Старый друг лучше новых двух! Пословица
Интегральная микросхема TDA2822M благодаря небольшому числу элементов обвязки относится к числу простых усилителей, которые можно собрать за короткое время, подключить к МР3 плееру, ноутбуку, радиоприемнику – и тут же оценить результат своей работы.
Вот как привлекательно выглядит описание микросхемы TDA2822M (ST, DIP8) на Датагорской ярмарке: «TDA2822M — стереофонический, двухканальный низковольтный усилитель для портативной техники и пр. Возможно мостовое включение, использование в качестве наушникового или контрольного усилителя и многое другое. Рабочее напряжение питания: от 1,8 В до 12 В
, мощность до 1 Вт на канал, искажения до 0,2%. Радиатор не требуется. Вопреки суперминиатюрным размерам выдаёт честный бас. Идеальный чип для бесчеловечных опытов начинающих».
Своей статьёй я постарался помочь коллегам-радиолюбителям сделать эксперименты с этим интересным чипом более осознанными и гуманными.
↑ Разберемся с корпусом микросхемы
Различают две микросхемы: одну TDA2822, другую с индексом «М» — TDA2822М. Интегральная микросхема TDA2822
(Philips) предназначена для создания простых усилителей мощности звуковой частоты. Допустимый диапазон питающих напряжений 3…15 В; при Uпит=6 В, Rн=4 Ом выходная мощность составляет до 0,65 Вт на канал, в полосе частот 30 Гц…18 кГц. Корпус микросхемы Powerdip 16.
Микросхема TDA2822M
выполнена в ином корпусе Minidip 8 и имеет отличающуюся цоколевку при несколько меньшей максимальной рассеиваемой мощности (1 Вт против 1,25 Вт у TDA2822).
Схема усилителя звука на транзисторах своими руками
Диапазон звуковых частот, которые воспринимаются человеческим ухом, находится в пределах 20 Гц-20 кГц, но устройство, выполненное на одном полупроводниковом приборе, из-за простоты схемы и минимального количества деталей обеспечивает более узкую полосу частот. В простых устройствах, для прослушивания музыки достаточно частотного диапазона 100 Гц-6 000 Гц. Этого хватит для воспроизведения музыки на миниатюрный динамик или наушник. Качество будет средним, но для мобильного устройства вполне приемлемым.
Схема простого усилителя звука на транзисторах может быть собрана на кремниевых или германиевых изделиях прямой или обратной проводимости (p-n-p, n-p-n). Кремниевые полупроводники менее критичны к напряжению питания и имеют меньшую зависимость характеристик от температуры перехода.
↑ Функциональная схема TDA2822M
приведена в документации [1]. Как видно из рис. 1, каждый канал усилителя по структуре близок к типовой схеме Лина.
Усилители имеют общие функциональные узлы: цепи задания опорного тока I REF для генераторов стабильного тока (ГСТ) в цепях эмиттеров дифференциальных каскадов, цепь задания смещения R3, D6 на базах ключей Q12, Q13 и цепи поддержания токов покоя I0 CONTROL выходных каскадов усилителя.
Данное решение способствует улучшению стабильности работы усилителя в мостовом режиме. Каждый канал усилителя состоит из дифференциального каскада Q9…Q11 (Q14…Q16), усилителя напряжения Q7 (Q18) и выходного каскада Q1…Q6 (Q18…Q24).
Рис. 1. Функциональная схема TDA2822M из Datasheet
Дифференциальный каскад имеет динамическую нагрузку в виде токового зеркала на элементах Q8, D5 (Q17, D6).
Исключён фрагмент. Полный вариант доступен меценатам и полноправным членам сообщества.
Обратите внимание, что другие цепи встроенной защиты выходного каскада отсутствуют, что сделано из соображений лучшего использования источника питания, к сожалению, в ущерб надежности.
Выводы 5 и 8 микросхемы соединяются с общим проводом по переменному току. В этом случае коэффициент передачи усилителя с отрицательной обратной связью составит:
Ku=20lg(1+R1/R2)= 20lg(1+R5/R4)=39 дБ.
Структурная схема ИС представлена на рис. 2.
Рис. 2. Структурная схема TDA2822M
Экспериментально определено, что сумма сопротивлений резисторов R1+R2 и R5+R4 равна 51,575 кОм. Зная коэффициент усиления, несложно вычислить, что R1=R5=51 кОм, а R2=R4=0,575 кОм.
Чтобы уменьшить коэффициент усиления микросхемы с ООС, обычно последовательно с R2 (R4) включают дополнительный резистор. В данном случае такому схемотехническому приему «мешают» открытые транзисторные ключи на транзисторах Q12 (Q13).
