Усилитель звука своими руками

Плюсы и минусы усилителей на лампах

Истинные аудиофилы знают, что ламповый звук не идет ни в какое сравнение с тем, который выдают самые современные усилители на транзисторах и микросхемах. Качество такого звучания неоспоримо, поскольку только лампа способна выдать чистый, сбалансированный и натуральный звук с мягкими басами и прозрачными высокими частотами.

Основными положительными качествами усилителя являются:

превосходное качество звука;
красивый внешний вид;
длительный срок службы;
относительно простая конструкция;
надежность устройства;
устойчивость к температурным перегрузкам;
отсутствие шума, который присущ усилителям на полупроводниках;
устойчивость к кратковременным замыканиям под нагрузкой.

Но даже у такой техники есть свои минусы:

внушительные размеры и вес в отличие от устройств на транзисторах;
требуется время на прогрев ламп, как правило, около 5-7 минут;
высокое выходное сопротивление, что не позволяет подключить любую акустическую систему;
высокая потребляемая мощность и выделение тепла;
низкий КПД около 10%.

Преимущества современных усилителей на микросхемах

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

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

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

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

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

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

Усилитель звука для авто

Непременным условием установки самодельного усилителя в автомобиле является фильтр питания, позволяющий устранить помехи от работы системы зажигания и генератора. В конструкции чипа предусмотрена аварийная защита, предохраняющая конструкцию от короткого замыкания в выходном звуковом тракте и от перегрева. Допускается установка дополнительной системы, позволяющей включать контрольные светодиоды при возникновении неполадок в работе.

Последовательность действий при изготовлении автомобильного усилителя следующая:

1. Разметить печатную плату будущего устройства в соответствии со схемой. Изделие изготавливается по лазерно-утюжной технологии (ЛУТ) или с помощью канцелярского штриха и маркера.
2. Просверлить отверстия для установки электронных компонентов.
3. Протравить плату в растворе хлорного железа (остатки реагента смываются водой). Покрыть поверхность дорожек слоем припоя с помощью паяльника.
4. В дорожки подвода питания впаять медную проволоку, покрытую слоем припоя. Дополнительный материал снижает вероятность проседания напряжения питания в процессе работы усилителя. В цепь питания включается электролитический конденсатор емкостью 4500-5000 мкФ, рассчитанный на напряжение 16 В.
5. Припаять остальные компоненты усилителя.
6. Установить радиатор охлаждения, имеющий площадь в 15-20 раз больше площади микросхемы. Пластина крепится к чипу с помощью винта. Для улучшения теплообмена используется кремний-органическая паста. Если при работе оборудования будут отмечаться случаи перегрева, то необходимо установить радиатор с увеличенной площадью и дополнительными ребрами или смонтировать вентилятор, который подключается к общей цепи питания.
7. Собрать фильтр питания, состоящий из 3 параллельно работающих конденсаторов номиналом 0,1 и 4700 мкФ. В схему входит катушка из 5 витков медного провода сечением 1-1,5 мм², накрученных на ферритовое кольцо диаметром 20 мм. В конструкции фильтра предусматривается плавкая вставка номиналом 7,5-10 А.
8. Соединить оборудование в общую цепь и проверить работу изделий при разных режимах. При подключении питания не допускается ошибочная полярность, поскольку это приводит к выходу из строя микросхемы.

Альтернативные варианты конструкции

Если в гараже имеется старая магнитола Pioneer, то возможно изготовление самодельного устройства на базе микросхемы Mosfet Pal 007 (аналог чипа LA4347). В схеме предусматриваются конденсаторы для устранения посторонних шумов. Рабочее напряжение изделий составляет 16 В. Микросхема позволяет подключать 2 или 4 динамика (количество зависит от способа подключения дополнительных элементов). В конструкции используется алюминиевый радиатор, позаимствованный от магнитолы.

