Как выбрать усилитель для сабвуфера

Как выбрать усилитель для сабвуфера, часто интересуются любители высококачественного автозвука. В этой статье будет подробно написано о простых истинах выбора этого аппарата в автомобиль.
Для новичков это возможность открыть для себя массу нюансов, для опытных – получить новые знания. Зная, какой выбрать усилитель для сабвуфера, можно быть спокойным в плане того, что акустическая система в автомобиле будет в достаточной степени модернизирована.

Усилитель и зачем он нужен

Для начала давайте рассмотрим данный вопрос. Многие желают, чтобы музыка в автомобиле играла громко. Безусловно, для этого требуется усилитель, который вдохнет новую жизнь в автозвук, независимо от того, достаточно ли хорош головной аппарат.

Итак, автомобильный усилитель, добавленный в акустическую систему авто, способен дать следующие преимущества:

• Повысится не только мощность звучания, но что более важно, качество воспроизведения. Усилитель в данном случае можно сравнить с чистым источником энергии,управляющим динамиками и сабвуфером, практически не напрягаясь.

Примечание. Отличительной чертой внешнего усилителя, добавленного в систему, является то, что он не имеет ограничений. Другими словами, музыка будет звучать хорошо и чисто на всех уровнях громкости, даже на самых высоких.

• Часто акустика покупается после того, как в автомобиль был встроен головной аппарат. В некоторых случаях автомагнитола уже бывает установлена автопроизводителем или бывшим владельцем машины, у которого вы ее купили.
  Если приобретенная акустика и сабвуфер высококачественные, то они могут потребовать больше энергии для пиковой производительности. К сожалению, стандартные автомагнитолы этого обеспечить не в состоянии. Вот и приходится воспользоваться внешним усилителем;

• Сабвуфер(см.) – это вообще отдельная история. Эти низкочастотники требуют больше энергии в любом случае. И отдельный усилитель, даже если последний из активных со встроенным «усилком», обязательное условие.

Стандартные акустические стереосистемы, как правило, выдают не более десяти ватт выходной мощности на канал. И это несмотря на то, что на упаковке пишется 4х50 ватт. Таким системам даже не хватит мощи, чтобы преодолеть шум от дороги, что же говорить о высоком качестве звучания?

Примечание. Отличным решением, способствующим модернизации имеющейся стереосистемы, является интеграция с последней усилителя на заводе-изготовителе. Как правило, речь идет о штатных автомагнитолах, специально предназначенных для конкретного автомобиля.

Более простым способом является обновление всей путем добавления компактного 4-канального усилителя, который возьмет на себя задачу повысить громкость акустики и сабвуфера.

Типы усилителей

Как известно, бывают несколько разновидностей усилителя:

• Моно-усилители, которые предназначены для низкочастотника;
• 2-канальный. Такой нужен в том случае, если в машине не используется тыловая акустика, а только фронтальная. В данном случае 2-канальный усилитель представит собой самый экономичный и практичный вариант, усиливающий только одну пару колонок;
• 3-канальный усилитель станет вариантом, если в автомобиле играет еще и сабвуфер;
• 4-канальный усилитель даст возможность усиления всей акустики, включая и заднюю, а еще и сабвуфера.

Саб

Самым сложным динамиком для искусственного усиления является саб. Именно по этой причине выпускается сегодня так много габаритных усилителей для саба. Они предназначены специально под усиление низкочастотников.
Вот, что рекомендуется знать тем, кто задумался об усовершенствовании звучания сабвуфера:

• 1-канальные усилители или моно способны работать с широким диапазоном сопротивлений. В таких аппаратах имеется специальная настройка тембра, отдельные фильтры, помогающие громоподобным басам извергаться на полную мощность;
• 2 и 4-канальные «усилки» тоже способны усилитель саб, но справиться с эффектом низкого импеданса не способны. Они быстро перегреваются, как только саб начинает играть на полную мощь.

Идеальный вариант усилителя для низкочастотника, который даст возможность сабу выдавать отменно сбалансированный звук, это аппарат, отличающийся следующими параметрами: 50-200 ватт.

Примечание. Важно знать импеданс усилителя и саба. Иначе, покупка первого будет пустой тратой денег, так как его невозможно будет интегрировать с динамиком из-за несоответствия. Работать, в принципе, он будет, но перегреваться будет постоянно.

Три мнения

Вот ниже представлены еще некоторые важные моменты, надо обратить внимание.
Как правило, непрофессионалы выдвигают 3 мнения о том, каким должен быть усилитель, чтобы его без проблем интегрировать с динамиком:

• Аппарат должен быть слабее, чем динамик (это способствует защите саба от перегрузок);
• Показатели обоих устройств должны быть одинаковыми;
• Усилитель должен быть мощнее.

Как же узнать, какое из мнений правильное? Где истина?
Вот, на чем бы хотелось акцентировать внимание читателя прежде, чем мы определим правильное утверждение:

• Должно быть определено номинальное сопротивление саба;
• Усилитель должен быть в состоянии функционировать под такие нагрузки;
• Значение «мощность» будет означать номинальный показатель. На профессиональном языке такую мощность принято называть RMS.

RMS для саба, это всегда мощность, которую он может выдерживать без каких-либо изменений его параметров. Для усилителя же, это мощность максимальная.
Итак, теперь разберемся с правильностью 3-х мнений:

• Усилитель слабее саба – это очень плохо. Безусловно, это ошибочное мнение, без каких-либо вариантов. Сразу вычеркиваем;
• Одинаковое значение мощностей – тоже не дело. Как правило, RMS усилителя нормируется для напряжения 14,4 В, если аппарат автомобильный. На выводах усилителя в реальных условиях такое напряжение удержать практически невозможно, тем более, если учитывать подключение фар, стеклоочистителей, отопителя и так далее. Таким образом, усилитель с одинаковой с сабом мощностью, уйдет в клип, так и не достигнув RMS. Перегрев звуковой катушки в таком случае практически неизбежен;
• Третье мнение предполагает, что мощность усилителя должна быть выше. Действительно, это должно быть так. Скажем больше – усилитель должен быть мощнее в полтора или даже два раза.

Примечание. Конечно же, и у этого варианта есть свои недостатки. Так, если злоупотреблять прослушиванием «инфранизкой» музыкой на высокой громкости, выводя периодически звучание на пределе, никакой динамик, каким бы качественным он ни был, долго не проживет.

Получить более подробную информацию, касающуюся интеграции саба с усилителем, помогут видео и фото – материалы.
Установить приобретенный усилитель(см.), правильно подключить его можно своими руками, если под рукой будет инструкция, подразумевающая, как это сделать. Цена на усилители бывает разная, ведь все зависит от конкретной модели и производителя.

Началось все с того, что полтора года назад купил двенадцатидюймовый низкочастотный динамик с целью собрать автомобильный сабвуфер. Но времени не хватало, и динамик залежался у меня в квартире. И вот полтора года спустя, наконец, решился собрать, но не автомобильный, а активный домашний сабвуфер. В этой статье буду описывать пошаговую инструкцию по расчету и сборке сабвуферов такого типа.

1. Расчет и конструирование корпуса (ящика) сабвуфера

Для расчета корпуса сабвуфера нам понадобятся:

• Параметры Тиля-Смолла для громкоговорителя,
• Программа для расчета акустических оформлений

1.1.Измерение параметров Тиля-Смолла для громкоговорителя

Обычно эти параметры указываются производителем в паспорте громкоговорителя или на их сайте. Но сейчас большинство громкоговорителей, продающихся на рынках (в том числе и мой громкоговоритель), не имеют указанных этих параметров или не соответствуют им (несмотря на многочисленные попытки, мне так и не удалось найти мой динамик в интернете, а о параметрах Тиля-Смолла уже и речи не могло быть). Поэтому нам придется измерять все самому.

Для этого нам понадобится:

• Компьютер или ноутбук с ХОРОШЕЙ (то есть с линейной АЧХ) звуковой картой,
• Программный генератор звукового сигнала, использующий выход наушников звуковой карты (мне лично нравится программа ,
• Вольтметр переменного напряжения со способностью измерять напряжение порядка 0,1мВ,
• Ящик с фазоинвертором,
• Резистор 150-220 Ом,
• Разъемы, провода и т д……..