Но даже, если предположить, что ключи не оказывают влияния на коэффициент передачи с обратной связью, маневр по уменьшению коэффициента усиления незначителен – не более 3 дБ; в противном случае не гарантируется устойчивость усилителя, охваченного ООС.
Поэтому можно поэкспериментировать с изменением коэффициента передачи усилителя, учтя, что сопротивление дополнительного резистора лежит в пределах 100…240 Ом.
Схема усилителя звука на 1 транзисторе
Простейшая схема усилителя звука на одном транзисторе включает в себя следующие элементы:
- Транзистор КТ 315 Б
- Резистор R1 – 16 ком
- Резистор R2 – 1,6 ком
- Резистор R3 – 150 ом
- Резистор R4 – 15 ом
- Конденсатор С1 – 10,0 мкф
- Конденсатор С2 – 500,0 мкф
Это устройство с фиксированным напряжением смещения базы, которое задаётся делителем R1-R2. В цепь коллектора включен резистор R3, который является нагрузкой каскада. Между контактом Х2 и плюсом источника питания можно подключить миниатюрный динамик или наушник, который должен иметь большое сопротивление. Низкоомную нагрузку на выход каскада подключать нельзя. Правильно собранная схема начинает работать сразу и не нуждается в настройке.
↑ Стереофонический и монофонический усилители на микросхеме TDA2822M
Широкий диапазон питающих напряжений 1,8…15 В позволяет «приспособить» микросхему для обширного круга портативных устройств с батарейным питанием.
Несложно изготовить как стереофонический усилитель, так и монофонический, с мостовым включением микросхемы.
При этом в стерео варианте выходная мощность при напряжении питания 6 В и использовании двух динамиков с сопротивлением 4 Ом составит 2х0,65 Вт, в мостовом варианте при напряжении питания 9 В и сопротивлении нагрузки 16 Ом позволяет получить 2 Вт выходной мощности. Во всех случаях коэффициент гармоник не превысит 0,2 %.
↑ Эксперименты со стереофоническим усилителем
проводились в соответствии со схемами, изображенными на рис. 3 и 8. Стереофонический усилитель, показанный на рис. 3, может использоваться как с небольшими акустическими системами, так и с наушниками.
Кратко о назначении элементов.
Резисторы R1 и R2 определяют входное сопротивление усилителя. Конденсаторы С1, С2 в цепи ООС включены последовательно с резисторами R5, R6, которые позволяют в небольших пределах уменьшить коэффициент усиления в каждом из каналов усилителя. Как уже указывалось выше, сопротивление резисторов R5, R6 может находиться в диапазоне 100…240 Ом.
Поскольку на выходах УМЗЧ присутствует постоянное напряжение, примерно равное половине напряжения источника питания, соединение с нагрузкой выполнено через разделительные конденсаторы С3, С4.
На выходе каждого канала включены цепи Зобеля R3, C6 и R4, C7, обеспечивающие устойчивую работу усилителя. Кстати, без указанных цепей усилитель неработоспособен.
По цепи питания усилителя установлены два конденсатора: керамический С8 и оксидный С5.
Исключён фрагмент. Полный вариант доступен меценатам и полноправным членам сообщества.
Рис. 3. Принципиальная схема экспериментального стереофонического усилителя
Усилитель имеет следующие характеристики:
Напряжение питания Uп=1,8…12 В Выходное напряжение Uвых=2…4 В Потребляемый ток в режиме покоя Io=6…12 мА Выходная мощность Pвых=0,45…1,7 Вт Коэффициент усиления Ku=36…41 (39) дБ Входное сопротивление Rвх=9,0 кОм Переходное затухание между каналами 50 дБ.
С практической точки зрения для надежной эксплуатации усилителя целесообразно установить напряжение питания не более 9 В; при этом для нагрузки Rн=8 Ом выходная мощность составит 2х1,0 Вт, для Rн=16 Ом – 2х0,6 Вт и для Rн=32 Ом – 2х0,3 Вт. При сопротивлении нагрузки Rн=4 Ом оптимальным будет напряжение питания до 6 В (Pвых=2х0,65 Вт).
Коэффициент усиления микросхемы в 39 дБ даже с учетом небольшой корректировки резисторами R5, R6 в сторону уменьшения, оказывается чрезмерным для современных источников сигнала напряжением 250…750 мВ. Например, для Uп=9 В, Rн=8 Ом чувствительность со входа составляет около 30 мВ.
