компрессоры, лимиттеры, индикаторы и детекторы уровня, детекторы клиппинга, регуляторы уровня, микшеры и многое другое. Логические блоки можно соединять в любом порядке, наращивать, комбинировать. Например, можно использовать внешний регулятор для усиления баса и настроить компрессор для защиты сабвуфера.
Цифровой модуль предназначен для встраивания в усилители, активные колонки, автомобильные или домашние аудиосистемы.
Модуль позволяет также заменить собой кроссоверы, корректировать АЧХ системы эквалайзерами, устройствами Room Correction, вводить задержки в разные каналы для компенсации расстояния между динамиками, защищать динамики от перегрузки введением лимитеров.
Более подробно об использовании модуля BM2114dsp можно ознакомиться в серии статей на нашем сайте:
BM2114dsp — Цифровой процессор звука, обзор. Часть 1
BM2114dsp — Цифровой процессор звука. Часть 2: разрабатываем реальный звуковой тракт
BM2114dsp — цифровой процессор звука. Часть 3: внешние элементы управления, генерация и обработка звуковых сигналов
Делись с друзьями, переходи по ссылкам на сайт, подписывайся на наш канал Мастер Кит DIY и жми лайк, чтобы не пропустить новые публикации.
Источник