Схема предусилителя для сабвуфера

Схема предусилителя для сабвуфера

Представленный самодельный усилитель работает в стандарте 2+1 (стерео + сабвуфер). Он изготовлен на основе популярной (и главное дешёвой) микросхемы TDA2050, что дает выходную мощность около 30 Вт на канал с сопротивлением нагрузки АС 4 Ома и питании +/-22В. Схема подходит для работы с любым стандартным источником аудио сигнала: mp3-плеер, смартфон или компьютер, так как оснащена предусилителем с регулировками тембра. Сигнал на сабвуфер формируется через низкочастотный активный фильтр второго порядка. Составляющие сигнала выше 200 Гц обрезаются, после чего сигнал поступает на усилитель мощности НЧ. Схема может питаться напряжением не более +/-25 В.

Схема усилителя аудио системы 2.1

Входной сигнал подается на разъем InP — правый канал, и левый канал на InL, проходя через фильтр высоких частот, состоящий из C1 (1uF) и R1 (100k). Значения этих элементов обеспечивают частоту среза этого фильтра на уровне порядка 1,5 Гц, что эффективно вырезает постоянную составляющую и слишком низкие частоты. Далее сигнал попадает на усилитель ОУ U3A (NE5532), а элементы R6 (10k) и R11 (4,7 k) обеспечивают усиление сигнала на уровне порядка 1,5 (1+4,7 k/10k). Конденсатор С6 предотвращает возбуждение, в то время как C2 (1uF) развязывает предварительный усилитель U3A от системы регулировки частот, построенной на операционном усилителе U4A (NE5532).

Работа темброблока

Регулировка частот построена классическим образом, элементы, вносящие изменения в характеристики сигнала, находятся в петле отрицательной обратной связи микросхемы U4A. На сопротивлении X1 состоят конденсаторы C17 (4,7 nF), C20 (33nF) и резистор R7 (10k), "половина" потенциометров P1A (100k), P2A (100k) и элементов R8 (10k) и R13 (3,3 к). Сопротивление X2 представляет собой конденсаторы C18 (4,7 nF), C21 (33nF), резистор R9 (10k), "половина" потенциометров P1A, P2A и элементов R8 и R13. Помочь понять может рисунок далее:

Когда любой из ползунков потенциометров P1A или P2A будут переведены со своего среднего положения — это приведет к изменению значения X1 и X2, а, следовательно и значение усиления становится отлично от -1 и начинает зависеть от частоты. Обратите внимание то, что значения X1 и X2 всегда зависят от частоты, поэтому фиксируется только в случае X1=X2.

Потенциометр P1A отвечает за регулировку низких частот. Для высоких частот сигнала конденсаторы C20 и C21 являются проводниками, так что регулировка с помощью потенциометра не дает никакого эффекта для этих частот. Потенциометр P2A позволяет регулировать высокие частоты, а благодаря конденсаторам C17 и C18 он не влияет на регулировку баса. Для низких частот конденсаторы C17 и C18 представляют собой размыкание из-за чего потенциометр отключается от схемы и его влияние на регулирование становится незначительным.

Сигнал с выхода темброблока поступает через R12 (4,7 k) на потенциометр для регулировки громкости P3A (100k) и далее еще на ОУ U5A (NE5532). Элементы R14 (15k) и R15 (33k) задают усиление около -2 (-33k/15k). С выхода U5A сигнал через фильтр R17 (100Р), C3 (1uF) и R4 (100k) попадает на вход усилителя мощности УМЗЧ.

Граничную частоту фильтра для сабвуфера можно рассчитать с помощью программ или изменяя значения элементов экспериментально.

Второй канал предусилителя работает аналогично, пассивные элементы в нем, возникающие обозначены дополнительно буквой "а", а потенциометры и операционные усилители имеют маркировку "Б".