На рис. 4, а показана схема включения усилителя, позволяющая подключить персональный компьютер, MP3 плеер или радиоприемник с уровнем сигнала около 350 мВ. Для устройств с выходным сигналом 250 мВ сопротивления резисторов R1, R2 необходимо уменьшить до 33 кОм; при уровне выходного сигнала 0,5 В следует поставить резисторы R1=R2=68 кОм, 0,75 В – 110 кОм.
Сдвоенным резистором R3 устанавливают необходимый уровень громкости. Конденсаторы С1, С2 – переходные.
Исключён фрагмент. Полный вариант доступен меценатам и полноправным членам сообщества.
Рис. 4. Схема подключения УМЗЧ: а) — к акустическим системам, б) – к головным телефонам (наушникам)
На рис. 4, б показано подключение к усилителю разъема для наушников. Резисторы R4, R5 устраняют щелчки при подключении стереотелефонов, резисторы R6, R7 ограничивают уровень громкости.
В процессе экспериментов я пытал питал УМЗЧ как от стабилизированного блока питания (на интегральной микросхеме LM317 и транзисторе BD912), рис. 5, так и от аккумуляторной батареи емкостью 7,2 А•ч на напряжение 12 В с источником питания на фиксированные напряжения, рис. 6.
Напряжение питания подается по возможности короткой парой свитых вместе проводов. Правильно собранное устройство в наладке не нуждается.
Исключён фрагмент. Полный вариант доступен меценатам и полноправным членам сообщества.
Рис. 5. Принципиальная схема стабилизированного блока питания
Исключён фрагмент. Полный вариант доступен меценатам и полноправным членам сообщества.
Рис. 6. Аккумуляторная батарея – лабораторный источник питания
Субъективная оценка уровня шумов показала, что при установке регулятора громкости на максимальный уровень шум едва заметен. Субъективная оценка качества звуковоспроизведения производилась без сравнения с эталоном. Результат – звук неплохой, прослушивание фонограмм не вызывает раздражения.
Я ознакомился с форумами по микросхеме в Интернете, на которых встретил множество сообщений о поисках непонятных источников шумов, самовозбуждения и других неприятностей. В результате разработал печатную плату, отличительной особенностью которой является заземление элементов «звездой». Фотовид печатной платы из программы Sprint-Layout показан на рис. 7.
Исключён фрагмент. Полный вариант доступен меценатам и полноправным членам сообщества.
Рис. 7. Размещение деталей на экспериментальной печатной плате
При экспериментах на этой печатке ни с одним из описанных на форумах артефактов встретиться не удалось.
Детали стереофонического УМЗЧ на микросхеме TDA2822M
Печатная плата рассчитана на установку самых распространенных деталей: резисторов МЛТ, С2-33, С1-4 или импортных мощностью 0,125 или 0,25 Вт, пленочных конденсаторов К73-17, К73-24 или импортных МКТ, импортных оксидных конденсаторов.
Я применил недорогие, но надежные электролитические конденсаторы с низким импедансом, большим сроком службы (5000 часов) и возможностью работы при температуре до +105°С фирмы Hitano серий ESX, EHR и EXR. Следует помнить, что чем больше внешний диаметр конденсатора в серии, тем выше срок его службы.
Микросхема DA1 установлена в восьмивыводную панельку. Микросхему TDA2822M можно заменить на KA2209B (Samsung) или К174УН34 (ОАО «Ангстрем», г. Зеленоград) [2, 3]. ЧИП конденсатор С8 (SMD) размещен со стороны печатных дорожек.
Детали
DA1 — TDA2822M ST Корпус: DIP8-300 — 1 шт., SCS-8 Розетка dip узкая — 1 шт., R1, R2 — Рез.-0,25-10к (Коричневый, черный, оранжевый, золотистый) — 2 шт., R3, R4 — Рез.-0,25-4,7 Ом (Желтый, фиолетовый, золотистый, золотистый) — 2 шт., R5, R6 — Рез.-0,25-160 Ом (Коричневый, синий, коричневый, золотистый) — 2 шт., С1, С2 — Конд.100/16V 0611 +105°C — 2 шт., С3 — С5 — Конд.1000/16V 1021+105°C — 3 шт., С6, С7 — Конд.0,1/63V К73-17 — 2 шт., С8 — Конд.0805 0,1µF X7R smd – 1 шт.
Многие радиолюбители не без основания полагают, что лучше всего включать микросхемы в соответствии с Datasheet и использовать предлагаемые разработчиками печатные платы. Ниже приведены схемы и печатные платы, выполненные на основе документации с единственной доработкой — для повышения устойчивости работы усилителя параллельно оксидному конденсатору по цепи питания включен пленочный (рис. 8, 9).
Исключён фрагмент. Полный вариант доступен меценатам и полноправным членам сообщества.