Усилитель на базе Philips TDA1562 оснащается комбинированной схемой питания. При повышении нагрузки активируется схема повышения напряжения питания, оснащенная конденсаторами номиналом 4700 мкФ. Конструкция микросхемы позволяет подключать низкочастотные громкоговорители, но для отвода излишков тепла требуется радиатор площадью не менее 400 см². Чип оборудован встроенной защитой от перегрева и коротких замыканий в выходном каскаде (в схеме предусматривается предупредительный световой индикатор неисправности).

Собираем усилитель звука на TEA2025B

Теперь, когда все дополнительные элементы собраны, мы можем сосредоточить внимание на микросхеме TEA2025B

Посмотрев внимательней на схему, мы обнаружим один положительный момент. Шесть электролитических конденсаторов имеют одинаковый номинал – 100 мкФ. Это замечательно, ведь часто во многих микросхемах «обвязка» состоит из радиодеталей разного номинала, что создает некоторое неудобство.

Обратите внимание, хотя микросхема и рассчитана на питания максимум 12 В, но электролитические конденсаторы следует применять с напряжением не менее 25 В

Для регулировки уровня громкости одновременно обоих каналов применяют сдвоенный переменный  резистор с логарифмической зависимостью. Тогда постоянные резисторы, которые приведены на фото выше — не нужны.

С разводкой печатной платы я не заморачивался и сделал ее по-быстрому в программе Sprint Layout. Если Вам не лень сделать более качественную разводку с нуля, то можете поделиться ей с остальными начинающими электронщиками. Выслать ее можно на мою почту, а я приложу ее к данной статье. Думаю, все скажут спасибо.

Теперь осталось сделать самое приятно – впаять все радиодетали в печатную плату и подключить выводы штекера и динамиков.

Я надеюсь, теперь вы сможете сделать любой усилитель своими руками.

Скачать разводку платы TEA2025B_

Особенности воспроизведения низкочастотного сигнала

Акустика – сложная наука.

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

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

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

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

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

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

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

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

Какие особенности звучания сабвуферов?

Автомобильный сабвуфер предназначен для озвучивания низкочастотной составляющей звукового спектра.

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

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

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

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

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

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

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

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

Простейший усилитель звука

Необходимые материалы

Чтобы самостоятельно сделать усилитель, потребуется подготовить:

• микросхему LM386;
• источник постоянного тока напряжением 9 В (батарея типа «Крона» или банка из 6 стандартных 1,5-вольтовых батареек);
• корпус для установки батареек или переходная плата для элемента «Крона»;
• громкоговоритель 1 Ватт с катушкой сопротивлением 8 Ом;
• разъем для подсоединения штекера диаметром 3,5 мм;
• сопротивление номиналом 10 Ом;
• конденсатор емкостью 0,05 мкФ;
• выключатель цепи питания.

Требования к блоку питания

Блоки питания для УМЗЧ (усилитель мощности звуковой частоты) определяют класс устройства. В конструкции изделий предусматриваются фильтры для устранения помех, а выходное напряжение не должно пульсировать. Адаптеры строятся на основе стандартного трансформатора с полупроводниковым мостом выпрямления, импульсные устройства для питания усилителей звука не применяются.

Для устранения пульсации тока в цепи выпрямителя устанавливаются конденсаторы с повышенной емкостью. В базовом усилительном блоке применяется химический источник постоянного тока, в котором отсутствуют источники радиочастотных помех. Недостатком является низкая емкость, которой хватает на 1-3 часа работы оборудования.

Этапы работы

Краткий алгоритм изготовления:

