Блок с двоен тон. Мощен и качествен домашен звукоусилвател

В много съвременни аудио системи, независимо дали става въпрос за музикален център, домашно кино или дори преносим високоговорител за телефон, има еквалайзер или, с други думи, тонален блок. С него можете да регулирате честотната характеристика на сигнала, т.е. променете количеството високи или ниски честоти в сигнала. Тоналните блокове съществуват активни, изградени най-често върху микросхеми. Те изискват захранване, но не отслабват нивото на сигнала. Друг тип тембърни блокове са пасивни, те леко отслабват общото ниво на сигнала, но не изискват захранване и не въвеждат допълнителни изкривявания в сигнала. Ето защо в висококачественото звуково оборудване най-често се използват пасивни тонални блокове. В тази статия ще разгледаме как да направите прост двупосочен тонов блок. Може да се комбинира със самоделен усилвател или да се използва като отделно устройство.

Тонова блокова диаграма

Веригата съдържа само пасивни елементи (кондензатори, резистори). Два променливи резистора се използват за регулиране на нивото на високи и ниски честоти. Желателно е да използвате филмови кондензатори, но ако нямате под ръка, керамичните също ще направят. За всеки канал трябва да сглобите една такава верига и за да бъде настройката еднаква и в двата канала, използвайте двойни променливи резистори. Публикуваната в тази статия печатна платка вече съдържа тази схема в два екземпляра, т.е. Има вход както за ляв, така и за десен канал.

Изтегляне на дъска:

(изтегляния: 742)

Изработване на тонов блок

Веригата не съдържа активни компоненти, така че може лесно да се запоява чрез повърхностен монтаж директно върху клемите на променливи резистори. Ако желаете, можете да запоите веригата върху печатната платка, както направих аз. Малко снимки от процеса:

След монтажа можете да проверите работата на веригата. Към входа се подава сигнал, например от плейър, компютър или телефон, изходът на веригата е свързан към входа на усилвателя. Чрез завъртане на променливите резистори можете да регулирате нивото на ниските и високите честоти в сигнала. Не се изненадвайте, ако звукът е „не много добър“ в крайни позиции - сигнал с напълно отслабени ниски честоти или, обратно, надценени, е малко вероятно да бъде приятен за ухото. С помощта на тоналния блок можете да компенсирате неравномерната честотна характеристика на усилвателя или високоговорителите и да изберете звука по ваш вкус.

Производство на корпуси

Завършената схема на тоновия блок трябва да бъде поставена в екраниран корпус, в противен случай фонът не може да бъде избегнат. Като тяло можете да използвате обикновена тенекия. Извадете променливите резистори и им поставете дръжки. По краищата на буркана не забравяйте да инсталирате конектори жак 3,5 за вход и изход на звук.

Нискочестотен филтър за субуфер

Системата с високоговорител обикновено е обемиста и скъпа и като се има предвид, че човешкото ухо не може да разпознае стерео при ниски честоти, няма смисъл да има два говорителя - по един за всеки стерео канал. Особено ако стаята, в която ще работи стерео системата, не е много голяма.

В този случай трябва да сумирате сигналите на стерео каналите и след това да изберете нискочестотния от получения сигнал. Фигура 1 показва диаграма на активен филтър, направен на два операционни усилвателя на микросхемата TL062.

Стереоканалните сигнали се подават към конектор X1. Резистори R1 и R2, заедно с обърнатия вход на оп-усилвател A1.1, създават миксер, който формира общ моно сигнал от стерео сигнал, оп-усилвател A1.1 осигурява необходимото усилване (или затихване) на входния сигнал . Нивото на сигнала се регулира от променлив резистор R3, който е част от веригата OOS A1.1. От изхода на A1.1 сигналът отива към нискочестотния филтър на A1.2. Честотата може да се регулира с двоен променлив резистор, състоящ се от R7 и R8.

Нискочестотният сигнал към нискочестотния ULF или активните нискочестотни високоговорители идва през конектора X2.
Захранването е биполярно, идва през конектора X3, възможно е от ± 5 V до ± 15 V. Веригата може да бъде монтирана на всеки два операционни усилвателя с общо предназначение.