Дополнительным модулем является сумматор и активный фильтр низких частот, изготовленный с помощью операционного усилителя U6 (NE5532). Выделенный в этой части цепи сигнала используется после соответствующего усиления для раскачки сабвуфера. Сигнал с обоих выходов предусилителя попадает через C22-C23 (220nF) и R2-R3 (100k) на вход U6A. Потенциометр P4 (220k) позволяет регулировать усиление по отношению к главному регулятору громкости P3. P4, R2 и R3 вместе с U6A образуют усилитель с регулируемым коэффициентом усиления в диапазоне 0-2,2. Второй операционный усилитель (U6B) — это активный фильтр низких частот. Значения элементов подобраны так, что система работает как фильтр Баттерворта второго порядка с граничной частоты в районе 200 Гц. Сигнал с выхода фильтра через цепь C24 (220nF), R5 (100k) попадает на вход усилителя мощности.

Блок питания УНЧ

Весь усилитель питается двухполярным напряжением в пределах 17-25 В. Напряжение питания для операционных усилителей формируется с помощью стабилизаторов U1 (78L15/L12), U2 (79L15/L12) и фильтруют с помощью емкостей C4-C5 (100uF) и C7-C8 (47uF). Кроме того, питание каждого из четырех операционных усилителей сглаживается с помощью конденсаторов C9-C16 (100nF).

Читайте также:  Отложенный режим в мультиварке поларис

Работа узла УМЗЧ

Усилитель мощности построен на базе популярной микросхемы U7 (TDA2050). Это наверное самый распространённый аудио усилитель, работающий в классе AB. При общих гармонических искажениях на уровне 0,5% он позволяет достичь мощности порядка 30 Вт. Конденсатор C8 (1uF) отсекает постоянную составляющую сигнала и в то же время представляет собой фильтр высоких частот на входе. R20 (22k) определяет сопротивление на входе усилителя мощности.

Цепь обратной связи — резисторы R21 (680R) и R22 (22k), изменение их соотношения приводит к изменению усиления, причем снижение R22 или увеличение R21 вызывает уменьшение усиления. В даташите микросхемы TDA2050 производитель рекомендует чтоб оно было больше 24 дб. Конденсатор C29 (22uF) отсекает постоянную составляющую на входе усилителя. Резистор R19 (2,2 Ома) и конденсатор C32 (470nF) предотвращает самовозбуждение усилителя. Питание УМЗЧ фильтруют конденсаторы С26-C27 (2200uF) и C30-C31 (100nF). Остальные два канала работают аналогично.

Сборка

Схема паяется на общей печатной плате. В первую очередь надо впаивать все перемычки. Дальше можно приступить к пайке резисторов. Все они мощностью 0.25 Вт. Далее закрепите панельки под операционные усилители. В самом конце размещайте на плате стабилизаторы напряжения, электролитические конденсаторы и потенциометры. При установке потенциометров следует обратить внимание на то, чтобы они были на одной линии — из эстетических соображений. Металлические корпуса потенциометров необходимо подключить на массу с помощью проводов. Это вызывает экранирование корпусов переменников, снижая помехи и фон переменного тока при прикосновении к ручкам потенциометров.

Все три TDA2050 могут быть посажены на общий радиатор, на котором будет потенциал отрицательной шины питания. Чтобы избежать этого, примените изоляционные шайбы. Вы должны быть осторожны, чтобы не замкнуть радиатор на металлический корпус массы усилителя.

Схему усилителя лучше питать от трансформатора мощностью около 100 Вт и напряжением 2×16 В, выпрямителя и двух конденсаторов, фильтрующих напряжение переменки.

Запуск и настройка схемы

При первом запуске не вставляйте в панельки операционные усилители и после включения питания проверьте, что на каждой панельке имеются правильные напряжения питания. Потом уже можно всунуть их по местам. Потенциометр громкости должен быть закручен на минимум (до упора влево), а на вход надо подать сигнал с mp3-плеера или компьютера. Усилитель хорошо работает как с динамиками (колонками акустических систем) с сопротивлением 4, так и 8 Ом.