Рис. 8. Типовая схема включения микросхемы в стереофоническом режиме
Исключён фрагмент. Полный вариант доступен меценатам и полноправным членам сообщества.
Рис. 9. Размещение элементов типового стереофонического УМЗЧ
Детали типового стереофонического УМЗЧ
При установке элементов на печатную плату советую воспользоваться простыми технологическими приемами, описанными в Датагорской статье [4].
Детали
DA1 — TDA2822M ST Корпус: DIP8-300 — 1 шт., SCS-8 Розетка dip узкая — 1 шт., R1, R2 — Рез.-0,25-10к (Коричневый, черный, оранжевый, золотистый) — 2 шт., R3, R4 — Рез.-0,25-4,7 Ом (Желтый, фиолетовый, золотистый, золотистый) — 2 шт., С1, С2 — Конд.100/16V 0611 +105°C — 2 шт., С3 — Конд.10/16V 0511 +105°C (Емкость может быть увеличена до 470 мкФ) — 1 шт., С4, С5 — Конд.470/16V 1013+105°C — 2 шт., С6 – С8 — Конд.0,1/63V К73-17 — 3 шт.
Схема принципиальная электрическая
В характеристиках искажений этих микросхем трудно даже подсчитать количество нулей после запятой. Почти шокирует. Применяя эти микросхемы создается впечатление, что самому ничего лучше, чем современный ОУ не сделать. Вот и получается, что УНЧ обязательно должен иметь входную часть на современной микросхеме ОУ. Ну, а дальше, не иметь никаких усилительных каскадов по напряжению – только усиливать ток простыми повторителями, то есть ничем не портить сигнал с микросхемы. В этом смысле у микросхемы и коэффициент усиления достаточен для звуковых задач и предельная частота усиления просто феноменальна, и относительно мощный выход. В конечном результате получилась вот такая схема полного усилителя – рис. 1, реализованного практически.
Рис. 1 Схема усилителя.
Регулятор тембра описан в статье «Регулятор тембра с псевдообходом», регулятор громкости в статье «ТКРГ с адаптацией к регулятору тембра».
В целом схема относительно простая. Это достигнуто тем, что основные узлы – РТ, ТКРГ и УНЧ связаны неразрывно – как бы единый комплекс – имеют общие элементы. Соответственно нет никаких проходных конденсаторов, связующих элементов, лишнего усиления сигнала и т.п. На схеме основные узлы условно отделены пунктирными вертикальными линиями. УНЧ состоит из двух частей – усилителя напряжения (УН) на А4.1 и усилителя тока (УТ) на А4.2 с единичным усилением. Такое разделение УНЧ на две части имеет некоторое преимущество – снижает влияние общей отрицательной обратной связи (ОООС, так нелюбимую многими аудиофилами), снижает вероятность самовозбуждения УНЧ.
Подача сигнала на неинвертирующий вход (А4.2) так же снижает вероятность самовозбуждения (из практики). Ну и, как иногда пишут, повышает качество звука – мое мнение такое же. То есть возврат в обратную связь УТ полного выходного сигнала снижает искажения. Точнее сказать не добавляет искажения, как если бы сигнал в обратную связь делился резисторами (для усиления). Но такое построение схемы потребовало применение ОУ с увеличенным напряжением питания, входного и выходного напряжения – LME49860. Дорогая микросхема, но ее работа прекрасна.
Усилитель напряжения на А4.1 имеет регулируемый коэффициент усиления с помощью подстроечного резистора R19 под желаемую мощность усилителя. Соответственно, чем больше мощность усилителя, тем больше и будет сопротивление данного резистора. Усилитель тока на А4.2 имеет единичный коэффициент усиления. Номинальная мощность усилителя около 20 Вт на 4 Ω. Но, если поставить выходные транзисторы и радиаторы помощнее, то, вероятно, можно довести мощность до 70 Вт на 4 Ω (но не проверял). Схема относительно простая – что и требуется.
Обычно термостабилизация выполняется на диодах или транзисторе, закрепленных на радиаторе. Но она не всегда срабатывает правильно, особенно на маленьких радиаторах. Транзисторы могут перегреться или упасть ток покоя до нуля. А транзисторы Дарлингтона вообще почти всегда перегреваются на большой громкости. Поэтому система термостабилизации оконечных транзисторов выполнена двухступенчатой – рис.1, выделена фиолетовым цветом.
