Встраиваем усилитель для колонок в компьютер. Самый простой усилитель звука Двухканальный усилитель для колонок компьютера своими руками

М. САПОЖНИКОВ, г. Ганей-Авив, Израиль
Радио, 2002 год, № 4

Автором предложены два несложных двухполосных стереофонических УМЗЧ с общим низкочастотным каналом, которые работают с персональным компьютером в системе мультимедиа. Эти же усилители можно применить и в автомобильном радиокомплексе или переносном музыкальном центре.

В двухполосной или многополосной аппаратуре звуковоспроизведения разделение полос производится фильтрами второго, третьего и более высокого порядков. Но в простых стереофонических устройствах нередко имеет смысл разделять полосы на выходе УМЗЧ стереоканалов, которые в таком случае должны быть широкополосными. Конденсатор, разделяющий УМЗЧ и громкоговоритель СЧ - ВЧ, может быть использован в качестве элемента фильтра НЧ. В этом случае сигнал, необходимый для работы низкочастотного канала, образуется непосредственно на этом конденсаторе. Возрастание его реактивного сопротивления со снижением частоты сигнала вызывает такое же постепенное возрастание напряжения усиленного сигнала на этом конденсаторе. Стоит заметить, что широкополосные каналы оказываются не нагруженными на частотах ниже частоты раздела и на этих частотах искажения в усилителе значительно ниже, чем при широкополосной нагрузке. Кроме того, благодаря более эффективному электроакустическому преобразованию в динамических головках в полосе СЧ - ВЧ от усилителя требуется меньшая мощность, чем для широкополосных головок.

На принципиальной схеме (рис. 1 ) показано два широкополосных канала УМЗЧ на микросхеме DA1.

К выходам микросхемы подключены головки СЧ - ВЧ акустической системы ВА1 и ВА2 с общим разделительным конденсатором С6 небольшой емкости. В результате из активных сопротивлений нагрузки ВА1, ВА2 и конденсатора С6 получается фильтр НЧ первого порядка. Сигнал низкочастотной составляющей снимается с него на мостовой усилитель НЧ, собранный на микросхеме DA2.

Входные цепи устройства состоят из фильтров НЧ R1C1, R2C2, ослабляющих надтональные и радиочастотные помехи, и сдвоенного регулятора громкости R3.1, R3.2. На входе низкочастотного канала установлен регулятор чувствительности R5 для регулировки тонального баланса сигналов в полосах НЧ и СЧ - ВЧ.

Микросхемы серии TDA1519 выбраны не случайно. Они обеспечивают хорошее качество звучания и при этом имеют минимум навесных элементов. Усилитель можно перевести в дежурный режим выключателем SB1. Следует учитывать, что микросхемы TDA1519Q или без буквенного индекса имеют внутри два неинвертирующих усилителя, их устанавливают на место DA1, а в микросхемах с индексами А и В один из усилителей инвертирующий, что необходимо для включения по мостовой схеме DA2.

При нагрузке каналов СЧ - ВЧ сопротивлением 8 Ом и указанном напряжении питания номинальная выходная мощность составляет около 2,5 Вт, а на нагрузке канала НЧ сопротивлением 4 - 8 Ом - 9... 12 Вт с нелинейными искажениями не более 0,1%. При емкости конденсатора С6 около 220 мкФ частота разделения полос выбрана около 180 Гц. Ее величина зависит от емкости этого конденсатора. Если же в каналах СЧ - ВЧ использовать нагрузку сопротивлением 4 Ом, то мощность на ней вырастет в два раза, но для сохранения частоты разделения следует удвоить емкость конденсатора С6. Усиление широкополосных каналов по напряжению - 40 дБ.

Вместо микросхемы TDA1519 (DA1) допустимо применить микросхему TDA1517. Тогда усиление широкополосных каналов будет равно 20 дБ.

Другой УМЗЧ (рис. 2 ) основан на том же принципе разделения полос в цепях нагрузки СЧ - ВЧ каналов, однако в нем применены более привычные для многих радиолюбителей микросхемы TDA2005.

Для увеличения кликните по картинке (откроется в новом окне)

Здесь в широкополосных каналах использована обратная связь по току через нагрузку, что обеспечивает более высокие параметры УМЗЧ и позволяет иметь на разделительных конденсаторах (в данном случае их тут два) сигнал, идентичный входному, с уровнем, независимым от импеданса нагрузки (разумеется, на частотах ниже частоты разделения полос). Общий канал НЧ также собран по мостовой схеме, где оба усилителя микросхемы DA2 включены по инверсной схеме. Включенный реостатом регулятор R10 изменяет усиление сигнала в канале НЧ.

