Чтобы сконструировать автомобильный усилитель звука своими руками, необходимо иметь достаточно много свободного времени. Этот процесс требует определенных знаний и умений, а еще не малых финансовых вложений. Однако, результат приятно удивит, поскольку звук будет чистым и громким.
Процесс создания автомобильного усилителя усложняется тем, что достать все детали довольно не просто. Но изготовление усилительного комплекса, способного питать аудиосистему транспортного средства, это хоть и хлопотный процесс, но, по итогу, получается сконструировать 5 небольших усилителей, суммарная мощность которых будет равна 680 Ватт. В некоторых случаях удается увеличить данный показатель до 750 Ватт.
Требования к усилителю
Необходимо сначала определиться с теми техническими характеристиками, которых хотелось бы добиться в конечном результате. В основном это звук высокого качества, высокий показатель выходной мощности, простота конструкции, удобство в использовании, небольшая затратная часть, способность питать до 12 динамических головок и сабвуфер.
Реализация задуманного процесса возможна при наличии отдельных усилителей мощности в количестве 5 штук, среди которых один должен питать канал сабвуфера. Для этого необходимо собрать усилитель по схеме Ланзара.
Для изготовления понадобятся 4 микросхемы. Необходимы TDA 7384 — 4x40W и TDA 2005 — 1x20W – каждой по 2 штуки. Данные конструкции помогают питать фронтальную акустику. Эти микросхемы не дорогие. Если удастся их раздобыть, то на усилитель не придется слишком потратиться.
Преобразователь напряжения
Изготовление преобразователя напряжения – самая трудоемкая часть всего процесса. Поэтому именно с него и надо начинать.
В основе ПН лежит микросхема TL494, которая является контроллером высокой точности. Есть также ее аналог, который также ожно использовать. Это 1114ЕУ3/4. В микросхеме нет дополнительного усилителя на выходе. Хоть эта микросхема и подходит больше других, однако и ее придется немного изменить. На плечах установлены полевики, которые укреплены на теплоотводы посредством теплопроводимых прокладок, снятых с компьютерных БП.
В микросхеме есть выпрямительная часть с диодами, которые способны работать на чистоте до 100 кГц. Для необходимы реле по питанию в количестве 2 штук. Можно использовать 20-ти амперные, но лучше всего взять 60-ти амперные. Это связано с тем, что преобразователь потребляет немалое количество тока. Удобство преобразователя напряжения в том, что не нужно устанавливать в нем мощные переключатели для включения сабвуфера. Питание ПН происходит в момент срабатывания реле.
Сложности могут возникнуть с намоткой трансформатора. Это связано с тем, что трансформатор был сделан по собственной технологии. Из-за того, что нет ферритовых колец, нужно искать прочие варианты, например, блоки питания компьютеров. Из них достаточно просто изготовить трансформаторы больших размеров. Чтобы добыть феррит, который очень крепко припаян, нужно прогреть его в течение нескольких секунд, а после аккуратно достать из каркаса. С трансформаторов удалось отмотать штатные обмотки.
После необходимо отрезать боковую стенку каждого каркаса, которые, впоследствии, соединяются между собой. По итогу получается один, но длинный каркас. На него можно производить обмотку 10-ю витками одновременно 5 жилами. При этом используется провод диаметром 0,8 мм. Как только намотаны первые 5 витков, то нужно заизолировать их, а затем на них нужно обмотать последние витки. Выполнять эту процедуру нужно в одном выбранном направлении, а оставшиеся провода скрутить в косичку.
У каждой обмотки есть начало и конец. Их нужно соединить, а в месте стыка образовывается отвод, к которому и будет подаваться плюс. Как только фазировки выполнены, то можно приступать к намотке вторичной обмотки. В ней может быть совершенно любое количество витков.
Обязательно нужно провести проверку изготовленных элементов. Для этого их необходимо просто подсоединить к источнику питания. При включении трансформатор не должен издавать посторонних звуков в виде жужжания, при этом транзистор не должен нагреваться. Нужно подключить на вторую обмотку лампу накаливания, которая должна сразу же загораться, но транзистор все время должен быть холодным, а со временем немного нагреться. Если все работает верно, то можно избавиться от пробной обмотки и сделать нормальную. Процедура по изготовлению трансформатора завершена.