В роли выходных усилителей мощности работают микросхемы TDA2050, TDA2030 или TDA2040, обеспечивая выходную мощность, соответственно 14, 20 или 30 Ватт на канал. Не обязательно все микросхемы усилители должны быть одинаковые. Вы можете установить те что слабее в роли УНЧ стерео, а более мощный усилитель оставить для сабвуфера.

Стабилизаторы напряжения U1 и U2 обеспечивают симметричное двухполярное напряжение на уровне +/-15 В. Можно с успехом применить стабилизаторы на напряжение 12 В или даже 9 В. Это не вызовет изменений в работе предусилителя. Такая процедура будет необходима в случае, если мы хотим питать усилитель меньшим напряжением, чем +/- 18 В. Стабилизаторы 7815 и 7915 могут не хотеть нормально работать с малым падением напряжения. Скачать файлы печатных плат можно тут.

Обсудить статью СТЕРЕО УСИЛИТЕЛЬ С САБВУФЕРОМ И ФНЧ

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Вещь, о которой мы сейчас расскажем, как понятно из названия статьи, является самодельным усилителем для сабвуфера, в народе называемом «Саб». Устройство имеет активный фильтр НЧ, построенный на операционных усилителях, и сумматор, обеспечивающий ввод сигнала с выхода стерео.

Поскольку сигнал для схемы берется с выходов на акустические системы, нет необходимости вмешательства в работающий усилитель. Получение сигнала с динамиков имеет еще одно преимущество, а именно — позволяет сохранить постоянное соотношение громкости сабвуфера к стереосистеме.

Естественно, усиление канала сабвуфера можно регулировать с помощью потенциометра. После отфильтровывания высоких частот и выделения низких (20-150 Гц), звуковой сигнал усиливается с помощью микросхемы TDA2030 или TDA2040, TDA2050. Это дает возможность настройки выходной мощности басов по своему вкусу. В этом проекте успешно работает любой динамик НЧ с мощностью более 50 Ватт на сабвуфер.

Схема фильтра с УМЗЧ сабвуфера

Описание работы схемы усилителя

Стерео сигнал подается на разъем In через C1 (100nF) и R1 (2,2 М) на первом канале и C2 (100nF) и R2 (2,2 М), в другом канале. Затем он поступает на вход операционного усилителя U1A (TL074). Потенциометром P1 (220k), работающем в цепи обратной связи усилителя U1A, выполняется регулировка усиления всей системы. Далее сигнал подается на фильтр второго порядка с элементами U1B (TL074), R3 (68k), R4 (150к), C3 (22nF) и C4 (4,7 nF), который работает как фильтр Баттерворта. Через цепь C5 (220nF), R5 (100k) сигнал поступает на повторитель U1C, а затем через C6 (10uF) на вход усилителя U2 (TDA2030).

Читайте также:  Пошив юбки солнце видео

Конденсатор С6 обеспечивает разделение постоянной составляющей сигнала предусилителя от усилителя мощности. Резисторы R7 (100k), R8 (100k) и R9 (100k) служат для поляризации входа усилителя, а конденсатор C7 (22uF) фильтрует напряжение смещения. Элементы R10 (4.7 k), R11 (150к) и C8 (2.2 uF) работают в петле отрицательной обратной связи и имеют задачу формирования спектральной характеристики усилителя. Резистор R12 (1R) вместе с конденсатором C9 (100nF) формируют характеристику на выходе. Конденсатор C10 (2200uF) предотвращает прохождение постоянного тока через динамик и вместе с сопротивлением динамика определяет нижнюю граничную частоту всего усилителя.

Защитные диоды D1 (1N4007) и D2 (1N4007) предотвращают появление всплесков напряжений, которые могут возникнуть в катушке динамика. Напряжение питания, в пределах 18-30 В подается на разъем Zas, конденсатор C11 (1000 — 4700uF) — основной фильтрующий конденсатор (не экономьте на его ёмкости). Стабилизатор U3 (78L15) вместе с конденсаторами C12 (100nF), C15 (100uF) и C16 (100nF) обеспечивает подачу напряжения питания 15 В на микросхему U1. Элементы R13 (10k), R14 (10k) и конденсаторы C13 (100uF), C14 (100nF) образуют делитель напряжения для операционных усилителей, формируя половину напряжения питания.

