Звуки — музыкальные и не очень
Когда захотелось узнать мнение о своих статьях, попробовал зайти в конференцию, а именно – в раздел "Прочее". В основном мнение "голосов из народа" было положительное, многие отважились и собрали усилители, несмотря на небольшой опыт в этом деле. Захотелось порадовать читателей еще как-нибудь. Заодно и попытаюсь ответить на некоторые вопросы. Вот, читайте и пользуйтесь на здоровье!
«Любимая» тема
В статье «Еще раз про любовь к хорошему звуку» был описан усилитель на двух микросхемах — микросхеме — регуляторе громкости/баланса/тембров и микросхеме мощного (сравнительно) выходного усилителя. Прототипом для него послужила схема, разработанная Н.Суховым. Отличие от исходной схемы заключается в удаленном коммутаторе входов — для компьютерной акустики он не очень актуален.
Замечания собиравших этот усилитель юзеров звучали примерно так: «Что-то шумов многовато...» Да, по нынешним временам TDA1524A, например, и К174УН10 не всех устраивают по шумам и искажениям. А вы знаете, что вместо них можно использовать микросхему LM1036? Результат будет гораздо лучше, а детали требуются те же, что и в предыдущем случае.
Еще многие хотели бы собрать систему с сабвуфером, но не знают, как это сделать правильно. По этому поводу можно сказать следующее: если колонки имеют достаточные размеры, изготовлены не из пластмассы, а из ДСП (ну хотя бы как дряхлые S-30), то на разумной громкости звука и они могут обеспечить достаточное количество «низов» (учтите, многое зависит и от усилителя!).
Также не мешает проверить, правильно ли «сфазированы» колонки. Для этого нужна фонограмма с большим количеством низкочастотных составляющих в звуковом сигнале (какая-нибудь «Радость металлурга»... простите, «металлиста»).
Включаете воспроизведение, запоминаете, как звучат низкие частоты, и затем МЕНЯЕТЕ местами провода у одной из колонок. Если низких частот стало меньше (как будто их кто-то сьел) — значит, колонки у вас были сфазированы правильно, и необходимо вернуть все в прежнее состояние. А вот если «низов» стало гораздо больше — остается только обрадоваться и больше ничего не трогать. Не зря ведь в приличной технике маркируют провода и клеммы на колонках и усилителях — специально, чтобы избежать подобных проблем.
А для тех, кто все-таки желает попробовать сотворить «систему 2.1» самостоятельно — радостная новость! Специально для вас разработана микросхема РС2350, производится фирмой Princeton Technology Corporathion.
Она умеет регулировать стереосигнал по верхним и нижним частотам (в смысле, тембры ВЧ и НЧ) с глубиной регулировки +/-10дБ на частотах 4 кГц и 50 Гц. А еще она содержит ВСТРОЕННЫЙ сумматор и активный ФНЧ Саллена-Ки второго порядка, крутизна спада АЧХ такого фильтра 12 дБ/октаву, которые и формируют сигнал для сабвуфера.
Частота среза сабвуферного канала составляет 130 Гц, при желании ее можно изменить пропорциональным изменением величины емкости конденсаторов, подключаемых к выводам С1, С2. Микросхема обладает малыми искажениями (Кг<0,01% на выходах правого и левого каналов и Кг<0,2% на выходе сабвуферного канала).
Шумов у нее также очень немного: -87дБА. Резисторы, регулирующие громкость, должны быть группы «А», регуляторы тембра должны быть группы «В» (для тех, кто не знает: эти буквы характеризуют зависимость сопротивления от угла поворота движка резистора). Питающее напряжение может находиться в пределах от 3 до 8,5 вольт. Остается только найти эту хитрую микросхему на рынке или выписать по почте... если получится.
А вот еще одна конструкция усилителя «типа 2.1». Опубликована она была в журнале «Радио» (да, там можно встретить относительно простые схемы...) №5 за 2003 год, стр 15. В нем используется знакомая микросхема TDA1554Q (то же самое, что и TDA1555Q, только без детектора искажений). Два инвертирующих усилителя этой микросхемы задействованы для «озвучивания» малогабаритных акустических систем, выполняющих роль сателлитов ВА1, ВА2.