Миксер за работа с три микрофона.
Ако имате нужда от сигнали от три отделни източника, като микрофони, които да бъдат подавани към един вход на устройство за аудио запис или възпроизвеждане, имате нужда от миксер, с който можете да комбинирате аудио сигналите от три източника в един и да регулирате съотношението на нивата им както се изисква.

Фигура 2 показва миксер, направен върху чип LM348, който разполага с четири операционни усилвателя.
Сигналите от микрофоните се подават съответно към конекторите X1, X2 и X3. Освен това, на микрофонни предусилватели на операционни усилватели A1.1, A 1.2 и A1.3. Усилването на всеки операционен усилвател зависи от параметрите на неговата OOS верига. Това ви позволява да регулирате усилването в широк диапазон чрез промяна на съпротивленията на резисторите R4, R10 и R17, съответно. Следователно, ако един или повече от източниците на сигнал не е микрофон, а устройство с по-високо ниво на изходно напрежение на AF, ще бъде възможно да се зададе усилването на съответния операционен усилвател чрез избиране на съпротивлението на съответния резистор . Освен това диапазонът на настройка на усилването е много голям - от стотици и хиляди до единица.

Усилените сигнали от три източника се подават към променливи резистори R5, R11, R19, с които можете бързо да регулирате съотношението на сигналите в общия сигнал, до пълно потискане на сигнала от един или повече източници.
Всъщност миксерът е направен на операционния усилвател A1.4. Сигналите към неговия обратен вход идват от променливи резистори през резистори R6, R12, R19.
Нискочестотният сигнал към външно записващо или усилващо устройство се подава през конектора X5.
Захранването е биполярно, идва през конектор X4, възможно е от + 5V до + 15V.

Веригата може да бъде сглобена на всеки четири операционни усилвателя с общо предназначение.

Предусилвател с тон блок.
Много радиолюбители изграждат UMZCH на базата на интегрални схеми UMZCH, обикновено предназначени за автомобилно аудио оборудване. Основното им предимство е, че доста висококачествен UMZCH се получава в най-кратки срокове и с минимални разходи за труд. Единственият недостатък е, че ULF не е пълен, без предусилвател с контрол на звука и тона.

Фигура 3 показва схема на прост предусилвател с контрол на силата на звука и тона, изграден върху най-често срещаната елементна база - транзистори от типа KT3102EУсилвателят има достатъчно голям входен импеданс, за да се справи с почти всеки източник на сигнал, от компютърна звукова карта и цифров плейър до архаичен грамофон с пиезоелектрическа касета.

Каскадата на транзистора VT1 е изградена според веригата на емитерния последовател и служи главно за увеличаване на входното съпротивление и намаляване на влиянието на изходните параметри на източника на сигнала върху контрола на тона.

Регулаторът на силата на звука - променлив резистор R3, също е натоварването на емитерния последовател на транзистора VT1.
След това - пасивен мостов контрол на тона за ниски и високи честоти, направен на променливи резистори
R6 (ниски честоти) и R10 (високи честоти). Диапазон на регулиране 12dB.

Каскадата на транзистора VT2 служи за компенсиране на загубите на ниво на сигнала в пасивния контрол на тона. Усилването на каскадата на VT2 до голяма степен зависи от стойността на OOS, по-специално съпротивлението на резистора R13 (колкото по-малко е, толкова по-голямо е усилването). DC режимът се задава от резистора R11 за каскадата на VT2 и R1 за каскадата на VT1.

Стерео версията трябва да се състои от два такива усилвателя. Резисторите R6 и R10 трябва да са двойни, за да контролират тона едновременно и в двата канала. Контролите на силата на звука могат да бъдат направени отделни за всеки канал.

Захранващо напрежение 12V, еднополярно, съответства на номиналното захранващо напрежение на повечето микросхеми - интегриран UMZCH, предназначен за работа в автомобилната техника.