1.1.1. Сначала проверим линейность АЧХ звуковой карты. Существует большое количество программ, которые автоматически измеряют АЧХ в диапазоне 20-20000Гц (при подключенном состоянии выхода наушников к входу микрофона звуковой карты). Но здесь я буду описывать ручной метод измерения АЧХ в диапазоне 10-500Гц (для измерения параметров Тиля Смолла низкочастотного излучателя важен только этот диапазон). Если под рукой не оказался вольтметр переменного напряжения со способностью измерять напряжение порядка 0,1мВ, не расстраивайтесь, можно использовать обычный недорогой мультиметр (Тестер). Обычно такие мультиметры измеряют переменное напряжение с точностью 0,1В а постоянное напряжение с точностью 0,1 мВ. Чтобы измерять переменное напряжение порядка несколько мВ, нужно всего лишь поставить диодный мост перед входом мультиметра и измерять в режиме вольтметра постоянного напряжения в диапазоне до 200мВ.

Сначала подключаем вольтметр к выходу наушников (Или к правому, или к левому каналу).

Отключаем все звуковые эффекты и эквалайзеры, открываем свойства динамиков и ставим уровень громкости на 100%.

Открываем программу , нажимаем “Options”, в “Tone Interval” выбираем “Frequency”, и ставим шаг на 1Гц.

Закрываем “Options”, ставим уровень громкости на 100%, ставим начальную частоту на 10Гц и нажимаем “Play”. Кнопкой “+” начинаем плавно, шагом 1Гц, повышать частоту генератора до 500Гц.

При этом смотрим на значение напряжения на вольтметре. Если максимальная разница амплитуды находится в пределах 2дБ (1,259 раза), то такая звуковая карта годится для измерения параметров динамика. У меня, например, максимальное значение составляло 624мВ, а минимальное 568мВ, 624/568=1,09859 (0,4дБ), что вполне допустимо.

1.1.2. Перейдем к долгожданным параметрам Тиля-Смолла. Минимум параметров, по которым можно рассчитать и сконструировать акустическое оформление (в данном случае сабвуфер) это:

• Резонансная частота (Fs),
• Полная электромеханическая добротность (Qts),
• Эквивалентный объем (Vas).

Для более профессионального расчета понадобится еще больше параметров, такие как механическая добротность (Qms), электрическая добротность (Qes), чувствительность (SPL), и т д.

1.1.2.1. Определение резонансной частоты (Fs) громкоговорителя.

Собираем вот такую схему.

Динамик при этом должен находиться в свободном пространстве как можно подальше от стен, пола и потолка (я повесил его с люстры). Снова открываем программу NCH Tone Generator, настаиваем громкости так, как было описано выше, ставим начальную частоту на 10Гц и начинаем плавно, шагом 1Гц увеличивать частоту. При этом опять же смотрим на значение вольтметра, которое сначала будет возрастать, достигнет максимальной точки (Umax) на частоте собственного резонанса (Fs), и начнет уменьшаться до минимальной точки (Umin). При дальнейшем увеличении частоты напряжение будет плавно возрастать. График зависимости напряжения (активного сопротивления динамика) от частоты сигнала имеет такой вид.

Та частота, на которой значение вольтметра максимальная, и есть приблизительная резонансная частота (при шаге 1Гц). Чтобы определить точную резонансную частоту, нужно в области приблизительной резонансной частоты менять частоту шагом уже не на 1Гц, а 0,05Гц (точность 0,05Гц). Записываем резонансную частоту (Fs), минимальное значение вольтметра (Umin), значение вольтметра на резонансной частоте (Umax) (в дальнейшем они пригодятся для расчета следующих параметров).

1.1.2.2. Определение полной электромеханической добротности (Qts) громкоговорителя.
Находим UF1,F2 по следующей формуле.

Изменяя частоту, добиваемся значений вольтметра соответствующих напряжению UF1,F2. Частот будет две. Одна ниже резонансной частоты(F1), другая выше (F2).

Проверять правильность расчетов можно этой формулой.

Если разница Fs’ и Fs не превышает 1Гц, то смело можно продолжить измерения. Если нет, то надо все сделать сначала. Находим механическую добротность (Qms) по этой формуле.

Электрическую добротность (Qes) находим по этой формуле.

И наконец, определяем полную электромеханическую добротность (Qts) по этой формуле.

1.1.2.3. Определение эквивалентного объема (Vas) громкоговорителя.

Для определения точного эквивалентного объема нам понадобится заранее изготовленный, прочный, герметичный ящик-фазоинвертор с отверстием для нашего динамика.

Объем ящика зависит от диаметра динамика, и выбирается согласно этой таблицы.

Закрепляем динамик к ящику и подключаем к схеме описанной выше (Рис.9). Опять открываем программу NCH Tone Generator, ставим начальную частоту на 10Гц и кнопкой “+” начинаем плавно, шагом 1Гц, повышать частоту генератора до 500Гц. При этом смотрим на значение вольтметра, которое опять же начнет возрастать до частоты FL ,потом уменьшаться, достигнув минимальной точки на частоте настройки фазоинвертора (Fb), снова возрастать и достичь максимальной точки на частоте FH, потом уменьшатся и снова медленно возрастать. График зависимости напряжения от частоты сигнала имеет вид двугорбого верблюда.

И наконец, находим эквивалентный объем (Vas) по этой формуле (где Vb-объем ящика с фазоинвертором).

Повторяем все наши измерения 3-5 раз и берем среднее арифметическое значение всех параметров. Например, если мы получили значения Fs соответственно 30,45Гц 30,75Гц 30,55Гц 30,6Гц 30,8Гц, то берем (30,45+30,75+30,55+30,6+30,8)/5=30,63Гц.

В результате всех моих измерений я получил следующие параметры для моего динамика:

• Fs=30.75 Гц
• Qts=0.365
• Vas=112.9≈113 л

1.2.Моделирование и расчет корпуса (ящика) сабвуфера программой JBL Speakershop.

Существует несколько вариантов акустических оформлений, из которых наиболее распространены следующие варианты.

• Vented box-ящик с фазоинвертором,
• Band-pass 4-го, 6-го и 8-го порядка,
• Passive radiator-ящик с пассивным излучателем,
• Closed box-закрытый ящик.

Тип акустического оформления выбирается исходя от параметров Тиля-Смолла громкоговорителя. Если Fs/Qts<50, то такой громкоговоритель можно использовать исключительно в закрытом оформлении, если Fs/Qts>100, то исключительно в Vented box или Band-pass или Closed box. Если 50

Сначала скачиваем и устанавливаем программу . Эта программа написана для Windows XP и не работает в Windows 7. Чтобы заставить программу работать в Windows 7, нужно скачать и установить виртуальную машину Windows Virtual PC-XP Mode (скачать можно с официального сайта Microsoft), и запустить установку JBL Speakershop через нее. Открывать JBL Speakershop тоже нужно через виртуальную машину. После открывания программы видим вот такой интерфейс.

Нажимаем “Loudspeaker” и выбираем “Parameters--minimum”, в открытом окне пишем, соответственно, значение резонансной частоты (Fs), значение эквивалентного объема (Vas), значение полной электромеханической добротности (Qts) и нажимаем “Accept”.

При этом программа предложит два оптимальных (с наиболее ровной АЧХ) варианта, один в закрытом оформлении (Closed box), другой в Vented box (ящик с фазоинвертором). Нажимаем “plot”(и в области Vented box и в области Closed box) и смотрим на график АЧХ. Выбираем то оформление, АЧХ которого наиболее подходит к нашим требованиям.

В моем случае это Vented box, поскольку на низких частотах (20-50Гц) у Closed box спад амплитуды намного больше, чем у Vented box (Рисунок выше).

Если объем ящика в оптимальном варианте устраивает, то можно построить ящик с таким объемом и насладится звучанием сабвуфера. Если нет (при слишком больших объемах), то нужно задать свой объем (чем ближе к оптимальному объему, тем лучше) и рассчитать оптимальную частоту настройки фазоинвертора.