На входах их каналов установлены пассивные регуляторы громкости и тембра ВЧ (только на «подьем» ВЧ). В канале сабвуфера использованы два неинвертирующих усилителя из состава микросхемы, и динамик сабвуфера ВА3 подключен по мостовой схеме.
Сигнал для раскачки сабвуферного усилителя снимается с фазоинверсного каскада на Т1, в котором предусмотрена возможность инверсии фазы и регулятор чувствительности для обеспечения согласования сабвуфера и сателлитов по громкости.
Сумматор и ФНЧ с частотой среза около 100 Гц здесь существует в виде «побочного эффекта» элементов ВА1,ВА2,С13. В схеме предусмотрена возможность инверсии фазы (S2.1 , S2.2) и регулятор чувствительности VR3, помогающие согласовать звучание сателлитов и сабвуфера. Максимальная выходная мощность сателлитов указана 2х6 Вт, сабвуфера — 22 Вт. Если не боитесь экспериментировать — попробуйте собрать.
А все-таки он гудит...
Многие «сборщики усилителей» жаловались на то, что трудно избавиться от фона переменного тока. А вот тут-то и проявляют себя некоторые тонкости, которые мало известны рядовым пользователям, редко держащим в руках паяльник...
Например, чтобы обеспечить высококачествнное воспроизведение звука, источник питания доложен обладать хорошей защитой от импульсных помех и низким уровнем собственных ВЧ-помех. Для повышения помехозащищенности применяются дополнительные сетевые фильтры, трансформатор и сетевые фильтры устанавливаются в магнитный экран, между выводами вторичных обмоток и общим проводом подключаются блокировочные конденсаторы.
Диоды и конденсаторы выпрямителя рекомендуют экранировать — например, размещать в том же экране, что и силовой трансформатор.
Качество источника питания для усилителй характеризуется также способностью поддерживать выходное напряжение на постоянном уровне при изменении потребляемой усилителем мощности, уровнем низкочастотных пульсаций выходного напряжения и другими параметрами. Поддержание выходных напряжений в нестабилиированных источниках питания обеспечивается правильным выбором мощности сетевого трансформатора.
Например, эстрадные усилители чаще всего эксплуатируются на мощности, близкой к максимальной, поэтому мощность их сетевого трансформатора обычно превышает выходную мощность усилителя в 2...3 раза.
В обиходных, «бытовых» усилительных устройствах часто применяют трансформатор, мощность которого равна или даже меньше максимальной мощности УМЗЧ, так как мощность усилителя выбирается исходя из неискаженного воспроизведения пиков громкости музыкального произведения, при этом средняя потребляемая мощность невелика. Однако применение трансформатора пониженной мощности приводит к появлению инфранизкочастотных колебаний питающего напряжения, что не есть хорошо для качественного воспроизведения звука.
Например, для описанного в статье «Еще раз про любовь...» усилителя хорошо подходит стандартный трансформатор типа ТН-7. Он имеет две выходные обмотки по 6,3 В, обеспечивающие ток нагрузки до 3,3 А. Вторичные обмотки необходимо соединить последовательно, причем одна из обмоток (имеющая отвод) подключается не полностью, а так, чтобы общее напряжение на входе диодного моста получилось примерно 11 В. Тогда напряжение на выходе выпрямителя не превысит 18 В, т.е. максимально допустимого значения для данной микросхемы.
Конечно, можно использовать и трансформаторы других типов, главное — чтобы они обеспечивали ток нагрузки не менее 3 А. Пришло письмо, в котором описывалась попытка запитать усилитель от источника, выдающего на выходе 15 В, 1 А (на нем так было написано...). Как вы думаете, что из этого получилось?.. Правильно, на пиках громкости напряжение питания падало до 9 Вольт. Какие при этом раздавались звуки, лучше не представляйте, а то не заснете.