Радио адаптер
Цялото стационарно аудио оборудване трябва да има изходни и входни конектори. Можете да подадете сигнал от външен източник към линейния вход, за да използвате основното устройство като усилвател с високоговорители или за запис.В повечето преносими устройства просто няма линеен вход. Единственото "средство за комуникация с външния свят" са микрофон и вграден радиоприемник. Мой приятел се опита да пренапише сигнала от MP-3 флаш плейър върху магнитна касета, като постави слушалки на "дупката" на микрофона на старо преносимо CD радио. Получи се ужасно. Въпреки че беше възможно да се използва вграденият FM приемник, но това изисква поне най-простия адаптер.

За висококачествено предаване на стерео сигнал можете да използвате закупен FM модулатор, предназначен за безжично свързване на външен аудио източник към радиото на автомобила. Има стерео модулатор, добър предавател с честотен синтезатор и често вграден MP-3 плейър с външна флашка или карта с памет. Е, в най-простия случай можете да направите примитивен предавател с ниска мощност с един транзистор, сигналът от който приемникът може да получи, когато предавателят е близо до антената си.
Диаграмата на адаптера е показана на фигура 4.

Веригата е каскада от RF генератор на транзистор VT1, работещ в RF съгласно обща базова верига, в основната верига на която се подава модулиращ нискочестотен сигнал.

Аудиочестотен сигнал от външен източник се подава към базата VT1 през кондензатор C4 и два резистора R1 и R2, служещи като стерео канален миксер. Тъй като схемата е много проста и в нея няма възли, които формират сложен стерео сигнал, приемникът ще получи сигнал в монофонична форма на входа на приемника.

Нискочестотното напрежение, подадено към основата на транзистора VT1, променя не само работната му точка, но и капацитета на прехода. Резултатът е смесена амплитудно-честотна модулация. Амплитудната модулация е ефективно потисната в приемащия път на радиоприемника, а честотната модулация се открива от неговия честотен детектор.

RF честотата, на която се осъществява излъчването, се задава от веригата L1-C2. Всъщност няма антена - адаптерът се намира в непосредствена близост до антената на приемника и сигналът към него идва директно от контурната бобина.
Контурната намотка L1 е без рамка, вътрешният й диаметър е 10-12 мм, навита е с тел PEV 1.06, само 10 оборота. Можете да настроите веригата както с кондензатор за настройка, така и чрез компресиране и разтягане на завоите на намотката.
Захранване - два елемента по 1.5V (3V).

Индикатор за ниво.
За да се установи правилно стерео баланс и да се предотврати претоварването на ULF и акустичните системи, е желателно ULF да включва индикатор за нивото на сигнала, влизащ в ULF входа.

От практическа гледна точка, за самостоятелно производство, индикаторът, базиран на LED скала, е най-добър, той е механично много по-силен от циферблата и по-опростен и по-евтин от мнемонометричния мащаб.

Фигура 5 показва веригата на индикатора за двата стерео канала. Базиран е на микрочип. TA7666R.
Вътре в TA7666R IC има два усилвателя с детектори на изходите и две линии компаратори, пет компаратора за всеки канал.

Коефициентът на усилване на всеки от усилвателите може да се настрои индивидуално чрез избиране на съпротивлението на резисторите R1 и R2. При стойността, посочена на диаграмата, първата степен на светодиодите (НL1 и HL6) свети при входни нива от 48 mV, втората степен (HL2, HL7) при 86 mV, третата степен (HL3, HL8) при 152 mV, четвъртият етап (HL4, HL9) при 215 mV, петият (HL5, HL10) при 304 mV. Начинът, по който се изобразява индикацията е „лента“, тоест „термометърна колона“, с други думи, колкото по-голям е сигналът, толкова по-дълга е линията от светещи светодиоди.
Винаги можете да промените чувствителността, като изберете съпротивленията на резисторите R1 и R2.

Въз основа на тази микросхема е възможно да се направи вид светлинно-динамично устройство, например, съставено от концентрични кръгове от лампи с нажежаема жичка или LED лампи, например, използвани в автомобилната оптика. В този случай са необходими допълнителни мощни изходни етапи.