Сборка сабвуфера

Вся система паяется на печатной плате. Монтаж следует начинать от впайки двух перемычек. Порядок установки остальных элементов любой. В самом конце следует впаивать конденсатор C11 потому что он должен быть установлен лежа (нужно согнуть соответствующим образом ножки).

Плата печатная для устройства

Входной сигнал должен быть подключен к разъему In с помощью скрученных проводов (витой пары). Микросхему U2 обязательно необходимо оснастить радиатором большого размера.

Схему следует питать от трансформатора через выпрямительный диодный мост, фильтрующий конденсатор стоит уже на плате. Трансформатор должен иметь вторичное напряжение в пределах 16 — 20 В, но чтобы после выпрямления оно не превышало 30 В. К выходу следует подключить сабвуфер с хорошими параметрами — от головки очень многое зависит.

Добрый вечер, читатели mysku! Обзор про предусилитель для самодельного сабвуфера. Кому интересно, заходим.

Достался мне по случаю автомобильный динамик для сабвуфера kenwood 2513 10" Из него решил попробовать сотворить киношный сабвуфер.
Измеренные параметры ТС оказались очень близки к заявленным производителем, объем ящика тоже выбран по рекомендациям инструкции с поправкой на домашнее использование. Оформление — закрытый ящик.
Усилитель использовал тоже китайский из этого модуля, но покупал у нас.
Корпус напилил из обрезков дсп лобзиком, внутри распорка и стенки оклеены герленом stp, сверху оклеен самоклейкой. Получилось неказисто, но стоять будет за шкафом.
Корпус усилителя собран из остатков корпуса музыкального центра. В целом все low-end и очень за дешево.
Нехватало только предусилителя, который бы суммировал сигнал с 2-х каналов и имел регулировки для стыковки сабвуфера с акустикой.

Продавец.
Доставка была долгая, посылка пришла на почту как раз к концу расчетного срока доставки на ebay. Заказано было 9 сентября получил 5 ноября. Продавец менял трек, объяснял тем, что посылку возвращали. Упаковал хорошо. Но второй раз брать бы у него не стал.

Привлекло в модуле предусилителя: панельная установка и нормально реализованный линейный вход, что позволит подключать сабвуфер не только к киношному ресиверу, но и к стерео усилителю.

Фото:


Размеры платы 168х50 мм. В предусилителе используются 3 операционных усилителя 4558.
Варианты подключения со странички товара:

Картинку с английским хотябы так и не нашел, но вроде как имеется возможность балансного подключения. В моем случае подключался шлейфом из 5 проводов (+15В, -15В, Общий питание, выход на усилитель, общий выход) как и в готовом сабвуферном модуле.

Характеристики предусилителя:
Питание двухполярное 12-15В;
Сабсоник фильтр (обрезает самый низ диапазона);
Регулировка частоты среза 35-150 Гц.

Описание входов и регуляторов:

Слева направо: Высокоуровневый вход, для прямого подключения к акустике; линейный вход и выход для подключения к источнику (при этом на основную акустику обрезается все что ниже 100 Гц); дискретный регулятор фазы 0 и 180 градусов; регулировка среза 35-150 Гц; регулировка громкости. К многоканальному ресиверу тоже можно подключить через линейный вход.

Читайте также:  Светло серый пол какие двери

Фото установленной платы:


Выводы: Покупать для самодельного сабвуфера лучше готовый модуль «все в одном». Например такой с усилителем Д класса. Однако если моно усилитель уже имеется, можно смело применять этот предусилитель.

Спасибо за внимание. Задавайте вопросы в комментариях.