1. Нарисовать на листе бумаги схему усилительного блока, что позволит корректно соединить электронные компоненты. Для определения назначения контактов необходимо расположить микросхему полукруглой выемкой от себя.
2. Припаять кабель, соединяющий положительный полюс батареи с цепью питания микросхемы. Шнур присоединяется к ножке, отмеченной на корпусе цифрой 6 (вторая позиция снизу на правой стороне чипа).
3. Установить в разрыв положительного кабеля питания переключатель, позволяющий управлять работой малогабаритного усилителя.
4. Присоединить к нижнему контакту на правой стороне чипа положительный выход конденсатора.
5. Соединить отрицательный выход конденсатора с положительной клеммой громкоговорителя. Допускается использование удлинительного медного провода, позволяющего разнести усилительный блок и репродуктор.
6. Припаять отрезок кабеля к отрицательному полюсу громкоговорителя. Противоположный конец провода подсоединяется к нижней лапке на левой стороне микросхемы. Дополнительный кабель соединяет нижний контакт со второй точкой сверху, расположенной на левой кромке чипа.
7. Присоединить контакт сопротивления к ножке, расположенной между пинами, использованными для коммутации отрицательного вывода динамика.
8. Соединить каналы разъема для коммутации внешнего источника звука в общий тракт. Оснастить противоположный вывод резистора удлинительным проводом, который выводится к полученному общему положительному контакту разъема.
9. Отрицательный выход разъема заземляется (выводится к отрицательному полюсу динамика). К этой же точке подводится минусовой сигнал от источника питания.
10. Установить детали в пластиковый корпус подходящих размеров и конфигурации. Полученная конструкция, собранная из подручных материалов, может использоваться как портативная колонка, которая подключается к смартфону или ноутбуку.

Напряжение и ток источника питания

TDA2050 может питаться от раздельного (двухполярного) источника или от однополярного БП. Выходная мощность усилителя будет выше при раздельном питании, поэтому им и воспользуемся.

Желаемая выходная мощность и полное сопротивление динамика будут определять, какое напряжение нужно от источника питания. Но прежде чем сможем рассчитать напряжение, нужно рассчитать пиковое выходное напряжение усилителя (V opeak).

Пиковое выходное напряжение

Пиковое выходное напряжение можно найти по следующей формуле:

Следовательно пиковое выходное напряжение данного усилителя мощностью 25 Вт с динамиками 6 Ом будет:

Таким образом, при выходной мощности 25 Вт максимальное напряжение на динамиках составит 17,3 В.

Максимальное напряжение питания УНЧ

Теперь можем найти максимальное напряжение питания (V max supply), то есть напряжение необходимое усилителю для получения желаемой выходной мощности. Безопасный предел напряжения для TDA2050 составляет ± 25 В, поэтому не превышайте его!

Формула для расчета максимального напряжения питания имеет вид:

Холостой ход — это увеличение выходного напряжения трансформатора когда нет нагрузки для потребления тока, что происходит когда усилитель не воспроизводит музыку. Точное значение должно быть указано в спецификации трансформатора. Трансформатор, который будем использовать, имеет разброс 6%, поэтому максимальное напряжение питания:

Таким образом данный источник питания должен выдавать ± 24,9 В, чтобы усилитель мог управлять динамиками 6 Ом при 25 Вт. Символ ± означает, что положительное напряжение на шине равно +25 В, а отрицательное напряжение -25 В. И общий ноль (масса).

Максимальное напряжение трансформатора

Цель состоит в том, чтобы найти трансформатор который может выдавать максимальное напряжение питания, близкое к предельному напряжению, необходимому для усилителя на конкретной микросхеме (у нас ТДА2050).

Номинальное напряжение трансформатора говорит только о выходе переменного напряжения. Напряжение постоянного тока, которое получим после того как мостовые выпрямители на блоке питания преобразуют переменный ток в постоянный, будет фактически выше в 1,41 раза. Ещё нужно учитывать скачки напряжения в сети и разброс напряжения вашего трансформатора.

Максимальное напряжение питания которое получите от трансформатора можно рассчитать по формуле:

Начнём с номинала трансформатора 15 В переменного тока чтобы посмотреть, будет ли оно обеспечивать максимальное напряжение питания, необходимое для усилителя:

Таким образом, 15-вольтовый трансформатор даст максимальное напряжение питания 24,7 В постоянного тока после стабилизации питания. Это близко к максимальному напряжению питания 24,9 В, необходимому для данного усилителя, но теперь давайте точно рассчитаем, какую выходную мощность получим с ним.