Первая ступень термостабилизации — как обычно по температуре за счет нагрева элементов Д1, Д2 , Т1, Т2 (об этом много написано в интернете). А вторая ступень необычная — дополнительно по сквозному + выходному току путем подачи пропорционального току напряжения с R29, R30, приоткрывающего транзисторы Т1, Т2 и, тем самым, снижающего напряжение смещения в базы Т3, Т4. Такая – двойная термостабилизация позволяет более точно поддерживать ток покоя и сквозной ток, не давать сквозному току превышать заданные значения или опуститься до нуля. Но пришлось ставить на радиатор не просто транзистор или диод (как обычно), а небольшую печатную платку с напаянными без сверления отверстий элементами – Рис. 2.
Рис.2 Фото платки двойной термостабилизации выходных транзисторов (в центре).
Элементы двойной термостабилизации на рис. 1 выделены фиолетовым цветом и отделены волнистыми линиями – как бы реальные проводки, идущие на эту платку. Трудозатрат здесь побольше. Но у меня, например, такая термостабилизация – единственная возможность обеспечить работу транзисторов Дарлингтона (в других схемах), которые ужасающим образом перегреваются. Ну, и, конечно, на маленьких радиаторах эта схема то же незаменима. Так же у этой схемы есть второе преимущество – это возможность установки большего сквозного тока (в т.ч. тока покоя). А больший и стабильный сквозной ток позволяет выходным транзисторам работать без отсечки при любых громкостях и громкостях переходных. То есть работа УНЧ класса АВ приблизится к работе в классе Экономичный А (Супер А).
Повысится качество звука (об этом есть статьи в интернете). Здесь ток покоя около 100 мА и независимо от громкости он изменяется несильно, никогда не оставляя выходные транзисторы без сквозного тока и не давая им перегреться. Ток покоя лучше рассчитывать по закону Ома, измеряя напряжение в точках «И» и «К». Регулируется ток покоя резисторами R27 и R28, номинал которых должен быть одинаковым. Такую схему двойной термостабилизации можно применить в большинстве усилителей. Конечно, придется несколько доработать и саму схему этих усилителей.
Конденсатор С16 (рис.1) можно поставить «на всякий случай», а можно не ставить. На выходном постоянном напряжении УТ он почти не сказывается.
Следующим отличием предлагаемого усилителя является добавочная индуктивность L6 (выделена коричневым цветом) в отличие от обычно применяемой только L5. Здесь индуктивность L6 как и L5 (как обычно) выполняет функцию защиты от самовозбуждения. Но L6 и L5 выполняют и вторую, очень важную функцию – это «отвязка» от электрического потенциала кабеля на колонки. Ведь кабель на колонки представляет из себя мощную антенну со своим радиопотенциалом в эфире. А, если, усилитель подключен, например, к тюнеру, который имеет свой потенциал от антенного кабеля и то же совсем не слабый, то между этими кабелями-антеннами возникает разность потенциалов на радиочастотах. Эта разность потенциалов прямиком по корпусам (земле) аппаратов осядет на гнездах межблочного кабеля. Как отреагируют схемы на этот радиосигнал в точности неизвестно, но звук однозначно будет подпорчен.
Конечно, сперва кажется, что межблочный кабель должен иметь нулевое сопротивление оплетки, чтобы снизить разность потенциалов. Но это не совсем так. Даже, если межблочный кабель будет иметь идеальное нулевое сопротивление оплетки, то разность потенциалов может осесть на внутренних нулевых дорожках печатных плат – то же не радость. Возможно, по этой причине часто пишут, что недорогой межблочный кабель звучит лучше дорогого. Все дело в том, на что и как отреагирует схема. А, ведь, еще есть свой электрический потенциал от сети 220 В или других аппаратов, подключенных к усилителю – там то же свои потенциалы.
Поэтому в данном УНЧ выход и ноль на колонки отфильтрованы от радиочастотного сигнала индуктивностями L5 и L6 – «отвязаны» от радиопотенциала кабелей на колонки. Межблочный кабель может быть попроще. Конечно, надо иметь и сетевой фильтр, чтобы «отвязать» усилитель от потенциала сети. А еще хорошо бы, чтобы все подключаемые блоки имели хорошую фильтрацию от потенциала сети. Сами индуктивности L5 и L6 намотаны без сердечника на оправке диаметром 10 мм и содержат по 10 витков. Провод обмоточный, диаметром 0,85 мм. Намотка обязательно только в один слой – Рис.3.
Рис.3 Намотка индуктивностей L5 и L6 на отрезках трубки на хвостовиках выходных гнезд усилителя.
Резисторы R33, R34, постоянно включенные на выход (в отличие от обычно используемых переключателей для наушников), хоть и в незначительной степени, но все же выполняют функцию цепи Цобеля (как цепь R31, С28, есть статьи в интернете). Лучше, даже, уменьшить номинал резисторов R33, R34. Резисторы R32, R35 поставил исходя из рекомендаций литературы. Их назначение мне не совсем понятно – именно «на слух» они ничего не меняют.
