Дешево и “сердито”‘ Таков девиз этой статьи на нашем сайте. В ней рассказывается о стереоусилителе мощностью 2 х 15 Вт. Дешевизна обеспечивается использованием таких комплектующих, которые можно приобрести на рынке по весьма приемлемой цене.
“Сердитость” гарантируется подробным описанием усилителя. В результате получается малогабаритный прибор с весьма приятным звучанием и универсальным применением.
Блок-схема стереоусилителя приведена на рис.1.
Рассмотрим блок схему усилителя: с помощью коммутатора входов к усилителю можно подключать сигналы от разных источников. Вопрос о количестве входов зависит лишь от числа положений используемого переключателя. Нужная чувствительность входов легко устанавливается при помощи дополнительных делителей на резисторах.
Благодаря этому к усилителю можно подключить кассетный или бобинный магнитофон, FM-тюнер, CD-плейер, DVD-плеер, телевизор, а также выход звуковой карты компьютера. При желании заднюю панель усилителя можно до отказа напичкать входными контактами с технической точки зрения препятствий этому нет. Руководствуясь чувством меры, которое никогда не повредит, ограничимся тремя стереовходами.
Вторым элементом усилителя является каскад регулировки громкости и тембра на интегральной микросхеме типа TDA1524, содержащий также регулировку баланса. Эта ИМС создает очень удобный режим регулировки, поскольку все регулировки осуществляются постоянными уровнями. Такое решение имеет два больших преимущества.
С одной стороны, сам каскад (микросхему) и потенциометры регулировки можно расположить практически на любом расстоянии друг от друга, поскольку по проводам связи протекает только постоянный ток. С другой стороны, этот способ обеспечивает также простое дистанционное управление усилителем.
На рис 1 оно соответствует каскаду с названием “ИК-приемник дистанционного управления изображенному пунктирными линиями. Оконечные каскады усилителя создаются двумя УМЗЧ на интегральной схеме типа TDA2030A с однополярным питанием. Блок питания обеспечивает УМЗЧ напряжением 30 В, а предварительные каскады стабилизированным напряжением 12 В.
Блок питания. Схема блока питания приведена на рис.2 Оконечные каскады питаются напряжением около 30 В и при полной мощности обоих каскадов потребляют ток 2,5 А. Потребление тока микросхемой TDA1524 составляет примерно 100 мА, но, с учетом дистанционного управления, нужно рассчитывать на 200 мА (с достаточным запасом).
Принимая во внимание КПД, нашим целям будет соответствовать сетевой трансформатор мощностью 85 ВА со вторичными обмотками 24 В/3,4 А и 14 В/0,3 А. Можно постараться подобрать подходящий промышленный или изготовить его своими силами.
Для этого в табл.1 приведены обмоточные данные для трех видов сердечников. Усилитель помещается в корпус сравнительно малого размера, поэтому важно иметь малое поле рассеивания сетевого трансформатора.
Технические характеристики усилителя TDA2030
Добиться этого легче всего, если взять значение индукции сердечника немного меньшим допустимого в обычном “нормальном” случае. Моточные данные в таблице уже рассчитаны для такой индукции, составляющей 80% типовой. В силу увеличения числа витков обмотки они поместятся в окне сердечника только при тщательной намотке виток к витку. Изготовленный трансформатор непременно следует пропитать лаком. Пропитка служит не только для защиты обмоток, но одновременно уменьшает механический шум (гудение) трансформатора.
Выпрямительные мосты блока питания, конденсаторы и интегральная схема стабилизатора 12 В устанавливаются на односторонней печатной плате размерами 160×70 мм. Чертеж платы показан на рис.3, схема размещения деталей на ней на рис.4.
Конденсаторы С1 С5 используются 2200 мкФх35 В. В случае, если напряжение сети систематически превышает номинальное (220 В), лучше взять конденсаторы 2200 мкФх50В. Печатная плата разложена так, чтобы каждый из двух типов конденсаторов можно было припаять к плате.
Работа блока питания легко контролируется. С начала проверяем его на холостом ходу Выходные напряжения должны быть 12 В и примерно 35 В К клеммам “+30 В” и “Корпус” подсоединяем проволочный резистор (эквивалент нагрузки) сопротивлением около 30 Ом с допустимой мощностью как минимум 30 Вт. При этом выходное напряжение должно снизиться до 31 В. Выход 12 В нагружаем так, чтобы обеспечить ток около 200 мА. При нормальном функционировании напряжение по-прежнему должно быть 12 В.
