Активная стереофоническая АС в необычном корпусе

В статье описывается конструкция активной АС, в которой используются динамические голо­вки от старых импортных телевизоров.При разборке на запасные части старых импорт­ных кинескопных и ЖК телевизоров часто остают­ся в наличии одна или несколько относительно ма­логабаритных динамических головок мощностью 0,5…20 Вт, которым затруднительно найти приме­нение. Это вызвано тем, что установленные в теле­визоры импортные динамики повреждаются очень редко, соответственно, нет необходимости в их за­мене. Такие динамические головки обычно не под­ходят для создания на их основе высококачествен­ных акустических систем, но могут успешно применяться для изготовления и модернизации компактных активных и пассивных колонок.

На рис.1 показана принципиальная схема двухканального УМЗЧ. Усилитель собран на двух популярных интегральных микросхемах TDA2030A, по одной на каждый стереоканал. Выбор микро­схем этого типа был обусловлен невысоким каче­ством их работы, что обычно излишне для ком­пактной акустики, но и широким диапазоном питающих напряжений, что особенно актуально, поскольку предлагаемая конструкция не имеет встроенного источника питания, но может быть подключена к любому источнику напряжения по­стоянного тока 10…32 В или переменного тока 10…22 В. Лабораторные источники питания, раз­личные сетевые адаптеры редко имеют на выхо­де напряжение более 30…36 В, поэтому риск по­вреждения устройства при его подключении «не к тому» источнику питания практически отсутствует.

Рис. 1

Входной стереосигнал поступает на регулятор громкости — сдвоенный переменный резистор R5 — через RC-фильтр R2C2 и R3C3, который препятст­вует проникновению на вход УМЗЧ радиочастот. Включенная в разрыв общего провода цепочка R1R4C1 предназначена для токовой развязки на случай, если источник сигнала и УМЗЧ будут запи- таны от одного и того же источника питания.

Интегральная микросхема TDA2030A производ­ства фирмы SGS-Thomson Microelectronics пред­ставляет собой одноканальный усилитель мощно­сти звуковой частоты, может работать как в схемах с двуполярным, так и с однополярным питанием.

Основные характеристики TDA2030A

1. Максимальное двуполярное напряжение пи­тания ±22 В, однополярное +44 В.
2. Максимальная выходная мощность 18 Вт на нагрузке сопротивлением 4 Ом.
3. Коэффициент нелинейных искажений при выходной мощности 0,1…14 Вт не более 0,08%.

Коэффициент усиления по напряжению микро­схемы DA1 зависит от соотношения сопротивле­ний резисторов R15/R9, a DA2 — от R16/R10. Ди­оды VD2-VD5 защищают микросхемы от повреждений. Выходной стереосигнал на динами­ческие головки ВА1, ВА2 поступает с соответству­ющих выходов микросхем через разделительные конденсаторы С17, С19. Подключенные парал­лельно оксидным конденсаторам С17, С19 плёноч­ные С16, С18 увеличивают срок службы оксидных конденсаторов.

Демпфирующие цепочки R17C20 и R18C21 пре­пятствуют самовозбуждению соответствующих ми­кросхем. С этой же целью в цепи ООС установле­ны цепочки C11R13 и C12R14, которые уменьшают усиление микросхем на ультразвуковых частотах.

Напряжение питания подаётся на гнездо XS1. На входе питания установлен выпрямительный ди­одный мост VD1, который не только защищает ус­тройство от переполюсовки напряжения питания, но и позволяет питать конструкцию напряжением переменного тока 50 Гц. Конденсаторы С7, СЮ сглаживают пульсации выпрямленного напряже­ния. Узел на R11, R12, С13 создает напряжение ис­кусственной средней точки, которое через рези­сторы R6 и R7 подаётся на неинвертирующие входы соответствующих микросхем. Светодиод HL1 светит при наличии напряжения питания. Дроссель L1 уменьшает чувствительность усили­теля к помехам по цепям питания, а также немно­го понижает ток зарядки конденсаторов С7, СЮ при включении питания.

Конструкция и детали.

Большинство деталей усилителя установлены на монтажной плате размерами 115×48 мм (рис.2). Сдвоенный переменный резистор типа СПЗ-33-23, СПЗ-ЗО или аналог сопротивлением 10… 100 кОм. Металлический экран переменного резистора соединяют с общим проводом. Осталь­ные резисторы МОН, РПМ, МЯТ. С1-4, С1-14, С2-14, С2-23 соответствующей мощности.

Рис. 2

Неполярный конденсатор С1 типа К50-51 или импортный аналог. Остальные оксидные конден­саторы К50-35, К50-68 или их аналоги. Конденсаторы С2, СЗ керамические, припаяны непосредст­венно к выводам переменного резистора. С11, С12 — керамические. Остальные неполярные кон­денсаторы малогабаритные плёночные на рабочее напряжение не ниже 50 В. Конденсатор С14 уста­новлен как можно ближе к выводам питания DA1, а С15 — рядом с микросхемой DA2. Цепи питания микросхем, динамических головок, сигнального общего провода разведены от выводов конденса­тора С10 по типу «звезда».