Выходная мощность УНЧ от максимального напряжения питания трансформатора. Это вычисление полезно если уже есть трансформатор и хотим посмотреть, сколько выходной мощности будет генерировать усилитель:

Максимальное напряжение питания от трансформатора 15 В составляет 24,7 В, поэтому выходная мощность которую получим от усилителя:

Трансформатор 15 В даст выходную мощность 24,6 Вт на колонках сопротивлением 6 Ом, и это достаточно близко к желаемым 25 Вт.

Мощность трансформатора нужная усилителю

Теперь можем определить сколько мощности требуется от трансформатора для питания усилителя. Мощность обычно указывается в номинале «ВА (или VA)» в характеристиках трансформатора. Для расчета минимального VA сначала должны найти общую мощность (P питания) трансформатора, необходимо для питания усилителя.

Общая мощность зависит от максимального напряжения питания которое получаете от трансформатора, пикового выходного напряжения усилителя, сопротивления акустической колонки и тока покоя (QDC) TDA2050 (90 мА):

Таким образом, наш 15-вольтный трансформатор должен обеспечивать как минимум:

Теперь будем использовать полную мощность, чтобы найти минимальную номинальную мощность ВА для трансформатора.

Преобразование общей мощности в VA

Чтобы найти минимальное значение ВА для трансформатора, общее правило заключается в умножении общей мощности на 1,5 раза. Для данного трансформатора 15 В номинальное значение ВА должно быть:

49,4 Вт х 1,5 = 74,1 Вт

Это на канал. Для стерео-усилителя просто умножаем на два:

74,1 Вт х 2 = 148,2 Вт

Таким образом, все что выше 150 ВА, обеспечит усилитель достаточной мощностью. Это довольно полезно знать, потому что если ваш трансформатор слабее, то усилитель может обрезать или искажать звук на более высокой громкости и басах.

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.

Искать информацию

Подключаем межблочные провода и управляющий (REM)

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

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

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

А кто у нас певец?

Напоследок хочется высказать некоторые субъективные замечания по поводу использования компьютера в качестве источника сигнала. Естественно, что собирать схему №3 или №5 для того, чтобы подключить к выходу звуковой карты типа ESS688 особого смысла не будет — разницу в качестве звука не будет слышно из-за особенностей этой весьма старой «звучалки».

Данные схемы просто напрашиваются на работу с картами типа SB Live! и более поздними моделями. Конечно, если у вас в компьютере стоят девайсы, создающие кучу наводок при обращении к ним – качественную музыку придется слушать только в минуты отдыха.

Другой вопрос –— как слушать музыку в наушниках? Лично я использую набор Winamp+DFX. Может, мне просто не встречалось других проигрывателей, качество которых меня устроило? Наверное…

Но дело вот в чем: включите эквалайзер, визуализацию установите в виде анализатора спектра — «тонкие полоски» с максимальным качеством кадров в секунду, «огненный» стиль (когда на пиках верхушки полосок становятся красными). И что вы увидите? Скорее всего, практически все полоски одновременно будут доставать до максимальной отметки… (Интересно, многие ли считают это нормой?)

А теперь попробуйте левый ползунок («preamp» — «предварительное усиление») немного сдвинуть вниз, так, чтобы до верхней отметки цветные полоски доставали только иногда.

Если у вас хорошая акустика и битрейт записи не ниже 160, разницу почувствуете сразу (громкость звука понизится, но это легко компенсировать регулятором громкости). В случае, когда разницу в изменении качества звучания услышать не удается — вы, вероятно, уже давно пользуетесь наушниками при езде в общественном транспорте (прослушивание музыки сокращает дорогу, но при этом сильно ухудшает слух).

Если вы считаете, что при воспроизведении музыки все частоты должны звучать одновременно и на полную громкость — вынужден вас разочаровать. В этом случае такой сигнал не будет иметь к музыке никакого отношения, и в радиотехнике для него даже есть специальное название — «белый шум». Подобной смесью частот проверяют, сколько времени могут выдержать динамики без необратимых механических (и прочих) повреждений. Расслышать при этом все ньюансы звучания инструментов вряд ли получится… Так что, если для вас самое главное при прослушивании музыки — громкость, даже усилители вышего класса могут не оправдать возлагавшихся на них надежд.