Усилитель получился совершенно не склонный к самовозбуждению. Прямо под напряжением касался и перепаивал элементы – ничего плохого не происходило. Как ни пытался вызвать самовозбуждение различными динамиками, кабелями, касанием входа и элементов, предельной громкостью и т.п. – не смог вызвать самовозбуждение. Его просто нет.
Сам усилитель смонтирован в корпусе домашнего кинотеатра BBK-970 – знакомый отдал неисправный – Рис.4.
Рис 4 Исходный блок домашнего кинотеатра ВВК-970.
Только вот зря я болгаркой укоротил корпус – маловато места осталось под радиаторы, соответственно и мощность предлагаемого усилителя вынужденно невелика – рис.5.
Рис 5 Укороченный корпус ВВК-970.
Плата усилителя спроектирована с учетом рекомендаций статьи «Разводка земли «Серебряным веером» (есть в интернете). Здесь в одной точке сосредоточены входные гнезда, нулевые провода на колонки, нулевые выводы всех конденсаторов питания, выходные транзисторы рядом со своими конденсаторами питания (каждому транзистору – свой конденсатор), нулевые (земляные) выводы на корпус, на низковольтные земли импульсного блока питания, на ноль самого питания, на оплетки экранированных проводов. Ну и вообще на любую точку, где требуется земля провода взяты из этой одной точки (но поближе к своему каналу) — рис. 6.
Рис 6 Разводка земли из одной точки с симметричным расположением каналов.
Правда, точка получается очень большой по площади, и эту площадь необходимо умощать (усиливать). Например длинные выводы сильнотоковых конденсаторов, резисторов не обрезать, а подгибать, направляя друг к другу и пропаивать — рис.7.
Рис. 7 Подгибка выводов (пока без пропайки).
Все оплетки сигнальных экранированных проводов обязательно должны быть заземлены только в нулевой точке, даже, если эти провода идут мимо нулевой точки – рис.8.
Рис. 8 Пайка оплетки в нулевой точке.
Необходимо на этом проводе, поближе к нулевой точке снять часть изоляции и подпаяться к оплетке с отводом в нулевую точку. Сама оплетка всегда имеет сопротивление, возможно вредно отражающееся на звуке. Поэтому оплетку надо дублировать проводом (естественно на ноль). Все нулевые провода посеребренные – рис.9.
Рис. 9 Дублирование оплетки кабеля отдельным проводом (на входных гнездах). Третий провод – на винт «корпус».
От нулевой точки необходимо все свободные участки платы покрывать экраном – не вытравлять медь с платы. Эта мера снизит различные наводки элементов друг на друга, да и где-то продублирует ноль.
В целом такая разводка напоминает «двойное моно», ведь каналы четко справа и слева платы. Но есть преимущество этой разводки в том, что земли обоих каналов в одной точке, слитно. Соответственно не будет, хоть и небольшой, но все-таки разности потенциалов между нулями как при «двойном моно».
Иногда всплывает вопрос: А так ли оправдано применение именно посеребренного провода для нулевой разводки? Лично для меня ответ однозначен. Да. Оправдано. Если бы точно знать, что медный провод изготовлен из действительно чистой меди, то можно и его применять. Например, веря информации, из меди бескислородной высокой степени очистки. Но часто случается так, что медные провода даже лудить сложно – медь загрязнена окислами, солями и еще много чем.
Конечно, после некоторых стараний, провод лудится и даже неплохо припаивается, но где гарантия, что после пары лет эксплуатации медь под слоем припоя вновь не превратится в окислы? Примерно те же окислы могут образоваться и просто по глубине медной проволочки, по ее длине – как и на поверхности при трудном лужении. Для звука это катастрофа. Особенно при длинных проводах. Бывали у меня и случаи, когда на советских светодиодах слой заводского лужения отваливался как корочка. А под этой корочкой была какая-то грязь, которую долго приходилось скоблить, чтобы облудить вывод по-новой. Бывал и фольгированный гетинакс, медь которого через пятилетку обычного хранения превращалась в что-то темно бурого цвета.
Ну и самый, наверное, веский пример – это когда на советских телевизорах, имеющих знак качества, приходилось перепаивать с новым лужением четверть выводов радиодеталей на платах. Внешне пайка вывода детали нормальная, а контакта нет. Если взять лупу, то видно вокруг вывода детали по припою темный круглый ореол – это образовавшаяся грязь-изолятор.