Диодный мост KBL402 можно заменить, напри­мер, BR31-BR38, КВРС101-КВРС110, RS402-RS407. Вместо диодного моста можно установить четыре выпрямительных диода, например, 1N5402, FR301G, включенных по мостовой схеме. Диоды HER106 можно заменить любыми из серий UF4002-UF4007.

Микросхемы TDA2030A можно заменить любы­ми из серий TDA2030, TDA2040, TDA2051, А2030, L165, LM1875, ОРА544, TDA2006 или отечествен­ными К174УН19. Обе микросхемы установлены на общий дюралюминиевый теплоотвод с площадью охлаждающей поверхности 110 см² (одна сторо­на), толщина пластины не менее 3 мм. Теплоотво­дящий фланец микросхем электрически связан с минусовым выводом питания.

Дроссель L1 двухобмоточный, из фильтра се­тевого питания компьютерного БП. Подойдёт лю­бой аналогичный индуктивностью от 1000 мкГн и общим сопротивлением обмоток не более 0,2 Ом.

Динамические головки типа EAS9D12A-G сопро­тивлением 16 Ом можно заменить, например, S522, R206ST, Y610 — все по 16 Ом, 3 Вт.

В случае применения динамических головок с сопротивлением катушки 8 Ом, их паспортная мощность должна быть не менее 8 Вт, теплоотвод применяют с эффективной площадью охлаждаю­щей поверхности не менее 350 см². Конденсато­ры С7, С10 устанавливают номиналом 4700 мкФ, конденсаторы С17, С19 — 2200 мкФ. Также потре­буется как минимум на 50% увеличить размеры корпуса активной АС для облегчения рабочего теплового режима УМЗЧ и места под теплоотвод большего размера. Все сигнальные цепи выпол­нены экранированным проводом. Силовые цепи выполнены монтажным проводом с сечением по меди не менее 0,75 мм².

В качестве корпуса применена полиэтиленовая труба длиной 370 мм и диаметром 70 мм, толщи­на стенок 3 мм. Корпус изнутри обклеен мягким поролоном толщиной 7 мм, поролон приклеивают с помощью двусторонней липкой ленты. Плата УМЗЧ зажата корпусом устройства между установ­ленными динамическими головками. Между дина­миками установлена заглушка из плотного поро­лона толщиной 20 мм.

Динамические головки приклеены к корпусу ус­тройства термоклеем. Корпус конструкции окле­ен «поддерево» декоративной липкой ПВХ плён­кой. Защитные решетки из перфорированной жести крепят к полиэтиленовому корпусу миниа­тюрными саморезами. Если вы изготовите устрой­ство в таком же или подобном цилиндрическом корпусе, учитывайте, что после приклеивания второго динамика доступ к плате УМЗЧ без его де­монтажа будет невозможен.

Вид конструкции в сборе показан на фото в на­чале статьи. Номинальное напряжение питания ус­тройства 30 В постоянного тока или 20 В перемен­ного тока. Для питания УМЗЧ подойдёт любой сетевой адаптер, источник питания, рассчитанный на ток нагрузки не менее 0,3 А, например, адаптер модели MKD-240550GS (24 В, 0,5 А) от планшет­ного сканера Genius.

С пониженной выходной мощностью усилитель может работать при снижении напряжения пита­ния до 6 В постоянного тока, но приемлемая, по качеству звучания, его работа начинается с напря­жения питания не ниже 10 В постоянного тока. В качестве источника напряжения переменного то­ка можно применить унифицированный понижа­ющий трансформатор ТП115-8 мощностью 19 Вт, имеющий две обмотки по 9 В, рассчитанные на ток нагрузки 1,1 А. Если будет желание установить такой трансформатор в цилиндрическом корпусе этой конструкции, то длину корпуса следует уве­личить на 10 см, чтобы было место для установ­ки трансформатора и было некоторое количест­во незанятого рядом с ним пространства для охлаждения.

Литература

1. Бутов А.Л. Встроенный УМЗЧ для 15АС-213 // Радиоаматор. — 2010. — №11. — С.6-8.
2. Бутов А.Л. Компактный усилитель мощности на TDA1517 // Радиоаматор. — 2011. — №1. — С.8-11.
3. Бутов А.Л. Модернизация активной акустиче­ской системы Genius SP-HF1100Х// Радиоаматор. -2014. — №2. — С.2-5.

Автор: Андрей Бутов, с. Курба, Ярославской обл.

Источник: журнал Радиоаматор №9, 2015