Для этого в области Vented box нажимаем “Custom”, в открывшемся окне пишем свой объем ящика, нажимаем “Optimum Fb” (при этом программа рассчитает оптимальную частоту настройки фазоинвертора, при котором АЧХ акустического оформления будет наиболее линейной) а потом “Accept”.

Нажимаем “Box” и выбираем “Vent…”, в открывшемся окне в области “Custom” пишем диаметр трубы (Dv), который будем использовать в качестве фазоинвертора. Если будем использовать два фазоинвертора, то ставим точку на “Area” и пишем суммарную площадь сечения труб.

Нажимаем “Accept” и в области “Custom” на строке Lv появится длина трубы фазоинвертора. Теперь, когда мы знаем внутренний объем ящика, диаметр и длину трубы фазоинвертора, то смело можно перейти к конструированию акустического оформления, однако если уж очень хочется узнать оптимальное соотношение сторон ящика то можно нажать “Box”, выбрать “Dimensions…”.

1.3.Конструирование корпуса (ящика) сабвуфера

Для получения высококачественного звучания необходимо не только правильно рассчитать, но и тщательно изготовить корпус акустического оформления. После определения внутреннего объема ящика, длины и диаметра трубы фазоинвертора, можно смело поступить к изготовлению корпуса сабвуфера. Материал ящика должен быть достаточно прочным и жестким. Наиболее подходящий материал для корпусов акустических оформлений большой мощности является двадцатимиллиметровый МДФ. Стены ящика крепятся друг к другу саморезами, а щели между ними намазываются герметиком или силиконом. После изготовления ящика делаются отверстия для ручек, и приступают к отделке внешней поверхности. Все неровности выровняются с помощью замазки или эпоксидной смолы (в замазку я добавляю немножко клея ПВА, что предотвращает появление трещин со временем и снижает уровень вибраций). После высыхания замазки поверхности нужно отшлифовать до получения идеально ровных стен. Готовый ящик можно как покрасить, так и покрыть самоклеющейся декоративной пленкой, или просто приклеить плотную ткань. Изнутри к стенам ящика клеится звукопоглощающий материал, состоящий из ваты и марли (в моем случае я приклеил ватину). В качестве фазоинвертора можно использовать пластиковую канализационную трубу или бумажную стержень от разных рулонов, а так же готовый фазоинвертор который можно купить почти в любом музыкальном магазине.

Корпус активного сабвуфера состоит из двух отсеков. В первом отсеке располагается собственно громкоговоритель, а во втором вся электрическая часть (формирователь сигнала, усилитель, блок питания……). В моем случае я расположил блок сумматоров и блок фильтров в отдельном отсеке от блока усилителя мощности, блока питания и блока охлаждения. Изнутри к стенам отсека блока сумматоров и блока фильтров приклеил фольгу, которую подключил к земле (GND). Фольга предотвращает воздействие внешних полей и уменьшает уровень шумов.

Если будете использовать мои печатные платы, то эти отсеки должны иметь следующие размеры.

2. Электрическая часть активного сабвуфера

Перейдем к электрической части активного сабвуфера. Общая схема и принцип работы устройства представляется этой схемой.

Устройство состоит из четырех блоков, собранных на отдельных печатных платах.

• Блок сумматоров (Summators),
• Блок фильтров (Subwoofer driver),
• Блок усилителя мощности (Power amplifier),
• Блок питания (Power supply) и блок охлаждения (Heatsink fun).

Сначала звуковой сигнал поступает в блок сумматоров (Summators), где происходит суммирование сигналов правого и левого каналов. Потом поступает в блок фильтров (Subwoofer driver), где идет формирование сигнала сабвуфера, что включает в себя регулятор громкости, subsonic filter (фильтр инфра низких частот), bass booster (увеличение громкости на определенной частоте) и Crossover (фильтр нижних частот). После формирования сигнал поступает в блок усилителя мощности (Power amplifier), а потом в громкоговоритель.
Обсудим эти блоки по отдельности.

2.1.Блок сумматоров (Summators)

2.1.1.Схема

Сначала рассмотрим схему сумматоров, приведенную на рисунке ниже.

Звуковой сигнал с внешних устройств (компьютер, CD-плеер……..) поступает в блок сумматоров, который имеет 6 стерео входов. 5 из них представляют собой обычные линейные входы, отличающийся друг от друга только типом разъема. А шестой это высоковольтный вход, к которому можно подключать выход динамиков (например, музыкальный центр или автомагнитола, которые не имеют линейного выхода). Каждый вход имеет отдельный сумматор на операционных усилителях, смещающий сигналы правого и левого каналов, что предотвращает поступление звукового сигнала с одного внешнего устройства в другую, при этом дает возможность одновременно подключать к сабвуферу несколько внешних устройств. А также имеются выходы (5 выходов, 6-ой просто не поместился на плате, поэтому и не поставил), которые дают возможность подать тот же сигнал, который поступает в сабвуфер, к входу широкополосной стерео системе. Это очень удобно, когда источник звука имеет только один выход.

2.1.2.Компоненты

В качестве операционных усилителей использованы TL074 (5шт.). Резисторы рассчитаны на мощность 0,25Вт или выше (номиналы сопротивлений показаны на схеме). Все электролитические конденсаторы имеют номинальное напряжение 25 Вольт или выше (номиналы емкостей показаны на схеме). В качестве неполярных конденсаторов можно использовать керамические или пленочные конденсаторы (лучше пленочные), но если уж очень хочется, можно поставить специальные аудио конденсаторы (конденсаторы, предназначенные для использования в высококачественных аудио системах). Дроссели в цепи питания операционных усилителей предназначены для подавления “шумов”, поступающих с блока питания. Катушки L1-L4 содержат 20 витков, намотанных медным проводом с диаметром 0,7мм, на стержне гелевой ручки (3мм). Также использованы разъемы типов RCA, 3.5mm audio jack, 6.35mm audio jack, XLR, WP-8.

2.1.3.Печатная плата

Печатная плата изготовлена по . После пайки деталей печатную плату следует покрыть , чтобы избегать от окисления меди.

2.1.4.Фото готового блока сумматоров

Питается блок сумматоров от двухполярного источника питания напряжением ±12В. Входное сопротивление составляет 33кОм.

2.2.Блок фильтров (Subwoofer driver)

2.2.1.Схема

Рассмотрим схему драйвера сабвуфера, приведенную на рисунке ниже.

Суммированный сигнал с блока сумматоров поступает в блок фильтров, который состоит из следующих частей:

• Регулятор громкости (volume regulator),
• Фильтр инфра низких частот (subsonic filter),
• Усилитель баса определенной частоты (bass booster),
• Фильтр нижних частот (crossover).

Регулирование громкости происходит на двух уровнях. Первый при входе сигнала в блок фильтров, который уменьшает уровень собственных “шумов” блока сумматоров, второй при выходе сигнала с блока фильтров, который уменьшает уровень собственных “шумов” блока фильтров. Регулируется громкость с помощью переменного резистора VR3. После первого уровня регулирования громкости сигнал поступает в так называемый “бас бустер”, представляющее собой устройство, которое увеличивает амплитуду сигналов определенной частоты. То есть, если частота настройки бас бустера вставлен, например на 44Гц, а уровень усиления на 14дБ, то АЧХ имеет такой вид (Ряд1 ).

Ряд2 - частота настройки=44Гц, уровень усиления=9дБ,
Ряд3 - частота настройки=44Гц, уровень усиления=2дБ,
Ряд4 - частота настройки=33Гц, уровень усиления=3дБ,
Ряд5 - частота настройки=61Гц, уровень усиления=6дБ.

Частота настройки бас бустера вставляется при помощи переменного резистора VR5 (в пределах 25…125Гц), а уровень усиления резистором VR4 (в пределах 0…+14дБ). После бас бустера сигнал поступает в фильтр инфранизких частот (subsonic filter), который представляет собой фильтр, срезающий нежелательные, ультранизкие сигналы, которые уже не слышимы для человека, но могут сильно перегрузить усилитель, тем самым уменьшая действительную выходную мощность системы. Частота среза фильтра регулируется с помощью переменного резистора VR2 в пределах 10…80Гц. Если, например, частота среза вставлена на 25Гц, то АЧХ имеет следующий вид.