При применении посеребренного провода всех этих безобразий быть не может. Да и медь в них покачественнее. Так же получше и изоляция посеребренных проводов – не плавится, не трескается, звуку не вредит. Ну, и, конечно, сопротивление у серебра поменьше – что так же лучше – не будет лишних потерь сигнала, лишних наводок на элементы, лишних влияний элементов друг на друга. Ну и самые дорогие межблочные и акустические кабели как раз посеребренные. Можно и далее перечислять преимущества серебра.
Плата усилителя опытная, поэтому очень некрасивая. Много всего перепаивал до окончательного варианта схемы, которая не соответствует первоначальной задумке. Поэтому эскиз платы не привожу. Почти все радиодетали б/у – ставил что есть. Попался припой, который на паяльнике всегда в виде каши. Видимо какие-то фракции толком не плавятся. Поэтому пайка просто ужасная на вид.
Прослушивание усилителя показало, что его звук значительно, в несколько раз чище, чем звучание моего Грюндига R1 – рис.10.
Рис 10 Прослушивание (сравнение с Грюндигом).
У Грюндига по паспорту искажения 0,008%. Жалко, что нет у меня приборов для измерения качественных показателей усилителей, соответственно и цифр привести не могу. Основным же моим критерием оценки качества усилителя является пространственное восприятие звука. Грюндиг вверх и вниз мало отрывает звуки от колонок. Звук представляет как бы полосу слева направо между колонками. Предлагаемый же усилитель расширяет звучание вверх и вниз. Иногда не только с закрытыми, но и с открытыми глазами трудно представить откуда идет звук. При этом колонки на виду, но невозможно сказать, что звук идет именно из них. Звуки доносятся по всей передней полусфере. Почти как в наушниках.
Например, раньше никогда не замечал, что в песне Смоков Stumblin’in голос Криса Нормана выше геометрически, чем у Сюзи Кватро – видимо она ростом пониже. Оба певца четко локализованы на сцене. Стоят рядом, как на видеоклипе этой песни. Слышно, кто с какой стороны. На Грюндиге голоса совершенно не локализуются и представляют большое пятно. Очень забавно и удивительно слышатся аплодисменты в начале концертной композиции Mistreated (Rainbow, On Stage -77). На предлагаемом усилителе хлопки аплодисментов идут от уровня колонок почти до потолка комнаты. Примерно, как, если на стене расположена большая шахматная доска и каждому хлопку своя клеточка. Расстояние между колонками 4 метра. Просто поразительно слушается. Видимо записывающая аппаратура была установлена на заднем балконе с направлением вниз. Соответственно и хлопки при воспроизведении идут вверх.
На Грюндиге хлопки расплывчаты и поднимаются над колонками максимум на 50 сантиметров – весь завораживающий эффект зала теряется. Другим интересным моментом предлагаемого усилителя является полное отсутствие фона и шипения в колонках. При выключенном из сети источнике сигнала (даже не при закороченном входе усилителя) и регуляторе громкости на полной громкости, рядом с колонкой вообще ничего не слышно. Надо долго водить ухом рядом с динамиками, чтобы услышать едва различимое шипение. От динамика НЧ нет вообще ничего. Ни один из усилителей, которые я когда-либо слышал такой тишины не давал. Даже не верилось, что усилитель на рабочем режиме. В целом после предлагаемого усилителя слушать Грюндиг уже не хочется.
Регулятор тембра и тонкомпенсация показали отличную работу, даже сказал бы выше ожидания. При изменении тембра и включении-выключении тонкомпенсации глубина сцены, пространство и просто качество звука нисколько не изменяются. Как и планировалось, добавка низких и высоких частот от тонкомпенсации примерно такая же, как и при добавке просто НЧ и ВЧ тембром. Но если долго прислушиваться, то тонкомпенсация дает все-таки более низкочастотную добавку. Наверное теоретически это правильно с учетом кривых равной громкости.
При уменьшении громкости от максимума до минимума частотный баланс «на слух» не изменяется. Нет никакого желания подкручивать тембр. Часто кажется, что тонкомпенсация даже важнее регулятора тембра. Слушать без включенной тонкомпенсации не хочется. Хорошо реализуется функция понижения НЧ на максимальной громкости (при включенной тонкомпенсации), когда тембр НЧ несколько снижен – колонки не перегружаются. У Грюндига все эти показатели гораздо хуже. Однако колонки Grundig BOX 5700 показали себя с самой лучшей стороны – рис.11.
Рис. 11 Колонки Грюндиг.
Когда знакомые ребята – меломаны слушали эти колонки, то удивлялись качеству, и тому, что по басам они играют лучше, чем современные колонки объемом в 2 раза больше и в пять раз дороже.