Между прочим, изготовление высококлассных усилителей для личного пользования не менее увлекательное занятие, чем разгон процессоров и видеокарт. По крайней мере, мне так кажется…

Чутких вам ушей!

Сделай сам усилитель за 500 рублей →
← Классы усилителей

Нахождение размера радиатора

Два канала усилителя подключены к радиатору:

Микросхему необходимо прикрепить к радиатору, иначе она быстро перегреется и будет повреждена. Размер радиатора будет зависеть от максимального рассеивания мощности и тепловых сопротивлений на пути теплового потока от микросхемы TDA2050.

Максимальная рассеиваемая мощность

Максимальная рассеиваемая мощность (P dmax) — это количество мощности, которую TDA2050 будет рассеивать в виде тепла на пределе своей работы. P dmax зависит от максимального напряжения питания от трансформатора и сопротивления динамиков:

Для усилителя который тут делаем, максимальное напряжение питания от трансформатора составляет ± 24,7 В, и используются динамики 6 Ом, поэтому P dmax:

P dmax 20,6 Вт ниже абсолютного максимального значения TDA2050 в 25 Вт, так что все в порядке.

Тепловое сопротивление радиатора

Теперь можем определить максимальное тепловое сопротивление (в ° C / Вт) радиатора, необходимое для рассеивания всей мощности вырабатываемой TDA2050. Но прежде нужно узнать значения трех тепловых сопротивлений на пути теплового потока от микросхемы:

1. 0 jc: тепловое сопротивление от места соединения кристалла микросхемы к наружной стороне пластикового корпуса.
2. 0 cs : тепловое сопротивление от корпуса к радиатору.
3. 0 sa : тепловое сопротивление от радиатора к окружающему воздуху.

Теплоотвод будет более эффективным, когда любое из них станет меньше. Мы ничего не можем сделать, чтобы получить меньшее значение 0 jc, потому что это зависит от конструкции чипа. 0 cs можно уменьшить используя термопасту между чипом и радиатором. Тепловое сопротивление термопасты обычно составляет около 0,2 ° C / Вт.

Наибольшее снижение теплового сопротивления произойдет при выборе радиатора (0 sa). Тепловое сопротивление радиатора обычно указывается в таблице в виде показателя ° C / W. Радиаторы с более низким тепловым сопротивлением будут рассеивать больше тепла — значит они лучше.

Используйте эту формулу для расчета максимального теплового сопротивления радиатора, необходимого для рассеивания P dmax TDA2050:

• 0 cs TDA2050 составляет 3 ° C / Вт.
• T jmax — максимальная температура перехода, или температура, при которой включена схема термозащиты. T jmax для TDA2050 составляет 150 ° C.
• T amb — температура окружающей среды во время работы усилителя. Типичным значением является комнатная температура (25 ° C).

Максимальное тепловое сопротивление радиатора для данного усилителя с P dmax 20,6 Вт составляет:

Поэтому понадобится радиатор со значением не более 2,9 ° C / Вт, чтобы обеспечить рассеивание всей мощности производимой усилителем.

Мощный усилитель звука своими руками

Радиолюбитель, собирающийся сделать систему низкой частоты (УНЧ), должен решить ряд следующих вопросов:

• Элементная база
• Электрические параметры
• Выбор схемы

Современные звуковые системы собираются с применением биполярных или полевых транзисторов и интегральных микросхем. Такие конструкции не требуют высокого напряжения в цепях питания, достаточно компактны и обеспечивают хороший диапазон воспроизводимых частот и низкий процент искажений. Звуковая аппаратура высшего класса собирается на электронных лампах, которые в серийной технике не применяются уже давно. Электрические параметры зависят от того, для какой цели будет использоваться УНЧ. Конструкция, предназначенная для подключения к планшету или компьютеру, не предполагает высокого качества воспроизведения звука.