После фильтра инфранизких частот сигнал поступает в фильтр нижних частот (crossover), который срезает верхние, ненужные для сабвуфера (средние + высокие) частоты. Частота среза регулируется при помощи переменного резистора VR1 в пределах 30…250Гц. Крутизна затухания составляет 12дБ/октава. АЧХ имеет такой вид (при частоте среза 70Гц).

2.2.2.Компоненты

В качестве операционных усилителей использованы TL074 (2шт.), TL072 (1шт.) и NE5532 (1шт.). Резисторы рассчитаны на мощность 0,25Вт или выше (номиналы сопротивлений показаны на схеме). Все электролитические конденсаторы имеют номинальное напряжение 25 Вольт или выше (номиналы емкостей показаны на схеме). В качестве неполярных конденсаторов можно использовать керамические или пленочные конденсаторы (лучше пленочные). Дроссели в цепи питания операционных усилителей предназначены для подавления “шумов”, поступающих с блока питания. Также использованы три сдвоенных (50кОм-2шт., 20кОм-1шт.) и два счетверенных переменных (50кОм-6шт.) резисторов. В качестве счетверенных переменных резисторов можно использовать два сдвоенных.

2.2.3.Печатная плата

Файлы печатной платы в формате *.lay и *.pdf можно скачать в конце статьи.

2.2.4.Фото готового блока фильтров

Питается блок фильтров от двухполярного источника питания напряжением ±12В.

2.3.Блок усилителя мощности (Power amplifier).

2.3.1.Схема

В качестве усилителя мощности используется усилитель Энтони Холтона с полевыми транзисторами в выходном каскаде. Статей описывающих принцип работы, сборку и настройку усилителя в интернете очень много. Поэтому я ограничусь вложением схемы и моей версии печатной платы.

2.3.2.Печатная плата

Файлы печатной платы в формате *.lay и *.pdf можно скачать в конце статьи. Питается блок усилителя мощности от двухполярного источника питания напряжением ±50…63В. Выходная мощность усилителя зависит от напряжения питания и числа пар полевых транзисторов (IRFP240+IRFP9240) в выходном каскаде.

2.4. Блок питания и блок охлаждения (Power supply)

2.4.1.Схема

2.4.2.Компоненты

В качестве трансформатора питания можно использовать как готовый, так и самодельный трансформатор мощностью приблизительно 200Вт. Напряжения вторичных обмоток показаны на схеме.

Диодный мост Br2 рассчитан на ток 25А. Конденсаторы C1…C12,С29…С31 должны иметь номинальное напряжение 25В. Конденсаторы C13…C28 должны иметь номинальное напряжение 63В (при напряжении питания ниже 60В), или 100В (при напряжении питания выше 60В). В качестве неполярных конденсаторов лучше использовать пленочные конденсаторы. Все резисторы рассчитаны на мощность 0,25Вт. Терморезистор R5 намазывается термопастой и прикрепляется к радиатору усилителя. Рабочее напряжение вентилятора 12В.

2.4.3.Печатная плата

Файлы печатной платы в формате *.lay и *.pdf можно скачать в конце статьи.

3.Заключительный этап сборки сабвуфера

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
U1-U5	Операционный усилитель	TL074	5			В блокнот
C1-C4, C15, C16, C25-C27, C29, C39-C42		10 мкФ	14			В блокнот
C5-C10, C23, C24, C28, C30, C35-C38	Конденсатор	33 пФ	14			В блокнот
C11-C14, C19-C22, C31-C34	Конденсатор	0.1 мкФ	12			В блокнот
C17, C18	Электролитический конденсатор	470 мкФ	2			В блокнот
R1, R2	Резистор	390 Ом	2			В блокнот
R3, R12	Резистор	15 кОм	2			В блокнот
R4, R16-R18	Резистор	20 кОм	4			В блокнот
R5, R13-R15	Резистор	13 кОм	4			В блокнот
R6, R10, R23, R24, R31, R33, R40, R41, R46, R47	Резистор	68 кОм	10			В блокнот
R7, R11, R21, R22, R32, R34, R37, R38, R45, R48	Резистор	22 кОм	10			В блокнот
R8, R9, R25, R26, R29, R30, R39, R42, R49, R50	Резистор	10 кОм	10			В блокнот
R19, R20, R27, R28, R35, R36, R43, R44	Резистор	22 Ом	8			В блокнот
L1-L4	Катушка индуктивности	20x3мм	4	20 витков, провод 0.7мм, оправа 3мм		В блокнот
L5-L13	Катушка индуктивности	100 мГн	10			В блокнот
	Блок фильтров
U1	Операционный усилитель	TL072	1			В блокнот
U2, U4	Операционный усилитель	TL074	2			В блокнот
U3	Операционный усилитель	NE5532	1			В блокнот
C1-C5, C7-C10, C15-C17, C20, C23	Конденсатор	0.1 мкФ	14			В блокнот
C6	Конденсатор	15 нФ	1			В блокнот
C11-C14	Конденсатор	0.33 мкФ	4			В блокнот
C21, C22	Конденсатор	82 нФ	2			В блокнот
VR1-VR3, VR5	Переменный резистор	50 кОм	4			В блокнот
VR4	Переменный резистор	20 кОм	1			В блокнот
R1, R3, R4, R6	Резистор	6.8 кОм	4			В блокнот
R2, R10, R11, R13, R14	Резистор	4.7 кОм	5			В блокнот
R5, R8	Резистор	10 кОм	2			В блокнот
R7, R9	Резистор	18 кОм	2			В блокнот
R12, R15-R17, R20, R22, R26, R27	Резистор	2 кОм	8			В блокнот
R18, R25	Резистор	3.6 кОм	2			В блокнот
R19, R21	Резистор	1.5 кОм	2			В блокнот
R23, R24, R30, R31, R33	Резистор	20 кОм	5			В блокнот
R28	Резистор	13 кОм	1			В блокнот
R29	Резистор	36 кОм	1			В блокнот
R32	Резистор	75 кОм	1			В блокнот
R34, R35	Резистор	15 кОм	2			В блокнот
L1-L8	Катушка индуктивности	100 мГн	1			В блокнот
	Блок усилителя мощности
T1-T4	Биполярный транзистор	2N5551	4			В блокнот
T5, T9, T11, T12	Биполярный транзистор	MJE340	4			В блокнот
T7, T8, T10	Биполярный транзистор	MJE350	3			В блокнот
T13, T15, T17	MOSFET-транзистор	IRFP240	3			В блокнот
T14, T16, T18	MOSFET-транзистор	IRFP9240	3			В блокнот
D1, D2, D5, D7	Выпрямительный диод	1N4148	4			В блокнот
D3, D4, D6	Стабилитрон	1N4742	3			В блокнот
D8, D9	Выпрямительный диод	1N4007	2

Прежде, чем начну свою статью, хочу сказать, если у вас крепкие нервы, куча свободного времени, определенных навыков в электронике, любите слушать в машине очень громкую музыку, мощный бас и готовы потратить на такой проект немало денег, то эта статья именно для вас!

Идея о создании усилителя повышенной мощности была давно, но из-за отсутствия времени и финансов, проект откладывался. И вот лето... каникулы... Было решено воплотить идею в реальность и для этого было потрачено ровно 3 месяца, поскольку были большие проблемы с деталями но, не смотря на это, усилительный комплекс был с успехом собран и испытан.

Для начала хочу пояснить смысл выражения "усилительный комплекс". Дело в том, что было принято решение собрать высококачественный усилитель, который бы мог питать всю аудиосистему автомобиля. Всю силовую часть (усилители мощности) нужно было совместить "под одной крышей", в итоге получилось 5 отдельных усилителей с суммарной мощностью 680 ватт, не путайте с китайскими ваттами, тут чистые 680 ватт номинальной мощности, максимальная мощность системы доходит до 750 ватт.
Требования к комплексу были таковы.
1) Высокое качество звучания
2) Высокая выходная мощность
3) Относительно простая конструкция
4) Малые затраты, по сравнению с ценами заводских систем такого рода
5) Способность питать 10 -12 динамических головок + сабвуфер
Для выполнения этой идеи было использовано 5 отдельных усилителей мощности, в том числе и высококачественный усилитель по схеме Ланзара, для питания канала сабвуфера.