Фигура 6 показва диаграма на изходния етап за управление на автомобилни LED лампи. Използва се оптрон с фототранзистор U1, неговият светодиод е свързан вместо индикаторния светодиод.
HF1 е автомобилна LED крушка. Той е мощен и за неговото превключване се използва мощен ключ полеви транзистор VT1.

Гринев В.А.

Наскоро определен човек се обърна към него с молба да сглоби усилвател с достатъчна мощност и отделни канали за усилване за ниски, средни и високи честоти. преди това вече го бях събирал за себе си повече от веднъж като експеримент и, трябва да кажа, експериментите бяха много успешни. Качеството на звука дори на евтини високоговорители с не много високо ниво е значително подобрено в сравнение например с опцията за използване на пасивни филтри в самите високоговорители. В допълнение, става възможно доста лесно да се променят кръстосаните честоти и усилването на всяка отделна лента и по този начин е по-лесно да се постигне еднаква честотна характеристика на целия път на усилване на звука. В усилвателя са използвани готови схеми, които преди това са били тествани повече от веднъж в по-прости дизайни.

Структурна схема

Фигурата по-долу показва диаграмата на 1 канал:

Както можете да видите от диаграмата, усилвателят има три входа, единият от които осигурява лесна възможност за добавяне на предусилвател-коректор за винилов плейър (ако е необходимо), входен превключвател, предусилвател-тембрален локатор (също три- лента, с регулируеми HF / MF / LF нива), контрол на звука, филтърен блок за три ленти с регулируемо ниво на усилване за всяка лента с възможност за изключване на филтрирането и захранване за крайни усилватели с висока мощност (нестабилизирани) и стабилизатор за частта "ниско напрежение" (предварителни етапи на усилване).

Тон блок на предусилвателя

Като него е използвана схема, която е тествана повече от веднъж, която със своята простота и наличие на части показва доста добри характеристики. Схемата (както и всички следващи) веднъж беше публикувана в списание Радио и след това публикувана повече от веднъж в различни сайтове в Интернет:

Входният етап на DA1 съдържа превключвател за ниво на усилване (-10; 0; +10 dB), което опростява координацията на целия усилвател с източници на сигнал с различни нива, а контролът на тона е директно монтиран на DA2. Веригата не е капризна към някои промени в стойностите на елементите и не изисква никаква настройка. Като операционен усилвател можете да използвате всякакви микросхеми, използвани в аудио пътищата на усилвателите, например тук (и в следващите схеми) опитах импортирани BA4558, TL072 и LM2904. Всеки ще свърши работа, но е по-добре, разбира се, да изберете опции за операционни усилватели с възможно най-ниското ниво на вътрешен шум и висока скорост (коефициент на нарастване на входното напрежение). Тези параметри могат да бъдат намерени в справочници (листове с данни). Разбира се, изобщо не е необходимо да използвате тази конкретна схема тук, напълно е възможно например да направите не трилентов, а обикновен (стандартен) двулентов тембърен блок. Но не "пасивна" схема, а със стъпала за съгласуване на усилването на входа и изхода на транзистори или оп-усилватели.

Филтърен блок

Филтърни вериги също, ако желаете, можете да намерите много, тъй като сега има достатъчно публикации по темата за многолентови усилватели. За да улесня тази задача и само като пример, ще дам тук няколко възможни схеми, намерени в различни източници:

- веригата, която използвах в този усилвател, тъй като честотите на кросоувъра се оказаха точно тези, от които се нуждаеше „клиентът“ - 500 Hz и 5 kHz и нищо не трябваше да се преизчислява.

- втората схема, по-проста в ОС.

И друга възможна схема, на транзистори:

Както вече писахте, избрах първата схема поради доста висококачественото лентово филтриране и съответствието на честотите на разделяне на лентите с дадените. Само на изходите на всеки канал (лента) бяха добавени прости контроли на нивото на усилване (както се прави, например, в третата верига, на транзистори). Регулаторите могат да се настройват от 30 до 100 kOhm. Операционните усилватели и транзисторите във всички вериги могат да бъдат заменени с модерни вносни (като се вземе предвид pinout!), За да се получат по-добри параметри на веригата. Всички тези схеми не изискват корекция, ако не се изисква промяна на честотите на кросоувъра. За съжаление, нямам възможност да дам информация за преизчисляването на честотите на тези секции, тъй като схемите бяха търсени за „готови“ примери и към тях не бяха приложени подробни описания.