Оконечный каскад. Оконечные каскады (УМЗЧ) нашего прибора изготовлены на интегральных схемах TDA2030A, которые в настоящее время широко распространены и весьма недороги ИМС содержит низкочастотный оконечный усилитель класса АВ с малыми искажениями, в котором имеется защита от короткого замыкания и перегрева. Основные параметры интегральной схемы приведены в табл. 2.
Цоколевка ИМС, чертеж корпуса и его основные размеры приведены на рис.5.
Схема усилителя TDA2030
Схема оконечного каскада изображена на рис.6. Как видно из рисунка, ИМС работают от однополярного источника. Естественно, у этого режима есть как достоинства, так и недостатки. Достоинством является простота трансформатора блока питания. Другое преимущество состоит в наличии выходных конденсаторов (С7 и С14), через которые сигналы подаются на громкоговорители. Они защищают громкоговорители в случае неисправности оконечных каскадов.
При симметричном двухполярном питании УМЗЧ выходные конденсаторы отсутствуют, и броски напряжения питания в этом случае могут в течение нескольких секунд вывести из строя громкоговорители. Кроме того, переходные конденсаторы хорошего качества не пропускают на громкоговорители имеющееся в большинстве случаев на выходах УМЗЧ постоянное напряжение смещения (десятки милливольт).
В то же время, последовательно соединенный с выходом УМЗЧ конденсатор негативно влияет на воспроизведение низких частот (обрезает их), образуя с импедансом громкоговорителя фильтр высоких частот. Для предотвращения этого следует выбрать максимально возможную (в разумных пределах) емкость выходных конденсаторов.
Допустимое напряжение этого конденсатора не меньше полного напряжения питания. Напряжения смещения на входах УМЗЧ, необходимые при питании от одного источника, обеспечиваются резистивными делителями R1-R2 и R7-R8. Перед установкой их на плату целесообразно измерить сопротивления этих резисторов и взять одинаковые. В принципе, важны не абсолютные значения сопротивлений, а их одинаковость.
Конденсаторы С2 и С9 подавляют помехи в цепях смещения. Эти конденсаторы обязательно должны быть малошумящими в целях обеспечения желаемого отношения сигнал/шум. Входные импедансы УМЗЧ устанавливаются резисторами R3 и R9. Усиление интегральной схемы TDA2030A можно регулировать с помощью цепи обратной связи R4-C3-R5 (R10-C10-R11). В данном усилителе сопротивления R5 и R11 выбраны равными 20 кОм.
Тогда усиление по напряжению составляет 12 дБ. Максимальная выходная мощность (при данном коэффициенте гармоник и неизменном напряжении питания) определяется импедансом нагрузки (громкоговорителя). Чем меньше импеданс громкоговорителя, тем больше выходная мощность. Разумеется, это справедливо с определенными оговорками, ведь в случае очень малого импеданса возникает ограничение выходного тока за счет срабатывания защиты.
В нашем случае предлагается импеданс нагрузки 4 Ом. При использовании такого громкоговорителя получается максимальная выходная мощность. Естественно, можно подключать и громкоговоритель сопротивлением 8 Ом, если устраивает меньшая выходная мощность.
Оконечный каскад усилителя можно разместить на печатной плате размерами 60×103 мм (рис.7) Расположение деталей на плате показано на рис.8. Плата выполняется из двустороннего стеклотекстолита. Фольга на стороне деталей служит “корпусом”. Поскольку печатная плата изготавливается не фотохимическим способом (вручную), целесообразно перед травлением полностью покрыть эту сторону платы защитной краской, а затем после травления “прозенковать” отверстия незаземленных выводов сверлом диаметром 3 мм.
После травления обе стороны печатной платы залуживаются тонким равномерным слоем припоя. При монтаже ИМС устанавливаются на плату в последнюю очередь Вывод 3 (заземление) ИМС перед пайкой следует “горизонтально” согнуть маленькими плоскогубцами, чтобы припаять его к фольге без остаточного механического напряжения.
Этот вывод целесообразно припаять в первую очередь, а после него остальные На рис 8 значком “х” обозначены заземляемые выводы деталей. В точках подключения соединительных проводников на плате припаиваются монтажные лепестки или малогабаритные трубчатые заклепки. Интегральные схемы УМЗЧ обязательно нужно привинтить к радиатору достаточно большого размера, смазав силиконовой пастой, способствующей хорошей теплопроводности.