Ниже параметры и серии микросхем, которые были использованы в этом усилителе.
TDA 7384 - 4x40W (2штуки, суммарная мощность микросхем 320 ватт или 8 каналов, по 40 ватт на канал)
TDA 2005 - 1x20W (2x10W) (2 штуки, суммарная мощность 40 ватт или 2 канала по 20 ватт)

Вышеуказанные микросхемы предназначены для питания фронтальной акустики.Данное решение самое экономичное, для создания усилителя такого рода, с денежными затратами можете ознакомится в конце статьи.
Самая трудная часть в любом усилителе такого рода это преобразователь напряжении, он предназначен для питания усилителя сабвуфера, пожалуй, с него и начнем.
Преобразователь напряжения

На создание у меня ушло ровно две недели.

Генератор импульсов преобразователя напряжения (отныне ПН) построен на традиционной микросхеме TL494. Это двухтактный ШИМ контроллер высокой точности, отечественный аналог 1114ЕУ3/4.
Микросхема в себе не содержит дополнительный усилитель на выходе. Дополнительный каскад построен на маломощных транзисторах, сигнал от них подается на затворы полевых ключей.

Схема известна под названием пуш-пулл или двухтактный преобразователь. Схема не новая, но пришлось изменить некоторые номиналы схемы под свои нужды. На каждом плече стоят два мощных полевика серии IRF3205. Через теплопроводимые прокладки они укреплены на теплоотводы, которые были сняты из компьютерных БП

В выпрямительной части использованы диоды КД213А, они как раз для таких целей, поскольку могут работать на частотах 70-100 кГц, а максимальный ток доходит до 10 ампер, в данной схеме диоды в дополнительных теплоотводах не нуждаются, перегрева не замечал.

Реле по питанию использовал 2 штуки по 20 ампер каждая, но желательно поставить реле на 50-60 ампер, поскольку преобразователь тянет немалый ток.В ПН реализована система ремоут контроль (REM), т.е. для включения сабвуфера не нужны мощные переключатели. Подавая плюс на ремоут контроль, мгновенно срабатывают реле, и подается питание преобразователя.

Особо мучился с намоткой трансформатора, поскольку трансформатор был собственной задумки. К сожалению ферритовых колец, я не смог найти, поэтому пришлось идти на альтернативное решение.
На халяву достались несколько компьютерных блоков питания, из них были выпаяны большие трансформаторы.

Половинки феррита приклеены друг к другу намертво, поэтому их нужно греть зажигалкой в течении 30 секунд, затем осторожно вынимать из каркаса. В итоге, с трансформаторов были отмотаны штатные обмотки, а выводы зачищены.

В конце каркасы прикреплены друг к другу. В итоге получился один удлиненный каркас, на который можно свободно мотать нужные нам обмотки

Путем опытов было найдено нужное количество витков в первичной обмотке. В итоге первичная обмотка содержит 10 витков (2х5вит) с отводом от середины.

Намотка делалась сразу 5-ю жилами провода 0,8 мм. Сначала по всей длине каркаса мотаются 5 витков, затем обмотку изолируем и поверх мотаем еще 5 витков идентично первой. Обмотки мотаем В ОДИНАКОВОМ НАПРАВЛЕНИИ, например по часовой стрелке.

После окончания намотки провода скручиваем в косичку, не забывая заранее сдирать лак, далее залуживаем покрывая слоем олова.
Теперь нужно сфазировать обмотки. На самом деле нечего трудного тут нету, просто нужно найти "начало" и "конец" обмоток и соединить, например, начало первой обмотки с концом второй или начало второй с концом первой, место соединения - отвод, на который подается плюс от общего питания (см. схему).
После фазировки обмоток мотаем пробную вторичную обмотку, она нужна для того, чтобы при неправильной фазировке не отмотать всю вторичную обмотку. Пробная обмотка может содержать любое количество витков, например 3 витка проводом 0,8 мм, далее собираем трансформатор, вставляя половинки сердечника.

Включая схему трансформатор не должен издавать "жужжания", транзисторы не должны перегреваться, если преобразователь работает в холостую. На вторичную обмотку подключаем лампу накаливания 12 вольт пару ватт, которая должна загораться почти полным накалом, при этом транзисторы должны быть холодными и только через несколько минут работы можно почувствовать незначительное тепловыделение. Если все нормально, то снимаем пробную обмотку и мотаем на ее место нормальную, которая мотается по тому же принципу, что и первичная.

На сей раз обмотка намотана двумя жилами провода 0,8-1мм и содержит 30 витков (2х15вит). Мотаются две идентичные обмотки, каждая по 15 витков и растянута по длине всего каркаса. После намотки первой половины, изолируем обмотку, поверх мотаем вторую. Обмоткифазируются по тому же принципу, что и первичная.

После намотки вторичной обмотки, провода на концах скручиваются и залуживаются. В конечном этапе укрепляются половинки сердечника. На этом трансформатор готов!

ВАЖНО! В преобразователях такого рода (пуш-пулл) между половинками сердечника не должно быть зазора! Даже малейший зазор в доли миллиметра повлечет за собой резкое повышению тока покоя и перегрев полевых транзисторов! Именно из-за неуклюжести я спалил несколько полевых транзисторов. Следите за тем, чтобы половинки феррита как можно сильнее прижимались друг к другу.Такой трансформатор способен обеспечивать нужное напряжение и ток, для питания сабвуферного усилителя.
Запаиваем трансформатор на плату и приступаем к намотке дросселей.

Дросселя
В схеме использовано 3 дросселя. Они предназначены для фильтрации ВЧ шумов и помех, которые могут образоваться на линиях питания.Главный дроссель использован на плюсовой линиипитании преобразователя. Он намотан 4-я жилами провода 0,8 мм. Кольцо использовал те, что в компьютерных блоках питания. Количество витков дросселя 13.

Остальные два дросселя стоят после диодного выпрямителя в ПН, тоже намотаны на кольцах из компьютерных БП и содержат 8 витков 3-я жилами провода 0,8мм.

Честно говоря, не ожидал что получится такой качественный ПН, ток покоя схемы не превышает 200 мА, для такого монстра это нормально, на выходе напряжение +/-63 вольта, уклон незначительный, всего в пол вольта.Максимальная мощность преобразователя позволило бы питать два таких усилителя, но тут он работает с большим запасом.

Усилители на TDA2005, для маломощных головок

Сборка этого блока отняло всего 2 часа. За это время были собраны два идентичных усилителя мощности. Усилители были выбраны как самый дешевый вариант для маломощных АС, их можно использовать для питания АС расположенных на передней доске автомобиля. Каждая микросхема развивает 20-24 ватт мощности и обладает весьма недурным качеством звучания.

Каждая микросхема подключена по мостовой схеме, при стереофоническом подключении одна микросхема способна отдавать до 12 ватт на нагрузку 4 Ом

Микросхемы через изоляционную прокладку установлены на теплоотвод. Громкость настраивается заранее, при помощи регулятора.Сначала планировалась другая плата, по этой и были собраны усилители, затем была придумана общая плата, которая введена в архив проекта.

TDA 7384 для, фронтальной АС

Для более мощных АС использованы квадрафонические микросхемыTDA 7384. Каждая из микросхем способна отдавать на нагрузку 4 Ом до 40 ватт мощности на канал. Итог - 8 каналов по 40 ватт, звучит очень хорошо.

Такие микросхемы используют в автомагнитолах, если лень купить, то можно достать из нерабочих магнитол.

Микросхемы имеют разные независимые друг от друга фильтры, если использовать общий фильтр, то возможны шумы и возбуждения.
Оба усилителя начинают работать при подаче +12вольт от аккумулятора на вывод REM. Усилители были собраны на одной плате, но позже пришлось переставлять блоки, поэтому каждый усилитель был реализован на отдельной плате.