Във веригата на филтърния блок (първата верига от трите) беше добавена възможност за деактивиране на филтрирането за средните и високочестотните канали. За тази цел са инсталирани два бутонни превключвателя от типа P2K, с които можете просто да затворите точките на свързване на филтърните входове - R10C9 със съответните им изходи - „високочестотен изход“ и „среден обхват изход“. В този случай пълният звуков сигнал преминава през тези канали.

Усилватели на мощност

От изхода на всеки филтърен канал HF-MF-LF сигналите се подават към входовете на усилватели на мощност, които също могат да бъдат сглобени по някоя от известните схеми, в зависимост от необходимата мощност на целия усилвател. Направих UMZCH по схемата, известна отдавна от сп. Радио, No3, 1991, стр.51. Тук давам линк към "първоизточника", тъй като има много мнения и спорове за тази схема относно нейното "качество". Факт е, че на пръв поглед това е усилвателна схема от клас „B“ с неизбежно наличие на изкривявания тип „стъпка“, но това не е така. Веригата използва текущо управление на транзисторите на изходния етап, което ви позволява да се отървете от тези недостатъци с обичайното стандартно включване. В същото време схемата е много проста, не критична за използваните части и дори транзисторите не изискват специален предварителен избор по отношение на параметрите.В допълнение, схемата е удобна, тъй като мощните изходни транзистори могат да бъдат поставени на една топлина мивка по двойки без изолационни уплътнения, тъй като проводниците на колектора са свързани в точката "изход", което значително опростява инсталирането на усилвателя:

При настройката е ВАЖНО само да изберете правилните режими на работа на транзисторите на крайния етап (чрез избор на резистори R7R8) - на базата на тези транзистори в режим „почивка“ и без натоварване, изходът (високоговорителят) трябва имат напрежение в рамките на 0,4-0,6 волта. Захранващото напрежение за такива усилватели (трябва да има 6 от тях, съответно) беше повишено до 32 волта с подмяната на изходните транзистори с 2SA1943 и 2SC5200, съпротивлението на резисторите R10R12 също трябва да се увеличи до 1,5 kOhm (за да "направи животът по-лесен" за ценеровите диоди във веригата за входна мощност операционни усилватели). Операционните усилватели също бяха заменени от BA4558 и веригата „настройка на нула“ вече не е необходима (изходи 2 и 6 на диаграмата) и съответно pinout се променя при запояване на микросхемата. В резултат на това при проверка на всеки усилвател по тази схема той даде мощност до 150 вата (за кратко) с напълно адекватна степен на нагряване на радиатора.

ULF захранване

Като захранване бяха използвани два трансформатора с токоизправители и филтри по обичайната стандартна схема. За захранване на нискочестотните канали (ляв и десен канал) - 250-ватов трансформатор, токоизправител на диодни възли от типа MBR2560 или подобен и кондензатори 40 000 микрофарада х 50 волта във всяко захранващо рамо. За средночестотни и високочестотни канали - трансформатор от 350 вата (взет от изгорял приемник на Yamaha), токоизправител - диоден модул TS6P06G и филтър - два кондензатора от 25 000 микрофарада х 63 волта за всяко захранващо рамо. Всички кондензатори с електролитен филтър са шунтирани с филмови кондензатори с капацитет 1 микрофарад х 63 волта.

По принцип захранването може да е с един трансформатор, разбира се, но със съответната му мощност. Мощността на усилвателя като цяло в този случай се определя единствено от възможностите на източника на захранване. Всички предусилватели (тон блок, филтри) също се захранват от един от тези трансформатори (възможно е от всеки от тях), но чрез допълнителен биполярен стабилизатор, сглобен на Kren (или внесен) MS или според някой от типичните транзистори вериги.