Прослушивание усилителя у знакомого на очень качественном источнике сигнала и очень качественных колонках (рис.12, 13) так же показало его отличную работу.
Рис. 12 Прослушивание усилителя на качественном источнике.
Рис. 13 Прослушивание усилителя на качественных колонках и «вертушке».
Например в композиции «The Happiest Days of our Lives», Pink Floyd, The Wall, звук вертолета поднимается над колонками не менее, чем на 70 сантиметров. Далеко не каждая аппаратура так высоко поднимает вертолет. В целом звук очень неплох.
↑ Опыты с мостовым усилителем
проводились по схемам, показанным на рис. 10 и 12. На рис. 10 приведена схема экспериментального мостового усилителя.
Исключён фрагмент. Полный вариант доступен меценатам и полноправным членам сообщества.
Рис. 10. Принципиальная схема экспериментального мостового усилителя
В отличие от схемы стереофонического усилителя (рис. 3), в которой предполагается, что разделительные конденсаторы имеются на выходе предыдущего устройства, на входе мостового усилителя включен разделительный конденсатор, определяющий нижнюю частоту, воспроизводимую усилителем.
В зависимости от конкретного применения емкость конденсатора С1 может быть от 0,1 мкФ (fн = 180 Гц) до 0,68 мкФ (fн = 25 Гц) и более. При емкости С1, указанной на принципиальной схеме нижняя частота воспроизводимых частот составляет 80 Гц.
Внутренние резисторы, подключенные к инвертирующим входам усилителя через разделительный конденсатор С2 соединены между собой, что обеспечивает на выходах равные по величине, но противоположные по фазе сигналы.
Конденсатор С3 осуществляет коррекцию частотной характеристики усилителя на высоких частотах.
Поскольку потенциалы выходов усилителя по постоянному току равны, стало возможным непосредственное подключение нагрузки, без разделительных конденсаторов.
Назначение остальных элементов описывалось ранее.
Для стереофонического варианта потребуется два мостовых усилителя на микросхеме TDA2822M. Схему включения несложно получить, взяв за основу рис. 4.
Надежная работа усилителя в мостовом режиме обеспечивается выбором соответствующего напряжения питания в зависимости от сопротивления нагрузки (см. таблицу).
Все детали мостового усилителя размещены на печатной плате размерами 32 х 38 мм из односторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 2 мм. Чертеж возможного варианта платы изображен на рис. 11.
Рис. 11. Размещение элементов на плате мостового усилителя
Детали мостового усилителя
DA1 — TDA2822M ST Корпус: DIP8-300 — 1 шт., SCS-8 Розетка dip узкая — 1 шт., R1 — Рез.-0,25-10к (Коричневый, черный, оранжевый, золотистый) — 1 шт., R2, R3 — Рез.-0,25-4,7 Ом (Желтый, фиолетовый, золотистый, золотистый) — 2 шт., С1 — Конд.0,22/63V К73-17 — 1 шт., С2 — Конд.10/16V 0511 +105°C — 1 шт., С3 — Конд.0,01/630V К73-17 — 1 шт., С4 – С6 — Конд.0,1/63V К73-17 — 3 шт., С7 — Конд.1000/16V 1021+105°C — 1 шт.
Принципиальная схема типового мостового УМЗЧ и размещение элементов на печатной плате показаны соответственно на рис. 12 и 13.
Исключён фрагмент. Полный вариант доступен меценатам и полноправным членам сообщества.
Рис. 12. Типовая схема включения микросхемы в мостовом режиме
Рис. 13. Размещение элементов типового мостового УМЗЧ
Детали типового мостового УМЗЧ
DA1 — TDA2822M ST Корпус: DIP8-300 — 1 шт., SCS-8 Розетка dip узкая — 1 шт., R1 — Рез.-0,25-10к (Коричневый, черный, оранжевый, золотистый) — 1 шт., R2, R3 — Рез.-0,25-4,7 Ом (Желтый, фиолетовый, золотистый, золотистый) — 2 шт., С1, С3 — Конд.10/16V 0511 +105°C (Емкость С3 может быть увеличена до 470 мкФ) — 2 шт., С2 — Конд.0,01/630V К73-17 — 1 шт., С4 – С6 — Конд.0,1/63V К73-17 — 3 шт.
↑ Список упомянутых источников
1. TDA2822M Dual low-voltage power amplifier 2. KA2209B 3. Нефедов А. Микросхема КР174УН34 // Ремонт & Сервис, 2002, №10, с. 63. 4. Датагорская статья Сделай сам автомобильный усилитель на TDA8560Q, TDA1557Q, TDA8563Q. Подробная инструкция для начинающих