Сборка конструкции
Как только все блоки изготовлены и проверены на работоспособность, то можно смело приступать к монтажу усилителя звука. В качестве корпуса подойдет соответствующая деталь от DVD. Дисплей нужно удалить, а на его место поставить светодиоды индикатора. Платы укладываются на дно усилителя, а для крепления используются шайбы изолирующие.
К теплоотводам нужно приделать транзисторы, а также микросхемы. Входные разъемы взяты из DVD, а клеммы изготовлены из разъема автомагнитолы. Охлаждающую функцию будет выполнять кулер. С его помощью не будет перегрев теплоотводов. Непосредственно сабвуфер в охлаждении не нуждается. Усилители «питаются» благодаря реле. Это происходит после того, кагда подается плюсна вывод. Все изготовленные усилители работают по отдельности, но их объединяет контактная платформа, на которую выведены системы ромоут контроля.
Прекрасный результат
Результат должен приятно удивить каждого, кто решился взяться за процесс изготовления . Получившийся агрегат имеет довольно хорошие технические характеристики, но при этом он не принесет больших затрат. Что нельзя сказать об усилителях звука, изготовленных профессионалами. Альтернативным вариантом дорогим моделям являются произведенные в Китае, однако нет гарантий того, что они действительно надежные и качественные. Поэтому необходимо приложить усилия и получить отличный усилитель звука для автомобиля.
Чтобы собрать , необходимо иметь желание и некоторое количество свободного времени, а также нужно всегда стремится к тому, чтобы получился качественный усилитель мощности, который возможно собрать своими руками. К тому же нужно обладать определенными знаниями и навыками, да и финансовые затраты тоже имеются.
Тем не менее конечный результат будет приятен, а усилитель порадует ваш слух чистым, прозрачным звучанием с достаточной выходной мощностью. В процессе конструирования автомобильного усилителя возможно будут возникать некоторые трудности с поиском необходимых электронных компонентов, в таких случаях можно будет воспользоваться их аналогами. Создание блочной конструкции усиления звука в аудиосистеме автотранспорта хотя процесс не быстрый но в итоге получается собрать пять компактных усилителя, мощность которых в сумме будет составлять 690 Вт. При желании есть возможность увеличить это значение до 760 Вт. p>
Необходимые требования к устройству
Вначале нужно определиться с техническими характеристиками, которые вы предполагаете получить в итоговом результате. Как правило это высокое качество звука, высокое значение мощности на выходе, технологически не сложная конструкция, при которой создается удобство в эксплуатации, невысокая себестоимость, возможность работы на двенадцать динамических излучателей и сабвуфер. Такие требования можно получить если изготовить автоусилитель своими руками в количестве пяти штук, в числе которых один должен работать на сабвуфер. Оптимальным решением этой задачи является изготовление отдельного усилителя мощности по принципиальной схеме Ланзара.
Для сборки такого аппарата потребуется четыре микросхемы, а именно две штуки TDA 7384 - 4x40W и две штуки TDA 2005 - 1x20W. Эти микросхемы предназначаются для питания фронтальной акустической системы. Такое схематическое решения является наиболее экономичным в плане денежных затрат.
Эффективный преобразователь напряжения
В автоусилителе звука наиболее важной и вместе с тем трудоемкой частью считается преобразователь напряжения. Поэтому именно с этого блока следует приступать к сборке всего комплекса усилителя звука. В качестве генератора импульсов преобразователя задействован известный двухтактный контроллер широтно-импульсной модуляции особой точности — TL494. В случае отсутствия в наличии такой микросхемы можно использовать ее аналог — 1114ЕУ3/4. В микросхеме отсутствует отдельный усилитель на выходе. В каждом плече каскада преобразователя установлены на тепло-отводных радиаторах по паре мощных полевых транзисторов IRF3205, которые закреплены через изолирующую прокладку с применением тепло-проводимой пасты. Радиаторы для этой цели можно использовать от компьютерных блоков питания.
В цепи выпрямителя применены диоды КД 213А с максимальным током 10 А, но в дополнительном охлаждении они не нуждаются. Кроме этого потребуются пара электромагнитных реле рассчитанных на рабочий ток 20 А, но для верности лучше поставить на 50-60 А. Преобразователь напряжения имеет функцию remote контроля, что несомненно является эффективным устройством, так как при управлении питанием и включении сабвуфера не требуется дополнительная установка мощных переключателей. При появлении положительного напряжения на ремоут контроль, моментально включается реле и питание поступает на преобразователь.