Дизайнът на домашен усилвател

Това може би беше най-трудният момент в производството, тъй като нямаше подходящ готов корпус и трябваше да измисля възможни варианти :-)) За да не извайвам куп отделни радиатори, реших да използвам корпус на радиатора от автомобилен 4-канален усилвател, доста голям, нещо подобно:

Всички "вътрешности" бяха, разбира се, извлечени и оформлението се оказа нещо подобно (за съжаление не направих съответна снимка):

- както можете да видите, в този капак на радиатора бяха монтирани шест клемни платки UMZCH и блокова платка за предусилвател-тон. Платката на филтърния блок вече не пасваше, затова беше фиксирана върху добавената тогава алуминиева ъглова конструкция (може да се види на снимките). Също така в тази "рамка" бяха инсталирани трансформатори, токоизправители и филтри за захранване.

Изгледът (отпред) с всички превключватели и контроли се оказа така:

Изглед отзад, с изходни блокове за високоговорители и кутия с предпазители (тъй като не са направени електронни вериги за защита поради липса на място в дизайна и за да не се усложнява веригата):

В бъдеще рамката от ъгъла, разбира се, трябва да бъде покрита с декоративни панели, за да се придаде по-„търгуем“ вид на продукта, но това ще бъде направено от самия „клиент“, според неговия личен вкус. Но като цяло, по отношение на качеството на звука и мощността, дизайнът се оказа доста приличен. Автор на материала: Андрей Баришев (специално за сайта уебсайт).

Тонален блок с микрофонен усилвател за стерео усилвател на мощност

Тембърният блок може да се използва като компонент на стерео усилвател или за усъвършенстване на съществуващ дизайн на усилвател. В допълнение към линеен вход за свързване на външен източник на сигнал: радио, телефон, MP3 плейър, CD и DVD плейъри и др. На платката на тонблока има усилвател за микрофон. За свързване на микрофон платката има 6,3 мм жак. Регулирането на нивото на входния сигнал от микрофонния и линейния вход се извършва отделно за всеки от входовете "МИКРОПОННО НИВО" и "ЛИНИВНО ВХОДНО НИВО". На изхода на тон блока са монтирани променливи резистори "BALANCE" и "VOLUME". За регулиране на нивото на високи, средни и ниски честоти са инсталирани съответно три променливи резистора "HIGH", "MEDIUM" и "LOW". Схемата на тембърния блок ви позволява едновременно да възпроизвеждате фонограма от линейния вход и сигнал от входа на микрофона, а нивото на звука за всеки източник на сигнал се избира отделно и произволно. За да намалите или увеличите сигнала на изхода на тембралния блок, достатъчно е да завъртите едно копче "VOLUME". Микрофонният вход е монофоничен, но сигналът от него отива към двата канала на крайното усилвателно стъпало.

Пример за работа на тембърния блок може да се види и чуе на видеото

Свързването на захранване, линеен вход и изход се извършва с помощта на винтови клеми. Всички променливи резистори са оборудвани с дръжки. Захранване на тоналния блок от биполярно захранване с напрежение 9 ... 15V

ВНИМАНИЕ! Осите на седемте резистора и жака на микрофона са на една линия и са разположени на платката по такъв начин, че платката може да се фиксира директно върху предния панел на устройството с помощта на гайките на самите променливи резистори и жак за микрофон! Централно разстояние на резистора 23 мм, център на резистора VOLUME MIC към жака на микрофона 30 мм.

Тонблокът се предлага като комплект за самостоятелен монтаж, като готов сглобен и тестван продукт, предлага се и печатна платка с маска и маркировка.

Кратко описание, оборудване и цена

ВНИМАНИЕ! Спазвайте полярността при свързване на захранването! Биполярна храна!

Цената на комплекта за сглобяване на тоналния блок: 385 UAH

Цената на сглобения и тестван тонов блок: 415 UAH

Цената на печатна платка с маска и маркировка: 130 UAH

Поръчки можете да направите чрез формата или на телефона, посочен в раздела

Мирно небе на всички, късмет, доброта, 73!