В статье описывается конструкция активной АС, в которой используются динамические головки от старых импортных телевизоров.
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
- Максимальное двуполярное напряжение питания ±22 В, однополярное +44 В.
- Максимальная выходная мощность 18 Вт на нагрузке сопротивлением 4 Ом.
- 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
- Бутов А.Л. Встроенный УМЗЧ для 15АС-213 // Радиоаматор. — 2010. — №11. — С.6-8.
- Бутов А.Л. Компактный усилитель мощности на TDA1517 // Радиоаматор. — 2011. — №1. — С.8-11.
- 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