Усилитель сабвуфера

Знаменитая схема Ланзара, полное описание, сборка, схема и настройка описана здесь, поэтому нет нужды рассказывать про этот усилитель. Усилитель полностью собран на транзисторах, обладает очень хорошим качеством звучания и повышенной выходной мощностью. В схеме я сделал некоторые замены и ниже представлена та схема, по которой я собирал, оригинал схемы в той же ветке форума.

Поскольку мне не удалось найти некоторые номиналы схемы, то пришлось делать некоторые замены, в частности эмиттерные резисторы были заменены на 0,39 Ом 5 ватт. Транзистор BD139 заменен на отечественный аналог KT815Г, кроме того заменены маломощные транзисторы дифференциальных каскадов и предвыходных каскадов схемы.

На входе можно убрать электролитические конденсаторы, если входной заменить на 2,2 мкф и более.

Первый запуск усилителя желательно делать с одной парой выходных транзисторов с закороченным на землю входом, чтобы при поломках не спалить транзисторы конечного каскада, они самое дорогое в этом усилителе.

Особое внимание обратите на монтаж схемы, следите за цоколевками транзисторов и правильностью подключения стабилитронов, последние при неправильном подключении работают как диод.Регулятор тока покоя я поставил обычный, никому не советую повторить мою ошибку, лучше поставить многооборотный, им можно точно настроить ток покоя схемы, также удобен для настройки.

Выходной каскад усилителя работает в режиме АВ, это по сути полностьюсимметричная схема, уровень нелинейных искажений сведен к минимуму. Благодаря своим высоким показателям, данный усилитель относится к усилителям категорииHi-Fi, получить 300 ватт на этом усилителе не проблема. Также есть возможность подключать на выходе нагрузку 2 Ом, т.е. можно питать целых два сабвуферные головки, подключая их параллельно.В этом случае нельзя поднимать напряжение усилителя выше 45-50 вольт.

Поднять мощность усилителя, можно добавлением еще одной или двух пар выходных транзисторов, но не забывайте о повышении питания, поскольку выходная мощность усилителя напрямую зависит от питания.

Защита АС

Не смотря на то, что усилитель мощности достаточно надежный, иногда могут быть неполадки. Выходной каскад,самая уязвимая часть любого усилителя, из за выхода из строя выходных транзисторов образуется постоянное напряжение на выходе. Постоянка выводит из строя дорогостоящую динамическую головку. Любой усилитель такого рода имеет защиту, который защитит АС от постоянного напряжения.
При включении усилителя реле замыкается, включая головку, при постоянном напряжении на выходе УМ реле размыкается, сохраняяголовку

Защита имеет относительно простую схему, содержит 3 активных компонента (транзисторы), реле на 10-20 ампер, остальное мелочи. При включении УМ реле замыкается с небольшой задержкой. Питание на защиту подается от одного плеча преобразователя, через ограничительный резистор 1 килоом, резистор подобрать с мощностью 1-2 ватт.

Маломощные транзисторы могут быть заменены на любые другие, параметры которых схожи с используемыми. Реле подключен к коллектору более мощного транзистора, следовательно, конечный транзистор нужен более мощный. Из отечественного интерьера можно использовать транзисторы КТ 815,817 или более мощные - КТ805,819. Я заметил тепловыделение на этом транзисторе, поэтому укрепил его на небольшой теплоотвод. Защита и индикатор выходного сигнала смонтированы на одной плате.

Блок стабилизации

Двухполярный стабилизатор напряжения, обеспечивает нужное напряжение для питания блока фильтров и индикатора аудио сигнала. Стабилитроны стабилизируют напряжение до 15 вольт.

Этот блок собран на отдельной плате, стабилитроны желательно использовать с мощностью 0,5 ватт

Индикатор уровня звукового сигнала

Особо углубляться в работу схемы не стану, посколькусхема такого индикатора описана в одной из моих

В индикаторе использованы микросхемыLM324. Использовать операционный усилитель для этих целей целесообразно, поскольку микросхемы стоят всего 0,7 $ (каждая). В индикаторе использовано 8 светодиодов, можно ставить любые светодиоды, которые под рукой. Индикатор работает в режиме "столб". Питание индикатора обеспечивает преобразователь напряжения, затем напряжениестабилизируетсядо нужного номинала и подается на индикатор уровня.Индикатор подключается на выход усилителя мощности, подстроечным регулятором настраиваем индикатор на нужный уровень срабатывания светодиодов.

Блок сумматора и ФНЧ

Сумматор предназначен для суммирования сигнала обеих каналов, поскольку сабвуфер у нас один. После этого сигнал фильтруется, срезаются частоты ниже, чем 16Гц и выше чем 300Гц. Регулирующий фильтр срезает сигнал от 35Гц - 150Гц.

Сборка

После тщательной проверки всех блоков, можно приступить к монтажу.

Корпус от DVD проигрывателя, другого удобного, к сожалению не нашел. На переднюю панель, где раньше располагался дисплей, прикрепил светодиоды индикатора. Все платы прикреплены ко дну усилителя через изолирующие шайбы, которые в свою очередь были сняты с отечественной аппаратуры

Все микросхемы и транзисторы прикручены к теплоотводам через изоляционные прокладки. Желательно использование термопасты, к сожалению, она у нас не продается, но и без нее все не так уж и страшно.
Входныеразъемы усилителей были выпаяны из DVD, в качестве клемм выходов был использованразъем от автомагнитолы.

В моей конструкции использован всего один кулер, он предназначен для охлаждения теплоотводов силовых ключей ПН и TDA7384, сабвуферный усилитель в принудительном охлаждении не нуждается, поскольку для него я подобрал громадный теплоотвод, который практически не греется.
Провода питания каждого усилителей присоединены к общим клеммам питания.REM контроль позволяет в нужный момент отключить любой из усилителей (например, пару TDA 2005) Питание каждого усилителя осуществляется через реле, которые активируются при подаче плюса на вывод REM.

Каждый из усилителей имеет отдельную систему ремоут контроля, которые выведены на контактную платформу с боковой стороны корпуса.

Ящик сабвуфера

Спустя пару месяцев после начала сборки, мне удалось купить сабвуферную головку SONY XPLOD XS-GTX120L, параметры головки ниже.
Номинальная мощность - 300 Вт
Пиковая мощность - 1000 Вт
Диапазон частот 30 - 1000 Гц
Чувствительность - 86 дБ
Выходное сопротивление - 4 Ом
Диапазон частот - 30 - 1000 Гц
Материал диффузора – полипропилен

Поскольку в магазинах продавали только ламинированные ДСП, а МДФ у нас вообще не встречается, то пришлось выбирать из того, что было. К счастью с материалом повезло. ДСП еще со времен СССР отлично сохранилось на чердаке, толщина 22 мм.

Диаметр порта ФИ - 14 см, длина трубы 7 см.
Для головки было вырезано отверстие с диаметром 28 см. После изготовления всех частей ящика, настало время собрать его. Сборку удобно начать стыковкой дна и передней части ящика. Вначале дрелью были сделаны отверстия под шурупы (сверлом малого диаметра), а уже после были прикручены шурупы. Перед этим места креплений были покрыты клеем ПВА.
Клея жалеть не нужно, чтобы потом не жаловаться на свисты. У меня получился достаточно хороший ящик, работал как можно аккуратно. В конце швы были покрыты силиконом с внутренней стороны коробка (силикон имеет неприятный запах, поэтому эту работу следует выполнить в гараже или на свежем воздухе). После сбора ящика не удержался, поставил головку туда, где ей положено быть и включил

Я не могу передать это словами и даже роликом, поскольку это нужно чувствовать, а не слушать. Чувствуется весьобъем ящика, размах головки, мощь и качество Ланзара и все это воплощается в давление на груди.... Это словами не описать и только потом начинаешь понимать, что все кругом рушится и разваливается, стакан двигается по столу сам по себе, стекла начинают "вздуваться" от давления. Одним словом в доме все было под "дозой" вибрации.