Параметры УМЗЧ примерно такие же, как и в предыдущем устройстве, но при сопротивлении нагрузки 8 Ом усиление по напряжению широкополосного усилителя равно 26 дБ и зависит от сопротивления нагрузки. При необходимости его чувствительность изменяют подбором резисторов R6, R8. Для выбора емкости конденсаторов С12, С13 здесь годятся те же рекомендации, что и относительно С6 в схеме, приведенной на рис. 1.

Как в первом, так и во втором усилителе микросхемы должны быть установлены на теплоотводе с эффективной площадью не менее 200 см 2 . Печатные платы автором не разрабатывались; достаточно просто монтаж элементов усилителя производится на подходящей макетной плате.

Эта схема усилителя звука была создана всеми любимым британским инженером (электронщик-звуковик) Линсли-Худом. Сам усилитель собран всего на 4-х транзисторах. С виду — обыкновенная схема усилителя НЧ, но это лишь с первого взгляда. Опытный радиолюбитель сразу поймет, что выходной каскад усилителя работает в классе А. Гениально то, что просто и эта схема тому доказательство. Это сверхлинейная схема, где форма выходного сигнала не изменяется, то, есть на выходе мы получаем ту же форму сигнала, что на входе, но уже усиленный. Схема более известна под названием JLH — ультралинейный усилитель класса А , и сегодня я решил представить ее вам, хотя схема далеко не новая. Данный усилитель звука, своими руками собрать может любой рядовой радиолюбитель, благодаря отсутствию в конструкции микросхем, делающей его более доступным.

Как сделать усилитель для колонок

Схема усилителя звука

В моем случае использовались только отечественные транзисторы, поскольку с импортными напряг, да и стандартные транзисторы схемы, найти нелегко. Выходной каскад построен на мощных отечественных транзисторах серии КТ803 — именно с ними звук кажется лучше. Для раскачки выходного каскада использован транзистор средней мощности серии КТ801 (удалось найти с трудом). Все транзисторы можно заменить на другие (в выходном каскаде можно использовать КТ805 или 819). Замены не критичны.

Совет: кто решит попробовать на «вкус» этот самодельный усилитель звука — используйте германиевые транзисторы, они лучше звучат (ИМХО). Было создано несколько версий этого усилителя, все они звучат… божественно, других слов не могу найти.

Мощность представленной схемы не более 15 ватт (плюс минус), ток потребления 2 Ампер (иногда чуть больше). Транзисторы выходного каскада будут греться даже без подачи сигнала на вход усилителя. Странное явление, не правда ли? Но для усилителей класса. А, это вполне нормальное явление, большой ток покоя — визитная карточка буквально всех известных схем этого класса.

В ролике представлена работа самого усилителя, подключенного к колонкам. Обратите внимание, что ролик снят на мобильный телефон, но о качестве звука можно судить и так. Для проверки любого усилителя стоит лишь послушать всего одно мелодию — Бетховен «К Элизе». После включения становится ясно, что за усилитель перед вами.

90% микросхемных усилителей не выдержат тест, звук будет «обломанным» могут наблюдаться хрипы и искажения при высоких частотах. Но вышесказанное не касается схемы Джона Линсли, ультралинейность схемы позволяет полностью повторить форму входного сигнала, этим получая только чистое усиление и синусоиду на выходе.

М. САПОЖНИКОВ, г. Ганей-Авив, Израиль
Радио, 2002 год, № 4

Автором предложены два несложных двухполосных стереофонических УМЗЧ с общим низкочастотным каналом, которые работают с персональным компьютером в системе мультимедиа. Эти же усилители можно применить и в автомобильном радиокомплексе или переносном музыкальном центре.

В двухполосной или многополосной аппаратуре звуковоспроизведения разделение полос производится фильтрами второго, третьего и более высокого порядков. Но в простых стереофонических устройствах нередко имеет смысл разделять полосы на выходе УМЗЧ стереоканалов, которые в таком случае должны быть широкополосными. Конденсатор, разделяющий УМЗЧ и громкоговоритель СЧ - ВЧ, может быть использован в качестве элемента фильтра НЧ. В этом случае сигнал, необходимый для работы низкочастотного канала, образуется непосредственно на этом конденсаторе. Возрастание его реактивного сопротивления со снижением частоты сигнала вызывает такое же постепенное возрастание напряжения усиленного сигнала на этом конденсаторе. Стоит заметить, что широкополосные каналы оказываются не нагруженными на частотах ниже частоты раздела и на этих частотах искажения в усилителе значительно ниже, чем при широкополосной нагрузке. Кроме того, благодаря более эффективному электроакустическому преобразованию в динамических головках в полосе СЧ - ВЧ от усилителя требуется меньшая мощность, чем для широкополосных головок.

На принципиальной схеме (рис. 1) показано два широкополосных канала УМЗЧ на микросхеме DA1.

К выходам микросхемы подключены головки СЧ - ВЧ акустической системы ВА1 и ВА2 с общим разделительным конденсатором С6 небольшой емкости. В результате из активных сопротивлений нагрузки ВА1, ВА2 и конденсатора С6 получается фильтр НЧ первого порядка. Сигнал низкочастотной составляющей снимается с него на мостовой усилитель НЧ, собранный на микросхеме DA2.

Входные цепи устройства состоят из фильтров НЧ R1C1, R2C2, ослабляющих надтональные и радиочастотные помехи, и сдвоенного регулятора громкости R3.1, R3.2. На входе низкочастотного канала установлен регулятор чувствительности R5 для регулировки тонального баланса сигналов в полосах НЧ и СЧ - ВЧ.

Микросхемы серии TDA1519 выбраны не случайно. Они обеспечивают хорошее качество звучания и при этом имеют минимум навесных элементов. Усилитель можно перевести в дежурный режим выключателем SB1. Следует учитывать, что микросхемы TDA1519Q или без буквенного индекса имеют внутри два неинвертирующих усилителя, их устанавливают на место DA1, а в микросхемах с индексами А и В один из усилителей инвертирующий, что необходимо для включения по мостовой схеме DA2.

При нагрузке каналов СЧ - ВЧ сопротивлением 8 Ом и указанном напряжении питания номинальная выходная мощность составляет около 2,5 Вт, а на нагрузке канала НЧ сопротивлением 4 - 8 Ом - 9... 12 Вт с нелинейными искажениями не более 0,1%. При емкости конденсатора С6 около 220 мкФ частота разделения полос выбрана около 180 Гц. Ее величина зависит от емкости этого конденсатора. Если же в каналах СЧ - ВЧ использовать нагрузку сопротивлением 4 Ом, то мощность на ней вырастет в два раза, но для сохранения частоты разделения следует удвоить емкость конденсатора С6. Усиление широкополосных каналов по напряжению - 40 дБ.

Вместо микросхемы TDA1519 (DA1) допустимо применить микросхему TDA1517. Тогда усиление широкополосных каналов будет равно 20 дБ.

Другой УМЗЧ (рис. 2) основан на том же принципе разделения полос в цепях нагрузки СЧ - ВЧ каналов, однако в нем применены более привычные для многих радиолюбителей микросхемы TDA2005.

Параметры УМЗЧ примерно такие же, как и в предыдущем устройстве, но при сопротивлении нагрузки 8 Ом усиление по напряжению широкополосного усилителя равно 26 дБ и зависит от сопротивления нагрузки. При необходимости его чувствительность изменяют подбором резисторов R6, R8. Для выбора емкости конденсаторов С12, С13 здесь годятся те же рекомендации, что и относительно С6 в схеме, приведенной на рис. 1.

Как в первом, так и во втором усилителе микросхемы должны быть установлены на теплоотводе с эффективной площадью не менее 200 см2. Печатные платы автором не разрабатывались; достаточно просто монтаж элементов усилителя производится на подходящей макетной плате.

В этой статье мы поговорим об усилителях. Они же УНЧ (усилители низкой частоты), они же УМЗЧ (усилители мощности звуковой частоты). Эти устройства могут быть выполнены как на транзисторах, так и на микросхемах. Хотя некоторые радиолюбители, отдавая дань моде на винтаж, делают их по старинке - на лампах. Здесь советуем посмотреть . Особое внимание начинающих хочу обратить на микросхемы автомобильных усилителей с 12-ти вольтовым питанием. Используя их можно получить довольно качественный звук на выходе, причем для сборки практически достаточно знаний школьного курса физики. Порой из обвеса, или говоря другими словами, тех деталей на схеме, без которых микросхема не будет работать, на схеме бывает буквально 5 штук. Одна из подобных, усилитель на микросхеме TDA1557Q приведена на рисунке:

Такой усилитель в свое время был собран мною, пользуюсь уже несколько лет им вместе с советской акустикой 8 Ом 8 Вт, совместно с компьютером. Качество звучания намного выше, чем у китайских пластмассовых колонок. Правда, чтобы почувствовать существенную разницу, мне пришлось купить звуковую карту creative, на встроенном звуке разница была незначительная.

Усилитель можно собрать навесным монтажом

Также усилитель можно собрать навесным монтажом, прямо на выводах деталей, но я бы не советовал собирать этим методом. Лучше потратить немного больше времени, найти разведенную печатную плату (или развести самому), перенести рисунок на текстолит, протравить его и получить в итоге усилитель, который будет работать много лет. Обо всех эти технологиях многократно рассказано в интернете, поэтому более подробно останавливаться на них не буду.

Усилитель прикрепленный к радиатору

Сразу скажу, что микросхемы усилителей при работе сильно нагреваются и их необходимо крепить, нанеся термопасту на радиатор. Тем же, кто хочет просто собрать один усилитель и нет времени или желания изучать программы по разводке печатных плат, технологии ЛУТ и травление, могу предложить использовать специальные макетные платы с отверстиями под пайку. Одна из них изображена на фото ниже:

Как видно на фото, соединения осуществляются не дорожками на печатной плате, как в случае с печатным монтажом, а гибкими проводками, подпаиваемыми к контактам на плате. Единственной проблемой при сборке таких усилителей, является источник питания, выдающий напряжение 12-16 вольт, при токе потребления усилителем до 5 ампер. Разумеется, такой трансформатор (на 5 ампер) будет иметь немаленькие размеры, поэтому некоторые пользуются импульсными источниками питания.

Трансформатор для усилителя - фото

У многих, думаю, дома есть блоки питания компьютеров, которые сейчас морально устарели, и больше не используются в составе системных блоков, так вот такие блоки питания способны выдавать по цепям +12 вольт, токи намного большие чем 4 ампера. Конечно, такое питание среди ценителей звучания считается худшим, чем стандартное трансформаторное, но я подключал импульсный блок питания для питания своего усилителя, после сменил его на трансформаторный - разница в звучании можно сказать незаметна.

После выхода с трансформатора, разумеется, нужно поставить для выпрямления тока диодный мост, который должен быть рассчитан на работу с большими токами, потребляемыми усилителем.

После диодного моста идет фильтр на электролитическом конденсаторе, который должен быть рассчитан на заметно большее напряжение, чем у нас в схеме. Например, если у нас в схеме питание 16 вольт, конденсатор должен быть на 25 вольт. Причем этот конденсатор должен быть как можно большей емкости, у меня стоят подключенные параллельно 2 конденсатора по 2200 мкф, и это не предел. Параллельно питанию (шунтируем) нужно подключить керамический конденсатор емкостью 100 нф. У усилителя на входе ставят пленочные разделительные конденсаторы емкостью от 0,22 до 1 мкф.

Пленочные конденсаторы

Подключение сигнала к усилителю, с целью снизить уровень наводимых помех, должно осуществляться экранированным кабелем, для этих целей удобно пользоваться кабелем Джек 3.5 - 2 Тюльпана, с соответствующими гнездами на усилителе.

Кабель джек 3.5 - 2 тюльпана

Регулировку уровня сигнала (громкости на усилителе) осуществляют с помощью потенциометра, если усилитель стерео, то сдвоенного. Схема подключения переменного резистора показана на рисунке ниже:

Разумеется усилители могут быть выполнены и на транзисторах, при этом питание, подключение и регулировка громкости в них применяются точно так же, как и в усилителях на микросхемах. Рассмотрим, к примеру, схему усилителя на одном транзисторе:

Здесь также стоит разделительный конденсатор, и минус сигнала соединяется с минусом питания. Ниже приведена схема двухтактного усилителя мощности на двух транзисторах:

Следующая схема также на двух транзисторах, но собранная из двух каскадов. Действительно, если присмотреться, она состоит как-бы из 2 почти одинаковых частей. В первый каскад у нас входят: С1, R1, R2, V1. Во второй каскад C2, R3, V2, и нагрузка наушники В1.

Двухкаскадный усилитель на транзисторах - схема

Если же мы хотим сделать стерео усилитель, нам нужно будет собрать два одинаковых канала. Точно также мы можем, собрав две схемы любого моно усилителя, превратить его в стерео. Ниже приведена схема трехкаскадного усилителя мощности на транзисторах:

Трехкаскадный усилитель на транзисторах - схема

Схемы усилителей также различаются по напряжению питания, некоторым достаточно для работы 3-5 вольт, другим необходимо 20 и выше. Для работы некоторых усилителей требуется двуполярное питание. Ниже приведены 2 схемы усилителя на микросхеме TDA2822 , первая стерео подключение:

На схеме в виде резисторов RL обозначены подключения динамиков. Усилитель нормально работает от напряжения в 4 вольта. На следующем рисунке изображена схема мостового включения, в ней используется один динамик, зато она выдает большую мощность, чем в стерео варианте:

На следующем рисунке изображены схемы усилителя на , обе схемы взяты из даташита. Питание 18 вольт, мощность 14 Ватт:

Акустика, подключаемая к усилителю, может иметь разное сопротивление, чаще всего это 4-8 Ом, иногда встречаются динамики с сопротивлением 16 Ом. Узнать сопротивление динамика, можно перевернув его тыльной стороной к себе, там обычно пишется номинальная мощность и сопротивление динамика. В нашем случае это 8 Ом, 15 Ватт.

Если же динамик находится внутри колонки и посмотреть, что на нем написано, нет возможности, тогда динамик можно прозвонить тестером в режиме омметра выбрав предел измерения 200 Ом.

Динамики имеют полярность. Кабеля, которыми акустика подключается, обычно имеют пометку красным цветом, для провода который соединен с плюсом динамика.

Если провода не имеют пометок, проверить правильность подключения можно, соединив батарейку плюс с плюсом, минус с минусом динамика (условно), если диффузор динамика выдвинется наружу - то мы угадали с полярностью. Больше различных схем УНЧ, в том числе ламповых, можно посмотреть в . Там собрана, думаем, самая большая подборка схем в интернете.

Любят мои детишки компьютер погонять.. И вот в один прекрасный день компьютерные колонки полыхнули синим пламенем, в связи с чем стали у меня периодически пропадать наушники. А так как детей двое, своих наушников я практически не видел. Долго так продолжаться не могло и тогда сообщил им: «я что нибудь придумаю с колонками».

Используемые инструменты: паяльник, пассатижи, бокорезы, шуруповёрт, сверло 8мм, многожильные провода, припой, винтовые контакты, плата усилителя.

Было решено не покупать новые, а приспособить не используемые задние колонки от ресивера 5.1. Но к ним необходим усилитель. Готового усилителя нет. Откопал в закромах давно купленную на Алиэкспресс плату с усилителем класса D - долго лежал, ждал своего часа.

Характеристики усилителя, указанные производителем:
- усилитель класса D;
- напряжение питания 9-14В;
- высокая чувствительность;
коэффициент нелинейных искажений:
- 0,1%, 9Вт, 4Ом;
- 0,1%, 6Вт, 8Ом;
- 10%, 15ВТ, 4Ом;
- 10%, 10Вт, 8Ом;
- КПД 84%, 15Вт, 4Ом;
- КПД 90%, 10Вт, 8Ом;
- защита от перенапряжений;
- защита от перегрузок;
- защита от превышения температуры.
Размеры: 90x53 мм.

Шаг 1.
Размещение платы усилителя в корпусе компьютера
Сначала предполагался отдельный корпус с блоком питания, но в процессе от этой мысли отказался и решил разместить усилитель прямо в компьютере. Питание будем брать от блока питания компьютера, благо там есть +12 v. Теперь вопрос: куда и как закрепить плату усилителя в корпусе компьютера. В моём случае решил закрепить усилитель на дне корпуса, поближе к источнику звукового сигнала. Стойки сделал из винтов с надетыми трубочками. От сверления корпуса отказался по причине образования при сверлении металлических стружек, которые могут что нибудь замкнуть. Приклеил стойки к корпусу термоклеем.

Шаг 2.
Делаем контакты для подключения колонок
Для подключения колонок нашёл винтовые контакты от какого-то старого прибора. Разместил их на заглушке для PCI слота компьютера. Для этого разметил и просверлил в заглушке четыре отверстия диаметром 8 мм. Прикрутил контакты. Вставил на место и закрепил заглушку.

Шаг 3.
Электрические подключения
Оставалась проблема откуда брать звуковой сигнал. В мануале материнской платы вычитал где на ней есть звуковой выход.

Усилитель чувствительный, при подключении на прямую на минимальной громкости слышны помехи от работающего компьютера. Так как у усилка нет регулировки уровня входного сигнала нужно поставить на вход переменный резистор. Вместо этого я спаял делитель напряжения как на схеме.