Собрать автоусилитель звука своими руками в принципе не очень трудно, но некоторые затруднения могут сложится при изготовлении трансформатора, то есть если в наличии нет ферритовых колец, тогда придется искать старые, подходящие источники питания. Отлично подходят для этих целей БП от компьютера. Там тоже придется немного поколдовать, так как две половинки ферритовых колец надежно склеены, то для их разъединения нужно немного подогреть стыки зажигалкой, а потом с осторожностью извлечь из каркаса и убрать штатные обмотки. Прежде чем приступать к намотке нужной нам обмотки, нужно удалить боковые стенки каркасов и затем соединить их друг с другом, что бы получился один длинный каркас, на который свободно уместятся все нужные витки обмоток.
Первичная обмотка наматывается из расчета десять витков со средней точкой (2 х 5 Вит.)пятью жилами эмаль-провода диаметром 0,8 мм. Проще делать так: намотал 5 витков по всей длине каркаса, сделал отвод, а обмотку изолировал лакотканью, затем поверх намотал еще пять витков. Далее нужно произвести фазировку, то есть соединить начало первой обмотки с концом второй. Место соединения концов это и есть тот отвод, на который будет подаваться положительное напряжение от общего питания. После того как сделали фазировку, можно приступать к намотке проверочной вторичной обмотки с любым количеством витков, с помощью которой определим правильность фазировки.
При включении преобразователя в сеть трансформатор не должен перегреваться на холостом ходу и не издавать посторонних звуков типа жужжания, транзисторы должны оставаться холодными. Далее подключаем в цепь вторичной обмотки лампу накаливания, при этом она должна засветится полным накалом, а транзистор не должен греться, только со временем он немного прогревается. Если после этого испытания никаких проблем нет, то убираем пробную обмотку и наматываем нормальную.
Сборка конструкции
Данный усилитель мощности основан на PA100, подробно описанный в приложении от National Semiconductor"s AN1192
Когда я собрал свои мощные самодельные 4-х омные колонки, то усилитель не мог "раскачать" такую нагрузку, поэтому решено было собирать более мощный усилитель. Я разработал схему усилителя мощности, в которой используется две микросхемы LM3886 на канал, в схеме с параллельным включением. На 8-ми омной нагрузке выходная мощность усилителя получается порядка 50 Ватт, на 4-х омной 100 Ватт. В данном усилителе используется четыре микросхемы УНЧ LM3886.
Кстати Jeff Rowland в некоторых своих Hi-Fi конструкциях использует LM3886 и имеет хорошие отзывы. Так что недорогой усилитель тоже может быть качественным!
Микросхема LM3886 включена по схеме неинвертирующего усилителя. Входное сопротивление УНЧ зависит от резистора R1 (47 кОм). Резистор R20 (680 Ом) и конденсатор C20 (470 пФ) образуют фильтр высоких частот на входных RCA-разъемах. Конденсаторы C4 и С8 (220 пФ) служат для фильтрации ВЧ на входах микросхемы LM3886.
При сборке усилителя, в некоторых местах я использовал высококачественные конденсаторы: C1 (1 мкФ) "Auricap" для фильтрации постоянной составляющей, С2 и С6 (100 мкФ) "Blackgate" и С12, С16 (1000 мкФ) "Blackgate".
Принципиальная схема усилителя приведена ниже.
Разработка печатной платы велась с учетом того, чтобы силовая земля (питания) и сигнальная были разделены. Сигнальная земля находится в середине и окружена силовой землей. Возле С5 они соединены тонкой дорожкой. Проектирование печатной платы велось в программе PADS PowerPCB 5.0.
Сам делать печатную плату я не стал, а отдал фирме. Когда забрал ее, то обнаружил,что некоторые отверстия были меньшего диаметра чем нужно. Рассверлил уже сам вручную. На фото ниже фотография платы.
Резисторы 1кОм и 20кОм были вручную подобраны с точностью до 0.1%. В качестве выходных резисторов я использовал шесть резисторов номиналом 1 Ом 0.5 Ватт 1%, потому как 3-х Ваттный 1% резистор найти проблематично.