  • 06 ноября 2014, 23:03
  • автор: bdos
  • просмотры: 10554

  • vovka036
  • 06 ноября 2014, 23:08

  • Dasspot
  • 06 ноября 2014, 23:22

  • Angrim
  • 06 ноября 2014, 23:47

всё красиво, сам думал сделать в машину сначала корпус(хотел фазик), купив отдельно хороший блин, а так же усилитель на 4х TDA7293 в параллельно-мостовом включении 2х2, плюс 4 отдельных канала, но упёрся в нехватку времени на изготовление корпуса, а так же на приличную цену инвертора под усилитель из 12В в +-35В в машину.
Потом купил с бешеными скидками в М.Видео саб ЗЯ Sony X-Ploid 350W номинал 1200W пик, а так же усилитель kix 4x90w. Всё вместе вышло тысячи 3-4(были там какие-то скидочные карты, друг после покупки телека отдал, они сгорали, да еще и усилок с сабом то ли «товаром дня» были, то ли еще что.
Собирался переделать усь(взять оттуда только инвертор и поставить TDA7293), но что-то как поставил-так и забыл. Даже на тао нашел конденсаторы на 50В 50фарад занедорого, собирался купить штучек 6, усилить, так сказать, инвертор. И никакие просадки не страшны) Вполне хватает и запаса мощности и по качеству претензий нет. Если этот саб с номиналом 350 раскачивается усилителем с номиналом 90W в мостовой схеме(180W) так, что все окна трещат и уши закладывает, то боюсь представить, что было бы, если бы я раскачал саб по максимуму

Домой надо сначала плазму хорошую купить, потом думать об акустике :'(

  • gendoslan
  • 07 ноября 2014, 00:13

  • skyvkad
  • 07 ноября 2014, 00:43

  • burundukh
  • 07 ноября 2014, 02:13

  • ATHeiSt_HAX
  • 07 ноября 2014, 08:44

  • bdos
  • 07 ноября 2014, 08:52

  • ATHeiSt_HAX
  • 07 ноября 2014, 09:03

  • bdos
  • 07 ноября 2014, 09:07

Открою страшную тайну — на низких частотах длина волны больше размеров корпуса сабвуфера, поэтому отражения не страшны, главное чтобы корпус был жестким.

16-20л в машину самое то.

  • ATHeiSt_HAX
  • 07 ноября 2014, 09:13

  • DYoga
  • 07 ноября 2014, 09:52

«при этом на основную акустику обрезается все что ниже 100 Гц»
Уже много раз меня закидывали тапками любители «чтобы бухало и пол трясло». Не принимайте на свой счёт. Типичная ситуация: на акустику обрезается всё ниже 100гц (вопрос в порядке фильтра), а сабом частота среза выставляется, скажем, по миимуму, 35гц (тоже вопрос, какой порядок фильтра). В итоге получается нехилый провал в АЧХ между 35 и 100гц, Частоты могут в разных случаях отличаться, но суть понятна. Я, например, этот провал в АЧХ слышу (очень заметно бывает по бас-гитаре), и он меня коробит, а иной товарищ слушает это всё и кайфует от звука, который сам и испортил. Ведь бухает же, баса навалом…
В общем надо добиваться максимально плавной АЧХ, без провалов. Сам одно время строил усилок для саба, где одновременно «двигались» частота среза саба и частота среза акустики. Но тонкостей хватает.

А ещё, сторонники применения сабов порой сами не понимают, что за счёт саба теряют часть стереокартины. Что источники звука частотой ниже стольких-то гц не локализуются в пространстве, все слышали, и на этом живут производители сабов. Но реально в музыке присутствует стереокартина и на низах. Например, 2-й том-бас в составе ударной установки может иметь частоту настройки около 60гц, и расположен он (и физически, и в звуковой картине) слева. Две колонки позволят услышать этот звук именно слева, а применение саба (совместно с обрезкой снизу частот основной акустики) приводит к размазыванию звука этого тома в пространстве. Пример — песня Scorpions «Born to touch your feelings», правда там том-бас несколько выше, и этот эффект не так выражен. Доверяйте сабу воспроизводить только то, что не осиливают колонки, не надо ему делать чужой работы.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector