Усилитель мощности звуковой частоты своими руками. Полная схема самодельного усилителя звука

Помнится, где-то в комментах я обещал выложить фотки самодельного усилителя. Выполняю сие обещание.

В природе существует ряд интегральных усилителей мощности звуковой частоты для различных типов электронной аппаратуры (радио- и телеприемные устройства, аппаратура связи и телефония, стационарные, переносные и автомобильные магнитолы, электронные игрушки, синтезаторы звука и т.д.). Это совсем не сложные в применении устройства, и имея хотябы теоретический навык владения паяльником, можно минут за 40 на коленках соорудить добротный усилитель, который может уместиться в коробку из-под духов, если конечно вам в голову взбредёт мысль засунуть туда усилитель:)

А всё началось с того, что мой Одиссей 002 перестал отдавать звук по одному из каналов (А у него их 4, точнее 2 параллельных пары). Я нашел на рынке тиристоры и конденсаторы, которые от старости вышли из строя, и рядом на прилавке обнаружил интересную для меня микросхему на базе TDA (от Philips).

Прийдя домой и почитав инфу про неё в интернете, я обнаружил, что эта "сороконожка" размером с маленькую батарейку ААА способна выдавать 35 ватт на канал при напряжении 18 В, а также обладает устройством защиты от КЗ, от перегруза и от перегрева, тонкомпенсацией, автоотключением при отключении источника сигнала и ещё много чем полезным, чего я уже и не припомню. А если соединить каналы в мост, то можно получить 1-канальный усилитель мощностью около 70 ватт, чего более чем достаточно для раскачки огромных S90. (Впрочем, как я потом понял, S90 вполне раскачивал двухканальный усилитель можностью 2х35 ватт).

Мало того, подобные микросхемы используются в серьёзных автомагнитолах, музыкальных центрах и прочей технике (НЕ забываем, что дело было в 2003-м году, сейчас может быть уже микросхемы используются посерьёзнее).

Я не буду вдаваться в подробности пайки и подбора деталей. Мне не составило труда найти всё на рынке (4 резистора, 4 конденсатора, собственно микросхема, плата, и аксессуары для того чтобы протравить плату, выпилять её форму, + олово, канифоль, пиво и кальмары).

Инфа и схемы подобных усилителей в достатке есть и на ещё более чем стопицот сайтах в интернете. Можете поискать по фразе "Микросхема TDA", например.

Я покупал микросхему класса D. Я не знал (и сейчас не знаю, какие есть классы, и какой лучше, А, или D), но знаю, что основным преимуществом усилителей класса D является высокий КПД, достигающий 90%, при невысоком напряжении питания. На практике область применения усилителей класса D ограничивается автомобильной акустикой и портативными устройствами. Что, собственно, нам и требуется.

Также при выборе стоит отметить, что мощность указана при определённом напряжении. Это значит, что если вы подадите меньшее напряжение, то и мощность у вас упадёт. Я, например, подключал собранный усилитель к компьютерному блоку питания. Там 12В, а это значит, что на выходе я получу уже не 2х35 ватт (номинальная мощность при 18 в), а примерно 2х22 ватта при нагрузке 8 Ом.

Второй момент: я вырезал все "кишки" из колонок S90. Фильтры, которые там стояли, за долгие годы уже сгнили, высохли, и снова сгнили. И мне казалось, что звук они только портили, хотя их предназначение заключалось в разделении каналов по частотам. Я подключил всё напрямую, хотя это очень неправильно, и заменил штатные пищалки на шелковые. Звук изменился в лучшую сторону. Толи из-за нового усилителя, толи из-за замены пищалок, толи из-за исключения из цепи старых "микро"схем (размером с ведро:)).

Вот описание, фото, обзор и схема чуть более простой микросхемы, чем у меня (А маркировку своей я уже и не помню):
ссылко

Вот собственно, как это всё у меня выглядело:
(Фото сделано было в корридоре, за минуту до того, как этот усилитель, вместе с колонками у меня купил один из посетителей Хитфорума). Надеюсь, он остался доволен покупкой и она прослужила ему верой и правдой вплоть до наших дней.

Выковырян из корпуса колонки он был потому, что сначала я его продавать не собирался, но потом подумал, что он мне больше ни к чему, и таки продал, чуть накинув сумму к цене за колонки.

Как видно по фоткам, основной размер тут занимает радиатор и куллер. Кстати, радиатор - с чипсета материнской платы. Теперь вы можете примерно представить размер всей конструкции? :)

Конечно, сборка имеет ряд недочётов, скажет опытный паяльщик. Да и вид у неё не солидный. Тем не менее, всё прекрасно работало, а собирал я такого уровня конструкцию первый (и единственный) раз.