Я использовал изолированную версию микросхемы - LM3886 TF, поэтому я напрямую присоединил к корпусу и радиатору через теплопроводную пасту.
Разделительный конденсатор "Auricap" 1мкФ 450В. Был куплен высококачественный конденсатор, поскольку он задействован в главной сигнальной цепи.
Конденсаторы в ВЧ-фильтре: "Silver Mica" 47пФ и 220пФ.
В фильтре по питанию использовался конденсатор "Blackgate" 1000мкФ 50В
Кондеры C2 и C6 тоже фирмы "Blackgate" номиналом 100мкФ 50В. Для лучшего результата лучше использовать биполярные конденсаторы, однако я использовал электролиты, т.к. биполярные не поместились бы на плату.
Фильтрующая цепочка R20(680 Ом) + C20(470 пФ) помещена прямо на RCA-разъеме. Это помогает отфильтровывать ВЧ-шумы до того, как они попадут на плату усилителя.
Разделительный конденсатор источника питания 0.1мкФ припаян с обратной стороны платы усилителя прямо на ножку LM3886, это позволяет лучше фильтровать ВЧ-шумы.
Микросхема LM3886 посажена на алюминиевый радиатор, а затем к корпусу усилителя. Снаружи корпуса я прикрепил еще 3 радиатора от процессорных вентиляторов PC. Везде использовалась термопаста для лучшей теплоотдачи.
Со всеми этими радиаторами усилитель греется совсем немного на средней громкости.
В источнике питания я использовал микросхему регулируемого стабилизатора напряжения LT1083. Перед ней поставил конденсаторы емкостью 10000 мкФ после - 100 мкФ. Преимущество использования регулируемого стабилизатора напряжения в том, что практически отсутствует напряжение пульсаций. Без него слышен небольшой 50/100 Гц шум.
В диодных мостах использовались мощные диоды MUR860.
Стабилизатор напряжения LT1083 может обеспечивать ток до 8А.
Трансформатор использовался мощностью 500ВА 2х25В. После стабилизатора, напряжение 30 Вольт.
В дальнейшем планирую заменить стабилизатор на более мощный (см. схему ниже). Транзистор TIP2955 способен выдерживать токи до 15А.
После сборки усилителя я измерил постоянное напряжение и получил смещение около 7 мВ на разъемах динамика. Разница напряжения между двумя выходами микросхем меньше чем 1 мВ.
Звучание усилителя чем то похоже на звучание собранного мною ранее усилителя на LM3875 - очень чистое. Не слышен ни шум, ни шипение, ни гудение. Сравнивая с усилителем на LM3875, данный усилитель развивает примерно вдвое большую мощность на моих 4-х Омных колонках и обеспечивает глубокий и напористый бас и хорошую динамику.
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| УНЧ | |||||||
| U1, U2 | Аудио усилитель | LM3886 | 2 | В блокнот | |||
| C1 | Конденсатор | 1 мкФ | 1 | В блокнот | |||
| C2, C6 | 100 мкФ | 2 | В блокнот | ||||
| C3, C7 | Конденсатор | 4.7 пФ | 2 | В блокнот | |||
| C4, C8 | Конденсатор | 220 пФ | 2 | В блокнот | |||
| C5, C9 | Электролитический конденсатор | 10 мкФ | 2 | В блокнот | |||
| C10, C11, C13 | Конденсатор | 0.1 мкФ | 3 | В блокнот | |||
| C12, C14 | Электролитический конденсатор | 1000 мкФ | 2 | В блокнот | |||
| C20 | Конденсатор | 470 пФ | 1 | В блокнот | |||
| R1 | Резистор | 47 кОм | 1 | В блокнот | |||
| R2, R3, R7, R8 | Резистор | 1 кОм | 4 | В блокнот | |||
| R4, R9 | Резистор | 22 кОм | 2 | В блокнот | |||
| R5, R10 | Резистор | 10 кОм | 1 | В блокнот | |||
| R6, R11, R13-R16 | Резистор | 0.5Ом 1Вт 1% | 6 | В блокнот | |||
| R12 | Резистор | 2 Ом | 1 | В блокнот | |||
| R20 | Резистор | 680 Ом | 1 | В блокнот | |||
| Блок питания | |||||||
| U1, U2 | Линейный регулятор | LT1083 | 2 | В блокнот | |||
| D1-D8 | Выпрямительный диод | MUR860 | 8 | В блокнот | |||
| C1, C4 | Электролитический конденсатор | 10000 мкФ | 2 | В блокнот | |||
| C2, C5 | Конденсатор | 1 мкФ | 2 | В блокнот | |||
| C3, C6 | Электролитический конденсатор | 100 мкФ | 2 | В блокнот | |||