Специальный клей для ковролина у нас продавался, но банка аэрозоли стоит 25$, поэтому пришлось использовать клей ПВА. Для начала наждачкой обработал ящик, этот процесс отнял у меня 4 часа. На уже надрезанный ковролин наносим клей ПВА. После этого ящик нужно "прокатить" по заранее надрезанному ковролину. Завернули ящик, теперь для того, чтобы клей нормально высох, набиваем по краям мелкие гвозди, затем после высыхания их можно снять или оставить.

После вырезаем отверстияголовкиифазоинвертора.Головка прикрепляется к ящику десяти саморезами, это обеспечивает плотный контакт, никаких добавочных прокладок не нужно.

Это альтернативное решение, опять же вызвано дефицитом заводскихразъемов.

Получилось неплохо. Для него было вырезано отдельное отверстие.
С внутренней стороны, после запайки провода, отверстиеразъема было загерметизирована силиконовым герметиком, во избежание свистов и нежелательных шумов.

Итоговые затраты на конструкцию

Преобразователь напряжения:
BC557 3шт - 2,5$
TL494 1шт - 1$
IRF3205 4шт - 10$
Диоды КД213А 4шт - 4$
Конденсаторы полярные - 10$

Резисторы - 2$
Дросселя и трансформаторы - из старых блоков питания ПК
Реле - из стабилизатора напряжения

Усилитель ланзар:
Транзисторы
2SA1943 2шт - 6$
2SC5200 2шт - 6$
2SB649 2шт - 2$
2SD669 2шт - 2$
2N5401 2шт - 1$
2N5551 2шт - 1$
Резисторы 5ватт - 4 шт - 3$
Остальные резисторы - 4$
Конденсаторы неполярные - 3$
Конденсаторы полярные - 5$
Стабилитроны - 2шт - 1$

Остальные усилители:
TDA7388 2шт - 15$
TDA2005 2шт - 2,5$
Резисторы - 2$
Конденсаторы неполярные - 4$
Конденсаторы неполярные - 6$

Блок фильтров:
TL072 1шт -1$
TL084 1шт - 1$
Конденсаторы неполярные - 3$
Резисторы - 2$
Регуляторы 3шт - 4$

Блок индикаторов:
LM324 2шт - 2$
Светодиоды и все остальное - 2$

Блок стабилизаторов:
Транзисторы 2$
Стабилитроны 13 вольт 6шт - 1,5$
Стабилизаторы 7815 2шт - 1,5$
Стабилитроны 7915 1шт - 0,7$
Остальное - 2$

Защита АС:
Транзисторы - 2$
Реле - даром
все остальное 1$
Штекеры, гнезда иразъемы к счастью имелись в запасе

Ящик сабвуфера:
Саморезы 50 шт - 0,5$
Герметик 2 флакона - 2$

ДСП - даром
Клей ПВА – даром
Головка - 65$
Ковролин - 15$

Итоги

Вот собственно и все. Результатами доволен, очень доволен! Купить подобный усилитель не возможно, аналогичные по мощностью усилители стоят от 400$! Хотя китайские производители предлагают за значительно малые деньги, но качество и надежность.... В общем, усилитель получился на трижды ура! Все работает отлично, осталось только купить машину и насладится рукотворным усилком, а усилитель пока будет работать дома, от мощного блока питания на 12 вольт.

Чтобы собрать усилитель для сабвуфера своими руками правильно, нужно запастись свободным временем и терпением. Больших затрат средств не потребуется. В первую очередь нужно приобрести усилитель мощности, выполненный на интегральной микросхеме. Далее, мы разберем, как собрать усилитель для сабвуфера своими руками на основе микросхемы TDA1562Q.

Ниже представлена принципиальная схема усилителя.

Данная схема, кроме усилителя мощности, имеет предусилитель, выполненный на сдвоенной микросхеме операционного усилителя, который так же играет роль фильтра частот.

При питании от автомобильного аккумулятора максимальная выходная мощность усилителя составит порядка 50 Вт, что вполне достаточно что бы «раскачать» средний сабвуфер.

Необходимое оборудование и компоненты

Итак, кроме вышеуказанной микросхемы нам понадобятся:

• операционный усилитель TL 072 (можно заменить на микросхемы TL 062, TL 082 или 4558);
• резисторы мощностью 0,25-0,5 Вт;
• электролитические конденсаторы (новые!);
• конденсаторы неполярные — плёночные;
• изолированные провода;
• термопаста;
• радиатор с площадью рассеивания не меньше 600 см²;
• лист одностороннего текстолита.

Конечно, мы не обойдемся без паяльника, припоя и некоторого умения со всем этим обращаться.

Монтаж

Основная плата усилителя

Схема печатной платы усилителя приведена ниже.

Печатную плату можно изготовить путем травления текстолита с медной подложкой раствором хлорного железа. Рисунок дорожек контактов проще перенести на плату с глянцевого листа бумаги, на котором этот рисунок напечатан с помощью лазерного принтера. Нюансы этого способа легко можно найти в интернете на соответствующих сайтах по электротехнике.

Пайку деталей производим аккуратно, удаляя излишки флюса. Особенно это касается микросхем. Микросхему операционного усилителя можно установить через восьмиконтактную панель.

Помните: перегрев полупроводниковых элементов, может привести к выходу их из строя!

Катушки индуктивности L1 и L2 в выходном фильтре усилителя, изготовляются из медной эмалированной проволоки диаметром 1 мм, путем накручивания на цилиндрический сердечник диаметром 5 мм. Количество витков катушки — 20.

Микросхему усилителя устанавливают на теплоотвод. Он должен быть площадью более 600 см². Роль радиатора может выполнить шасси авто.

После монтажа всех элементов подсоединяют провода.

Блок стабилизации и коммуникации питания

В вышеописанной схеме мы использовали самую простую схему питания усилителя через аккумулятор, однако для более стабильной работы усилителя можно подключить его через стабилизатор. Данное устройство можно собрать самому (схему на любой вкус в интернет можно найти очень легко), но самый простой способ — это использовать готовый блок стабилизации от старого усилителя или купить новый.

Кроме того, блок стабилизации позволяет сэкономить заряд аккумулятора автомобиля.

Предотвращению разрядки способствует реле с отдельной клеммой REM, работающую под напряжением в 12 В. Клемма устанавливается на выходе автомагнитолы, благодаря чему сабвуфер начинает работать вместе с музыкальным устройством.

Для контроль работы усилителя можно установить светодиод в схему питания устройства.

Окончательная сборка устройства

После монтажа платы, проводим окончательную сборку усилителя и помещаем его в корпус. Корпус можно изготовить самостоятельно из обычной фанеры с помощью лобзика. На фанере вычерчивается схема по нужным размерам, вырезается лобзиком и закрепляется герметиком.

Так же корпус можно приобрести в магазине или использовать алюминиевый короб, который одновременно будет выполянть роль радиатора.

Размещая все детали в корпусе, нужно обеспечить в нем свободную циркуляцию воздуха для лучшего охлаждения деталей.

Корпус усилителя необходимо надежно закрепить в салоне автомобиля.

Перед установкой важно убедиться в правильности полярности питания, иначе аппарат сразу сгорит.

Как сделать усилитель для сабвуфера мы разобрались, осталось проверить его работоспособность. Это можно сделать в домашних условиях, но ни в коем случае нельзя пренебрегать правилами безопасности, иначе можно получить удар током или испортить устройство. Тестирование проходит следующим образом: усилитель запитывают через аккумулятор и подключают колонку с сопротивлением в 20 Ом. На усилитель подается нагрузка и проверяется мощность.

Иван говорит:

Скажите, а как определить где какой элемент на плате располагается, а то я не могу понять… я просто еще не опытный…

[email protected] говорит:

На рисунке над схемой показан сборочный вот по нему и определите где какой элемент ставить

▼ Показать все комментарии ▼

wolfdobrov говорит:

На сборочном там есть два конденсатора 4700µF 50V, и еще там другие элементы, для чего они? Не пинайте за такие тупые вопросы, просто я плохо шарю в электронике…

dr.Alex говорит:

если удвоить количество транзисторов в выходном каскаде, можно ли увеличить мощность? или допустим заменить их на кт825 и кт827?