После освоения азов электроники, начинающий радиолюбитель готов паять свои первые электронные конструкции. Усилители мощности звуковой частоты, как правило самые повторяемые конструкции. Схем достаточно много, каждая отличается своими параметрами и конструкцией. В этой статье будут рассмотрены несколько простейших и полностью рабочих схем усилителей, которые успешно могут быть повторены любым радиолюбителем. В статье не использованы сложные термины и расчеты, все максимально упрощено, чтобы не возникло дополнительных вопросов.

Начнем с более мощной схемы.
Итак, первая схема выполнена на известной микросхеме TDA2003. Это монофонический усилитель с выходной мощностью до 7 Ватт на нагрузку 4 Ом. Хочу сказать, что стандартная схема включения этой микросхемы содержит малое количество компонентов, но пару лет назад мною была придумана иная схема на этой микросхеме. В этой схеме количество комплектующих компонентов сведено к минимуму, но усилитель не потерял свои звуковые параметры. После разработки данной схемы, все свои усилители для маломощных колонок стал делать именно на этой схеме.

Схема представленного усилителя имеет широкий диапазон воспроизводимых частот, диапазон питающих напряжений от 4,5 до 18 вольт (типовое 12-14 вольт). Микросхему устанавливают на небольшой теплоотвод, поскольку максимальная мощность достигает до 10 Ватт.

Микросхема способна работать на нагрузку 2 Ом, это значит, что к выходу усилителя можно подключать 2 головки с сопротивлением 4 Ом.
Входной конденсатор можно заменить на любой другой, с емкостью от 0,01 до 4,7 мкФ (желательно от 0,1 до 0,47 мкФ), можно использовать как пленочные, так и керамические конденсаторы. Все остальные компоненты желательно не заменять.

Регулятор громкости от 10 до 47 кОм.
Выходная мощность микросхемы позволяет применять его в маломощных АС для ПК. Очень удобно использовать микросхему для автономных колонок к мобильному телефону и т.п.
Усилитель работает сразу после включения, в дополнительной наладке не нуждается. Советуется минус питания дополнительно подключить к теплоотводу. Все электролитические конденсаторы желательно использовать на 25 Вольт.

Вторая схема собрана на маломощных транзисторах, и больше подойдет в качестве усилителя для наушников.

Это наверное самая качественная схема такого рода, звук чистый, чувствуются весь частотный спектр. С хорошими наушниками, такое ощущение, что у вас полноценный сабвуфер.

Усилитель собран всего на 3-х транзисторах обратной проводимости, как самый дешевый вариант, были использованы транзисторы серии КТ315, но их выбор достаточно широк.

Усилитель может работать на низкоомную нагрузку, вплоть до 4-х Ом, что дает возможность, использовать схему для усиления сигнала плеера, радиоприемника и т.п. В качестве источника питания использована батарейка типа крона с напряжением 9 вольт.
В окончательном каскаде тоже применены транзисторы КТ315. Для повышения выходной мощности можно применить транзисторы КТ815, но тогда придется увеличить напряжение питания до 12 вольт. В этом случае мощность усилителя будет достигать до 1 Ватт. Выходной конденсатор может иметь емкость от 220 до 2200 мкФ.
Транзисторы в этой схеме не нагреваются, следовательно, какое-либо охлаждение не нужно. При использовании более мощных выходных транзисторов, возможно, понадобятся небольшие теплоотводы для каждого транзистора.

И наконец - третья схема. Представлен не менее простой, но проверенный вариант строения усилителя. Усилитель способен работать от пониженного напряжения до 5 вольт, при таком случае выходная мощность УМ будет не более 0,5 Вт, а максимальная мощность при питании 12 вольт достигает до 2-х Ватт.

Выходной каскад усилителя построен на отечественной комплементарной паре. Регулируют усилитель подбором резистора R2. Для этого желательно использовать подстроечный регулятор на 1кОм. Медленно вращаем регулятор до тех пор, пока ток покоя выходного каскада не будет 2-5 мА.

Усилитель не обладает высокой входной чувствительностью, поэтому желательно перед входом применить предварительный усилитель.

Немало важную роль в схеме играет диод, он тут для стабилизации режима выходного каскада.
Транзисторы выходного каскада можно заменить на любую комплементарную пару соответствующих параметров, например КТ816/817. Усилитель может питать маломощные автономные колонки с сопротивлением нагрузки 6-8 Ом.

Список радиоэлементов

Уходят в прошлое, и теперь, чтобы собрать какой-либо простой усилитель, уже не надо мучаться с расчетами и клепать печатную плату больших размеров.

Сейчас почти вся дешевая усилительная техника делается на микросхемах. Самое большое распространение получили микросхемы TDA для усиления аудиосигнала. В настоящее время они используются в автомагнитолах, в активных сабвуферах, в домашней акустике и во многих других аудиоусилителях и выглядят примерно вот так:

Плюсы микросхем TDA

1. Для того, чтобы собрать на них усилитель, достаточно подвести питание, подключить динамики и несколько радиоэлементов.
2. Габариты этих микросхем совсем небольшие, но надо будет их ставить на радиатор, иначе будут сильно греться.
3. Они продаются в любом радиомагазине. На Али что-то дороговатые, если брать в розницу.
4. В них встроены различные защиты и другие опции, типа отключения звука и тд. Но по моим наблюдениям, защиты срабатывают не очень хорошо, поэтому микросхемы часто дохнут или от перегрева, либо от . Так что желательно не замыкать выводы микросхемы между собой и не перегревать микросхему, выжимая из нее все соки.
5. Цена. Я бы не сказал, что они очень дорогие. По цене и выполняемым функциям им нет равных.

Одноканальный усилитель на TDA7396

Давайте соберем простой одноканальный усилитель на микросхеме TDA7396. На момент написания статьи я ее взял по цене в 240 рублей. В даташите на микросхему говорилось, что эта микросхема может выдать до 45 Ватт в нагрузку 2 Ома. То есть если замерить сопротивление катушки динамика и оно будет равняться около 2 Ом, то на динамике вполне можно получить пиковую мощность в 45 Ватт. Этой мощности вполне хватит, чтобы устроить дискотеку в комнате не только для себя, но и для соседей и при этом получить посредственное звучание, что, конечно же, не сравнить с hi-fi усилителями.

Вот распиновка микросхемы:

Собирать наш усилитель будем по типичной схеме, которая была приложена в самом даташите:

На ножку 8 подаем +Vs, а на 4 ножку ничего не подаем. Следовательно, схема примет вот такой вид:

Vs — это напряжение питания. Оно может быть от 8 и до 18 Вольт. «IN+» и «IN-» — сюда подаем слабый звуковой сигнал. К 5 и 7 ноге цепляем динамик. Шестую ногу садим на минус.

Вот моя сборка навесным монтажом

Конденсаторы на входе питания 100нФ и 1000мкФ я не использовал, так как у меня с блока питания итак идет чистое напряжение.

Раскачивал динамик с такими параметрами:

Как видите, сопротивление катушки 4 Ома. Полоса частот говорит о том, что он сабвуферного типа.

А вот так у меня выглядит саб в самопальном корпусе:

Пробовал снять видео, но звук на видео у меня снимает очень плохо. Но все-таки могу сказать, что с телефона на средней мощности уже долбило так, что уши заворачивались, хотя потребление всей схемы в рабочем виде составило всего около 10 Ватт (умножаем 14,3 на 0,73). В этом примере я взял напряжение, как в автомобиле, то есть 14,4 Вольта, что вполне укладывается в наш рабочий диапазон от 8 и до 18 Вольт.

Если у вас нет мощного источника питания, то его можно собрать вот по этой схеме.

Не зацикливайтесь именно на этой микросхеме. Этих микросхем TDA, как я уже говорил, существует множество видов. Некоторые из них усиливают стереосигнал и могут выдавать звук сразу на 4 динамика, как это сделано в автомагнитолах. Так что не поленитесь порыться в интернете и найти подходящую ТДАшку. После окончания сборки дайте заценить соседям ваш усилитель, выкрутив ручку громкости на всю балалайку и прислонив мощный динамик к стене).

А вот в статье я собирал усилитель на микросхеме TDA2030A

Получилось очень даже неплохо, так как TDA2030A обладает лучшими характеристиками, чем TDA7396

Также приложу для разнообразия еще схему от подписчика, у которого усилитель на TDA 1557Q работает исправно уже более 10 лет подряд:

Усилители на Алиэкспресс

На Али я также находил кит наборы на TDA. Например, вот этот стерео усилитель по 15 Ватт на канал по цене 1$. Этой мощности вполне хватит, чтобы потусить под любимые треки в комнатушке

Купить можно .

А вот он уже сразу готовый

Да и вообще, этих модулей усилителей на Алиэкпресс ну очень много. Нажимаете на эту ссылку и выбираете любой понравившийся усилитель.

Когда женщина приходит в магазин за шампунем, ей трудно сразу определиться с покупкой, и она часами бродит вдоль полок, перебирая десятки вариантов. Вот и многие радиолюбители, берясь за сборку самодельного УМЗЧ, могут долго выбирать среди широкого разнообразия схем и микросхем. Это и слабенькие TDA2282 , и простые TDA1557 , и серьёзные TDA7294 , и дорогие STK40 ... Выбор, предоставляемый производителями специализированных звуковых интегральных микросхем очень велик. На какой остановиться? Предлагаем вариант, который по праву считается золотой серединой в усилителестроении - микросхема TDA2050 (), которая при цене в пару десятков рублей обеспечит нам честных 30 ватт мощности. Что в стереоварианте уже 60 - для квартиры вполне.

Схема усилителя для самостоятельного изготовления

Под это устройство разработана печатная плата, который подходит для TDA2050 или LM1875 и имеет все необходимые узлы - питание, защита динамика, задержка включения и быстрого выключения. Это достигается с помощью удобной, но малопопулярной на отечественных рынках микросхемы UPC1237 . Если нет возможности купить её, просто удалите из схемы все элементы её обвязки, начиная от резисторов R12, R13. Тогда в вопросе защиты будете полагаться на сами микросхемы УМЗЧ, которые имеют термо- и защиту от замыкания. Правда не очень надёжную. Да и щелчки при включении из динамиков возможны. Параметры самого усилителя подробно описаны в документации .

М/с TDA2050 и LM1875 являются полностью взаимозаменяемы, различия в их схемах заключаются лишь значениями пары резисторов и одного конденсатора.

Все это позволяет сделать универсальную печатную плату , подходящую для любой из этих двух микросхем.

Источник питающего напряжения

Сам УМЗЧ на 2x30 Вт, но мощность зависит от напряжения питания и сопротивления колонок, подключенных к выходу. Если вы не нашли трансформатор, способный обеспечить указанное двухполярное питание (2 по 17 В) - не беда. Схема может работать и от пониженного напряжения, например 2 по 12 В. При этом просто пропорционально упадёт мощность. Зато такой трансформатор проще найти - можно даже взять два стандартных, по 12 В, и соединить их выходные обмотки последовательно.

Что касается всяческих темброблоков, как показала практика - это ненужное усложнение схемы, которое чревато лишними шумами. Менять АЧХ можно и на компьютере (телефоне). Здесь же достаточно обычного регулятора громкости. И, как вариант, баланса каналов.

Коробка для самодельного усилителя

Корпус в нашем случае пластиковый, с передней и задней стенками в виде металлических пластин 1 мм. Вы можете взять абсолютно любую подходящую по размерам и дизайну коробку, хоть пластмасса (легче обрабатывать и сверлить), хоть металл (защита от помех и прочность).

Все разъёмы стандартные - сеть 220 В, входа RCA и выходы "педальки" для акустических систем. Особое внимание уделите резистору для регулятора звука. Прежде чем ставить его в УНЧ, просто подключите и послушайте, нет ли шорохов и треска из динамиков при повороте ручки.

Обсудить статью КАК СДЕЛАТЬ УСИЛИТЕЛЬ СВОИМИ РУКАМИ

Делаем простой усилитель звука своими руками. Нам понадобится следующее:
1) Катушка: L1 5 мкГн
2) Резисторы: R1,R3 2,2 кОм; R2,R5 22кОм; R4 680 Ом; R6 2,2 Ом; R7 10 Ом.
3)Конденсаторы: С1,C4- 4,7 мкФ-25В; С3-22 мкФ-25В; С3-22 мкФ-25В; С5-0,47 мкФ-25В; С6,C7-1000 мкФ-35В.
4)Микросхема: DA1 TDA2050
Также для пайки необходимо приобрести: керамический паяльник, припой, стеклотекстолит, хлорное железо, флюс (канифоль), динамик (для проверки работоспособности усилителя), питание 10 В («крона»), провода, разъем, радиатор (первое время микросхема будет греться не сильно, но все же рекомендуется поставить охлаждение), глянцевая фотобумага.
Теперь самое интересное, подготовка к работе. Вот схема нашего устройства:

Теперь нам необходимо сделать разводку, которую проще всего сделать в программе sprint layout. После того, как разводка готова печатаем на фотобумаге нашу разводку (принтер обязательно должен быть лазерным!). После чего накладываем напечатанный фрагмент на нашу плату и в течение 5-10 мин гладим утюгом. Затем опускаем под воду и легкими движениями счищаем бумагу. Теперь нам необходимо протравить плату. Для этого берем хлорное железо и добавляем его в слегка подогретую воду и окунаем туда плату (ни в кое случае не используйте посуду, предназначенную для приёма пищи!) Процесс травления занимает от 10 мин до 5-8 часов, все зависит от количества раствора и температуры воды. После того, как плата протравилась счищаем слой краски, в результате чего наши дорожки станут медными. Теперь нам осталось припаять элементы. Для начала просверлим отверстия под наши элементы, после чего дорожки рекомендуется смазать флюсом. После это по схеме вставляем все элементы и припаиваем их. На этом наша работа переходит в завершающую стадию, проверка на работоспособность.

Подключив питание, динамик и подсоединив джек к устройству с разъемом 3,5 мм, вы услышите свою любимую музыку. Для удобства можно придумать корпус к вашему устройству, пример корпуса вы можете увидеть ниже.