| R1, R2 | Резистор | 100 Ом | 2 | В блокнот | |||
| R3, R4 | Подстроечный резистор | 2.5 кОм | 2 | В блокнот | |||
| TX1, TX2 | Трансформатор | 220/25В | 2 | В блокнот | |||
| Мощный стабилизатор | |||||||
| N1, N2 | Линейный регулятор | LM317 | 2 | В блокнот | |||
| V1, V2 | Биполярный транзистор | TIP2955 | 2 | В блокнот | |||
| V3-V12 | Выпрямительный диод | MUR1560 | 10 | В блокнот | |||
| V13, V14 | Выпрямительный диод | 1N4007 | 2 | ||||
Заводские устройства для усиления звукового сигнала отличаются высокой стоимостью и могут быть недостаточно мощными. Рассматривая фото самодельных усилителей звука очевидно, что они внешне ничем не уступают готовым изделиям. К тому же их изготовление своими силами не требует специальных навыков и больших материальных затрат.
Основа устройства
Начинающие радиолюбители в первую очередь задаются вопросом: из чего можно собрать простой усилитель звука в домашних условиях. Работа устройства основывается на транзисторах или микросхемах, либо возможен редкий вариант — на лампах. Рассмотрим подробнее каждый из них.
Микросхемы
Микросхему серии TDA и аналогичную можно приобрести в магазинах или воспользоваться микросхемой от ненужного телевизора.
Используя микросхемы автомобильных усилителей с блоком питания на 12 вольт, очень просто добиться качественного звучания без применения особых навыков и с минимумом деталей.
Транзисторы
Преимущества транзисторов в малом потреблении электроэнергии. Устройство выдает отличные показатели звука, легко встраивается в любую технику и не требует дополнительной настройки. К тому же нет необходимости в поиске и использовании сложных микросхем.
Лампы
На сегодняшний день устаревший метод сборки, основанный на лампах дает качественное звучание, но обладает рядом недостатков:
- повышенная энергоемкость
- габариты
- стоимость комплектующих
Рекомендации по правильной сборке усилителя звука своими руками
Устройство для усиления качества звука, собранное в домашних условиях на основе микросхем серий TDA и их аналогов, выделяет много тепла. Для охлаждения нужна радиаторная решетка подходящего размера в зависимости от модели самой микросхемы и мощности усилителя. В корпусе нужно предусмотреть место для нее.
Преимущество аппарата, изготовленного своими руками в низком потреблении энергии, что позволяет использовать его в автомобилях, подключив к аккумулятору, а также в дороге или дома с помощью батареи. Потребляемая мощность зависит от необходимой степени усиления сигнала. Некоторым изготовленным моделям требуется напряжение тока всего лишь в 3 Вольта.
К сборке усилителя звука применим серьезный и ответственный подход во избежание короткого замыкания и выхода из строя комплектующих.
Необходимые материалы
В процессе сборки потребуются следующие инструменты и комплектующие:
- микросхема
- корпус
- конденсаторы
- блок питания
- штекер
- кнопка-выключатель
- провода
- радиатор охлаждения
- шурупы
- термоклей и термопаста
- паяльник и канифоль
Схемы и инструкции по изготовлению усилителя в домашних условиях
Каждая схема уникальна и зависит от источника звука (старая или современная цифровая техника), источника питания, предполагаемых конечных размеров. Она собирается на печатной плате, которая сделает устройство компактным и более удобным. В процессе сборки не обойтись без паяльника или паяльной станции.
Схема британца Джона Линсли – Худа, основана на четырех транзисторах без микросхем. Она позволяет аналогично повторить форму входного сигнала, получив в результате лишь чистое усиление и синусоиду на выходе.
Самый простой и распространённый вариант изготовления одноканального усилителя — использование в основе микросхемы, дополненной резисторами и конденсаторами.