Для специалиста будет просто собрать своими руками аудио усилитель, обеспечивающий достаточно высокие параметры. В такой конструкции можно использовать мощные транзисторы или микросхемы. Блок может быть предназначен для работы с устройствами, которые выдают мощный выходной сигнал. Тогда предварительный каскад не требуется и достаточно собрать только оконечник. Если устройство предназначено для работы с микрофоном, проигрывателем виниловых дисков или электрогитарой, то придётся собирать полный тракт с предварительным каскадом и регулировками тембра. Оконечный усилитель мощности своими руками можно проще всего собрать на интегральной микросхеме. Такая конструкция собирается на простейшей печатной плате, не требует регулировок, налаживания и при правильной сборке сразу начинает работать.

Конструкция обеспечивает выходную мощность до 20 ватт на канал, работает от напряжения от 10 до 18 В, поэтому может быть использована в автомобиле. Такая мощность обеспечивается при использовании микросхемы TDA1557. Корпус TDA8560Q может выдать до 30 ватт в каждом канале. Для более стабильной работы конструкции при воспроизведении низких частот рекомендуется в фильтре питания использовать 5, соединённых параллельно емкостей по 2200 мкф. Корпус микросхемы сильно нагревается, поэтому её нужно установить на радиатор. Чтобы собрать усилитель звука для колонок своими руками потребуется тестер и паяльник. Осциллограф и генератор для простых схем не используются.

Как выбрать?

При покупке оптимальной модели усилителя аудиозвучания для колонок нужно заострить внимание на таких принципиальных параметрах, как мощность и сопротивление прибора

Мощность

Мощностные характеристики обычно указываются в руководстве пользователя, которое включено в комплектацию, а также непосредственно на корпусе. Необходимо различать пиковую мощность, которую акустические колонки могут взять кратковременно, а также номинальную, то есть ту, на которой звучание будет воспроизводиться без помех и искажений. Именно на ней и нужно использовать аппаратуру.

При неправильно подобранном оборудовании возможны некоторые неприятные проявления.

Если мощность усилителя будет выше мощности колонок, то переживать не надо, но только в том случае, если вы не планируете включать АС на максимум. В целом для комфортного прослушивания хватает 50-70% от возможного максимума. Эксперты считают, что именно это сочетание обеспечивает самый качественный звук. Однако не исключено, что когда-то, слегка забывшись, вы решите поставить максимальную громкость, и это серьезно навредит диффузорам колонок.

Если мощность установки соответствует мощности колонок, то на первый взгляд это будет идеальным сочетанием. Однако, опять же, на предельной громкости акустическая установка работает на максимуме возможностей, подает на выход постоянный ток, тем самым выводя колонку из строя. Конечно, самые качественные модели снабжаются специальными конденсаторами, которые могут снизить риск «поджаривание» оборудования, но рисковать не стоит. Лучше всего использовать подобное оборудование в пределах 40-70% от возможной громкости.

Сопротивление

Принято считать, что чем выше показатель импеданса, тем более четким будет звуковоспроизведение, поскольку сопротивление обладает способностью гасить искажения и разного рода шумы. Однако нужно понимать, что в отличие от тех же наушников, в которых параметры сопротивления могут варьироваться в довольно большом диапазоне, в колонках этот показатель обычно находится в коридоре от 4 до 8 Ом. При прочих равных условиях сопротивление здесь будет ниже энергопотребления колонок, соответственно, и тише громкость звучания.

Довольно опасной считается ситуация, при которой сопротивление усилителя ниже, чем сопротивление колонок. При этом колонки могут попросту не справиться с поступающим сигналом и выйдут из строя.

В ситуации, когда сопротивление усилителя будет меньше соответствующего параметра колонок, то исправностью акустической техники вы никак не рискуете. В то же время мощность на выходе будет всё же в полтора, а то и два раза меньше, чем может дать ваша акустика – то есть колонки попросту не дадут своего самого полного звучания.

Пошаговое руководство по изготовлению

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

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

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

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