Андрей говорит:

всем привет. я так понимаю общее напряжение питания однополярное от блока идет 70 вольт, делится попалам кондерами и получается по 35в?

dr.Alex говорит:

нет. кондерами не разделишь питание. у трансформатора должны быть две вторички с общим проводом, т.е. у трансформатора на вторичке 3 провода. напряжение каждого плеча от средней точки должно быть 24(25) вольт переменки. после диодного моста и конденсаторов напряжение увеличивается в 1.4 раза (как раз получишь 35вольт на плечо. смотри схемы двуполярного питания.

Андрей говорит:

спасибо dr.Alex. хочу в машину такой сделать.. а вот эта схема с преобразователем пойдет? http://goo.gl/aqlfZ там усилок и преобразователь. просто такой я уже делал и у меня эти кольца еще в запасе остались… сколько витков и как мотать подскажите плиз… желательно с проводом 1 мм…

Андрей говорит:

спасибо dr.Alex. а 35в 200в этому усилку хватит?

dr.Alex говорит:

в смысле 35 вольт для усилителя в 200 ватт? в принципе 160-170 ватт точно получишь (хотя 200 тоже возможно). при условии, что трансформатор будет мощностью 200-250 ватт рассчитан на ток во вторичке 4 ампера. (сечение провода вторички 1-1.4 мм) конденсаторы по питанию на плечо не менее 30000 мкф.

как показывает практика, для дома достаточна мощность 30-70 ватт на канал. для машины 100 ватт за глаза хватает. это примеры для комфортного прослушивания.

Хрон говорит:

Парни а 45 вольт в одно плечо, ему нормально будет?

Хрон говорит:

А можно выходные поменять на КТ837 и КТ805? Если да то на сколько моща упадет???

Greg говорит:

текст
Учитывая макс рассеиваемую мощность выбранной тобою пары 30W ватт 20 с хрипом ты оттуда вытянешь. Взять можно не-металлические версии КТ818-819, они доступней и дешевле, а с радиаторами к ним проще.

melki говорит:

я вам скажу я сделал этот усилитель но я поставил вместо импортных деталей отечественные и он у меня работает сделал 2 канала на выход поставил кт818г кт819г и он спокойно безо всяких проблем раскачивает колонки s90 правда закалупался я его доводить до ума но эт стоило того!!! без предварительного усилителя он даже и напалавину не раскачается! пред я поставил усилитель с телевизора на ун14 гдето около 120вт он у меня выдает!!!
Переменное напряжение на выходе при максимальной громкости 30в это гдето около 120вт!!!

Хрон говорит:

А тербуеться ли выходной конденсатор??? А то я кучу динамиков попалил не хочу спалить С-90))

slavon говорит:

кто делал даный девайс может сказать какие из дешевых и доступных транзюков желательно буржуйских оконечник зделать ато в маг пошло спросил почем цена будет и желание отпало:)))

Mihelz говорит:

Классика 2SC5200/2SA1943 не вариант? В сотку можно уложиться.

Хрон говорит:

Аааа.. ну люди ну ответьте на вопрос! Нуждается ли даный УНЧ в выходном конденсаторе??? А то я себе голову ломаю как бы чего не спалить! У кого он вообще запустился???

Mihelz говорит:

Нет, не нуждается. А вот входной желателен. Около 1 мкф.

Хрон говорит:

Спасибо тебе добрый человек!!!

Юрий говорит:

хоть и написано что для саба, но поинтересуюсь у тех кто его собирал как этот усилок передает НЧ, нормально? просто планирую его в саб засунуть)))) выходники думаю поставить 2SС5200/2SA1943. Q4 и Q5 там точно bc557 и bc546, не сгорают? тут я читал что без предварительного усилка он не раскачивается на всю это правда7

melki говорит:

этот усилитель ц меня до сих пор играет на советских транзисторах!!!

bars1952 говорит:

Для Хрона: …чтобы “наверняка” ничего не спалить, нужно взять 2 эл. кондера, соединить их последовательно. Получившийся 3х-полюсник, подсоединяют “плюсом” к “плюсу” источника питания; “минусом”- к “минусу” ИП, а на “среднюю” точку 2й провод от динамика(вместо “земли”).Таким образом динамик никогда не выйдет из строя(он является самой дорогостоящей деталью), т.к. в месте соединения “кодеров” никогда не будет “постоянки”, а по “переменке”- всегда НОЛЬ. Учтите!, максимальное напряжение эл-коденсатора должно в 2 раза быть выше напряжения 1″плеча”ИП, а так же номиналы их должны быть одинаковы.Пример: если U ИП=+-25в, то конденсаторы- минимум на 50в, емк.2200мкф

Mihelz говорит:

А испытать и наладить усилитель с эквивалентом нагрузки и только потом подключать динамики и слушать - не вариант? :)

vovan37 говорит:

Собрал по данной схеме усилок,транзисторы поставил наши КТ827А и КТ819ВМ.подключаю,из динамика гул и как будь то он залипает,в чем может быть проблема,может подскажет кто?

K.AA.M говорит:

Замените КТ819ВМ на КТ825 или транзистор КТ827А на КТ818ВМ, так как КТ827А и КТ819ВМ не комплементарные, т.е. взаимно дополняющие,их Желательно использовать вот так примерно КТ818ВМ и КТ819ВМ или КТ825 и КТ827.Потомучто КТ827 составной а КТ819ВМ нет.

Юра говорит:

я немного “нуб” в этом деле,и посему есть пару вопросов:
топологию платы печатать как она изображена или в зеркальном отражении;
фильтр низких частот нужно ставить;
динамик на 8 ом подойдет? спасибо

Сергей187 говорит:

Кто нибудь собрал с кт825 и кт827 на выходе? Или 2sc5200 и 2sa1943? Работает схема?
Действительно ли уровня линейного выхода(0.7 в) не достаточно для полной раскачки?

Юра говорит:

а резисторы какой мощности брать все кроме R7 и R8?

Юра говорит:

не работает. я криворукий

K.AA.M говорит:

Проверь печатную плату целы ли жорожки и нет ли между ними замыкания где не должно быть, номиналы резисторов соответствуют ли схеме, конденсаторов, транзисторы правильноли впаяны и на исправность,правильно ли подаеш питание, ижелательно бы фото вашего усилителя и что именно неработает, а то так трудно подсказывать что либо, а схема 100% рабочая я делал работает все детали посхеме только выходные транзисторы КТ818ГМ и КТ819ГМ на виходе удалось получить максимум 17В при нагрузке 4 Ом, и питания усилителя 35в в плечо.

Сергей187 говорит:

Спаял я эту схему. На выходном каскаде применил TIP 142 и TIP 147. Заработал сразу, звучит нормально. Только как узнать сколько ватт он выдаёт? Везде пишут, что точно измерить можно только с помощью генератора и осциллографа. На выходе во время работы с 4-х омным сабвуфером переменное напряжение колеблется(стрелка мультиметра) до 25 вольт. Сила тока на входе преобразователя - в среднем 9 ампер(при напряжении 11.7 в)

K.AA.M говорит:

Только как узнать сколько ватт он выдаёт?

Rabalama говорит:

Я собрал данный усилитель. Хочу сказать играет он весьма недурно(без проблем раскачал мой саб на 75гдн). Питаю его напряжением 37в в плечо. Вместо bc546 ставил кт3102, вместо bc557-кт3107, 2n3055-кт819гм, MJ2955-кт818гм. Играет нормально без всяких предусилителей прямо от компа. Если он у вас при подключении входа к чему либо будет пердеть или трещать ставьте перед входом кондер на 2,2-10мкф и резистор 22-47ком, мне помогло. Также питал его напругой 27в в плечо и тоже играл нормально но раза в 2 тише. Резюк R6 греется не слабо поэтому ставьте резюк мощностью от пол вата(млт на 2,4ком на пол вата раздобыть легче всего). Желаю вам удачи в собрании данного усилка).

Юра говорит:

Собрал,включаешь,идет небольшой фон в динамике и КТ818 греется донельзя.на сигнал реакции 0. собрал на КТ819ГМ и КТ818ГМ. в чем дела?!

Алесь говорит:

Юра оставьте свои контакты решим проблему! я этот усилитль уже на изусть знаю