Алгоритм действий по изготовлению
- установить на печатную плату радиодетали, учитывая полярность
- собрать корпус (предусмотрев место под дополнительные детали, например, решетку радиатора)
Допустимо использование готового корпуса или создание его своими руками, а также установка платы в корпус колонок.
- запустить устройство в тестовом режиме (выявить и устранить неисправности в случае возникновения)
- сборка усилителя (подключение к блоку питания и остальным комплектующим)
Обратите внимание!
Домашние и автомобильные усилители своими силами
В домашних условиях часто не хватает мощного звучания при просмотре фильмов на ноутбуке или прослушивании музыки в наушниках. Рассмотрим, как правильно сделать усилитель звука своими руками.
Для ноутбука
Усилитель звуковых волн должен учитывать мощность внешних колонок до 2 ватт и сопротивление обмоток до 4 Ом.
Комплектующие для сборки:
- блок питания на 9 вольт
- печатная плата
- микросхема TDA 7231
- корпус
- конденсатор неполярный 0,1 мкФ — 2 шт
- конденсатор полярный 100 мкФ
- конденсатор полярный 220 мкФ
- конденсатор полярный 470 мкФ
- резистор постоянный 10 Ком м 4,7 Ом
- выключатель двухпозиционный
- гнездо для входа
Схема изготовления
Алгоритм действий по сборке выбирается в зависимости от выбранной схемы. Необходимо учитывать подходящий размер радиатора охлаждения, чтобы рабочая температура внутри корпуса не поднималась выше 50 градусов по Цельсию. При эксплуатации ноутбука на улице нужно предусмотреть отверстия в корпусе для доступа воздуха.
Для автомагнитолы
Усилитель для автомагнитолы возможно собрать на распространенной микросхеме TDA8569Q. Ее характеристики:
- напряжение питания 6-18 вольт
- входная мощность 25 ватт на канал в 4 Ом и 40 ватт на канал в 2 Ом
- диапазон частот 20-20000 Гц
Обратите внимание!
Обязательно необходимо предусмотреть дополнительно к схеме фильтр от помех, создаваемых работой автомобиля.
Для начала нарисуйте печатную плату, после просверлите отверстия в ней. Затем плату нужно протравить хлорным железом. После лудить и припаять все детали микросхемы. Во избежание присадок по питанию на дорожки питания нужно будет нанести толстый слой припоя. Предусмотреть систему охлаждения с помощью кулера или радиаторной решетки.
В заключении сборки необходимо изготовить фильтр от помех системы зажигания и плохой шумоизоляции по следующей схеме: на ферритовом кольце диаметром 20 мм намотать проводом сечением 1-1,5 мм в 5 витков дроссель.
Собрать устройство для улучшения качества звука в домашних условиях не составит труда. Главное определиться со схемой и иметь под рукой все комплектующие, из которых можно с легкостью собрать простой усилитель звука.
Фото усилителя звука своими руками
Обратите внимание!
В статье на сайте описана конструкция несложного автомобильного стереоусилителя с импульсным преобразователем напряжения.
Его добавление существенно увеличило мощность усилителя на популярных микросхемах TDA7293 или - до 78 Вт на нагрузке сопротивлением 4 Ом, а применение готового корпуса намного упростило его изготовление.
Как часто и справедливо утверждает звучание штатной магнитолы автомобиля может порадовать только неискушённого слушателя. На практике оказывается, что в большинстве случаев реальное значение выходной мощности УМ магнитолы не превышает 20 Вт на канал при нагрузке сопротивлением 4 Ом, а при работе от аккумулятора мощность падает до 16 Вт.
Собственно, даже при такой мощности можно качественно озвучить любой салон автомобиля, если бы не пик-фактор музыкальных сигналов, достигающий в отдельных композициях 20…25 дБ Так встроенный автомагнитолы без ограничения динамического диапазона может выдать до 5 Вт на канал.
Учитывая качественный рост параметров современных усилителей мощности, вопрос модернизации тракта воспроизведения упирается в физическое ограничение динамического диапазона максимальной выходной мощностью встроенных УМ, а возможности его расширения исчерпаны производителями аппаратуры.
Вследствие высокого уровня зашумления (в том числе и извне) в автомобиле динамический диапазон значительно сужается Шумоизоляция кузова и повышение уровня звукового давления АС помогают увеличить динамический диапазон прослушивания. Установка внешнего УМ на начальном этапе модернизации является, на мой взгляд, наименее трудозатратной.
Необходимо заметить, что доработку автомобильной аудиосистемы нужно начинать с установки более качественной фронтальной АС. Современные мультимедийные устройства для автомобилей оснащены линейными выходами для подключения внешних усилителей. Промышленность предлагает много высококачественных автомобильных УМ, однако их высокая стоимость является существенным ограничением при модернизации.
Подключать же УМ к выходам встроенного в магнитолу усилителя, на мой взгляд, нецелесообразно. Предлагаемый автомобильный обладает минимальным функционалом, однако имеет ряд положительных признаков: мощный не стабилизированный источник питания, хороший УМ, минимальный размер корпуса, отсутствие низкокачественных компонентов входного активного фильтра. Номинальное напряжение питания составляет +/-25 В, что даёт возможность повысить мощность на нагрузке 4 Ом до 78 Вт.
В отличие от многих конструкций, описанных в Интернете, этот двухканальный УМ собран в стандартном, доступном и недорогом алюминиевом корпусе фирмы Gainta, показанном на рис. 1 Ширина (размер L на рис 1) - 100 мм. Размеры основной платы 93.6×96 мм, что позволяет вставить ее в специальные пазы корпуса. Приоритет в проекте отдан компактности устройства, поэтому применены детали поверхностного монтажа УМ проектировался под конкретный проигрыватель компакт-дисков, для которого номинальная нагрузка линейного выхода 10 кОм.
Автомобильный усилитель своими руками состоит из не стабилизированного преобразователя напряжения (ПН) и УМ на двух микросхемах TDA7293 (или TDA7294 с учётом различий в цоколевке), а также узла управления по внешнему сигналу Remote сигналом STBY усилителя.
Схема автомобильного усилителя
Усилитель для авто схема показана на рис. 2 Преобразователь частоты lenze с функцией плавного пуска собран на микросхеме TL494 и полевых транзисторах. Габаритная мощность трансформатора около 300 Вт, и применение двух пар транзисторов в каждом плече преобразователя позволяет отдавать в нагрузку большую мощность.
Расчёт трансформатора и выбор магнитопровода проводился с использованием полезной бесплатной программы EXCELLENIT5000 (1). Существует мнение, что УМ с импульсным БП без стабилизации обеспечивают звучание лучше, чем со стабилизированным БП В цепях затвора мощных транзисторов преобразователя включены резисторы (47 Ом), что сужает спектр помех, создаваемых инвертором.
На меньшей плате размещены узел управления включением и контроллер ПН, на большей ПН и УМ. Выходные цепи ПН гальванически не связаны с первичным источником питания. Для включения УМ необходимо наличие напряжении питания 12 В и напряжения управления более 9 В на входе ДУ. Напряжение с входа ДУ через стабилитрон VD1 и резистор R7 поступает на базу транзистора VT2 и открывает его.
Конденсатор С5 служит для задержки включения УМ и фильтрации помех по входу ДУ. резистор R8 обеспечивает минимальный ток для работы стабилитрона VD1. Транзистор VT2 открывается, и на его коллекторе устанавливается напряжение около 0.7 В. загорается светодиод НИ и открывается транзистор VT1. который подает питание на микросхему DA1 и запускает ПН.
Резистор R5 необходим для поддержки закрывающего напряжения на базе VT1 в отсутствии сигнала управления, a R6 для ограничения максимального тока транзистора VT2. При наличии вторичного напряжения ПН напряжение с эмиттера VT1 через R1 поступает на излучающим диод оптопары U1, и он засвечивает фототранзистор оптопары.
При подаче напряжения на микросхему DAI на ее выходе (вывод 14) появляется напряжение 5 В, которое через конденсатор СЗ поступает на вывод 4 управления шириной импульсов TL494 По мере зарядки СЗ напряжение на выводе 4 уменьшается за счёт нагружающего резистора R2. а ширина импульсов на выводах 9. 10 увеличивается.
Так организован плавный пуск ПН. Резистор R2 необходим также для предотвращения зарядки конденсатора СЗ вытекающим током из микросхемы (от 2 до 10 мА). Встроенные усилители ошибки в TL494 не использованы, на не инвертирующие входы 2. 15 DA1 подано напряжение ИОН, равное 5 В. с вывода 14. а инвертирующие входы подключены к общему проводу ПН. Резисторы R3. R4 и конденсатор С4 задают частоту переключения ПН около 50 кГц.
Место под резистор R4 зарезервировано на плате для возможной коррекции частоты работы ПН. Конденсаторы С2 и С1 блокируют ВЧ помехи. С выводов 9. 10 DA1 сигналы управления полевыми транзисторами (ПТ) через разъем XP/XS1 (ZL201-10G. ZL262-10SG производства NINIGI) подаются на основную плату УМ на затворы ПТ На элементах R12. VD4. VT4(R13. VD5, VT5) собраны цепи перезарядки емкости затворов ПТ.
Резисторы R19 — R22 снижают скорость переключения ПТ и уменьшают коммутационные помехи. ПТ попарно подключены к первичной обмотке трансформатора Т1, на среднюю точку которой поступает напряжение бортовой сети автомобиля через плавкую вставку FU1 и П-образный фильтр C6C7L1C10C13C14C18. Конденсаторы С10, С13. С14, С18 подключены в непосредственной близости от средней точки обмотки I трансформатора Т1 для снижения помех.
Диод VD2 служит защитой от обратной полярности питания.
Переменное напряжение с вторичной обмотки Т1 выпрямляется диодными сборками VD7, VD8. фильтруется конденсаторами С20-С23 и далее поступает на микросхемы УМЗЧ.
Кроме того, напряжение +24 В через резистор R14 поступает на транзистор оптопары U1 и при наличии напряжения на входе ДУ устройства поступает на базу транзистора VT3. Элементы R9, VD3, VT3 необходимы для обеспечения быстрой разрядки конденсаторов в цепях STBY. MUTE микросхем DA2.
DA3 после пропадания сигнала ДУ. Связано это с тем, что при выключении магнитолы на ее линейных выходах появляются значительные всплески напряжения, которые приводят к щелчкам н АС. В большинстве самодельных устройств сигналы STBY. MUTE формируют через ограничительный резистор, подключённый к плюсовой цепи питания, поэтому при выключении магнитолы УМ не переходит в режим в ТВУ до разрядки конденсаторов в цепи питания.
В этой же конструкции УМ выключается фактически сразу после пропадания сигнала ДУ с магнитолы. Для обеспечения симметричности нагрузки на ИП и для возможности работы в мостовом режиме один канал УМ работает в инвертирующем режиме. Для минимизации помех, вносимых падением напряжения на «силовых» проводах, общие провода сигнальных и питающих цепей соединяются только в слаботочной части через резисторы R11, R15.
Элементы R16, С9, R23, СИ. R27 и R32 (R17, С8. R18, С12, R24 R29 и R31. R33) образуют фильтры, ограничивающие полосу, и задают коэффициент усиления каналов. Так как включение микросхем DA2, DA3 различно, для выравнивания усиления в каналах можно корректировать общее сопротивление резисторов ООС (R31 и R33). Места для резистора R31 на плате нет, в случае необходимости его устанавливают поверх R33.
В симуляции микросхем в виде ОУ в программном пакете Microcap 9 сопротивление этого резистора оказалось 80 кОм. Спад в области НЧ (-3 дБ на частоте 17 Гц) обусловлен областью применения УМ. Во-первых, фронтальные АС вследствие размера и свойств акустического оформления сильно снижают КПД на низких частотах; во-вторых, результирующая АЧХ в салоне автомобиля обычно имеет подъем в области НЧ на несколько децибел.
Трансформатор собран на торроидальном магнитопроводе Epcos 29,5x19x20 (B64290-L756-X87) из материала N87. Первичная обмотка имеет 8 витков провода диаметром 0,51 мм, сложенного в восемь жил, с отводом от середины. Исходные данные и результаты расчета приведены на рис. 3. Вторичная обмотка содержит 18 витков того же провода, сложенного в три жилы, с отводом от середины.
Витки равномерно распределены по периметру кольца. Дроссель L1 намотан на кольцевом магнитопроводе размерами 23x14x9.5 мм из порошкового железа Т90-52 Micrometals и содержит восемь витков провода ПЭВ 0,51. сложенного в восемь жил. Индуктивность дросселя может и отличаться, важно лишь помнить, что перегрев свыше 75С для такого дросселя недопустим.