Величину емкости конденсаторов в фильтре выпрямителя очень часто подбирают «на слух» — по заметности уровня фона в выходном сигнале. Можно порекомендовать увеличить величину подобранной таким образом емкости раза в 1,5...2, тогда и попробовать оценить искажения на «пиках» звукового сигнала. (Например, поиграть в «Вольфенштейна» на полной громкости. Разумееется, когда соседей и домочадцев нет дома...).
Скорее всего, вам больше понравится звучание усилителя с увеличенной емкостью конденсаторов — при нехватке емкости в фильтре выпрямителя хорошо прослушиваются характерные «хрипы» на пиках сигнала (например, близком разрыве гранаты при игре в любимую «Контру»). Еще одна тонкость касается конструктивной особенности электролитических конденсаторов.
Дело в том, что теоретически сопротивление конденсатора при возрастании частоты проходящего через него тока должно уменьшаться. Так и происходит, но... до некоторого предела. Обкладки электролитического конденсатора представляют собой скрученные в рулон полоски фольги, и вот при достижении некоторой частоты (порядка 20 кГц) индуктивность этих полосок начинает увеличивать сопротивление конденсатора переменному току, создавая потери в проходящем сигнале. А это может привести к самовозбуждению усилителя.
Для устранения этого эффекта параллельно электролитическому конденсатору ставят керамический, емкостью примерно 0,1...0,22 мкФ. Также настоятельно рекомендуется для улучшения звучания частот верхнего звукового диапазона поставить в фильтр выпрямителя еще и конденсатор типа МБГП, МБГЧ или подобный, емкостью 4...20 мкФ. Желающие могут попробовать и убедиться в этом сами. Главное, чтобы источник звука и колонки обладали достаточно высокими параметрами, позволяющими услышать эту разницу (а как насчет качества ушей юзера — в расчет принимается?).
При использовании усилителя, описанного в статье «Еще раз про любовь...», звуковой карты SB Live! и колонок S-30 (производства 1984 года!) разница ощущается очень четко. Например, в собранном экземпляре усилителя использован электролитический конденсатор 15 000 мкФ х 40 В, параллельно ему установлен конденсатор МБГП 20 мкФ х 160 В (не считая конденсаторов, которые должны быть установлены непосредственно возле выводов микросхемы). В данном усилителе так сделано именно после изучения многочисленных рекомендаций продвинутых «слухачей».
Соединение проводами блоков усилителя — тоже непростая задача. Достаточно «лишнего» провода, и противный фон в колонках вам обеспечен. В экспериментальных целях были проверены различные варианты межблочных соединений, и вот что получилось:
При питании усилителя напряжением 17–18 Вольт для питания блока регулировки громкости и тембра необходим стабилизатор. Была применена простейшая схема, транзистор на радиатор можно не устанавливать — ток потребления у темброблока очень небольшой.
Стабилизатор обеспечивает дополнительную развязку по питанию от выходного усилителя. Напряжение на выходе стабилизатора должно соответствовать напряжению питания микросхемы. В данном случае оно будет около 12 Вольт. Соединения, выделенные красным цветом, приводят к появлению фона переменного тока.
Поэтому в рекомендациях по сборке усилителях часто можно прочитать, что все «общие» цепи соединяются с корпусом именно в одной точке — возле точки подключения к усилителю мощности. Хотя никто не мешает вам проверить это на собственном опыте, может, и повезет...
Как вы думаете, нужен ли процессору радиатор?
Что, странные вопросы задаю? А вот, пришло такое письмо: «Ваш усилитель (на TDA1555Q) очень плохо работает — через пару минут, кроме хрипов, ничего не слышно...» Оказалось, к микросхеме «забыли» прикрутить радиатор и пытаются получить с нее 22 Ватта на каждый канал.
Естественно, в микросхеме срабатывает тепловая защита и «железка» начинает защищаться, ограничивая выходной сигнал, что и приводит к искажениям. Вот такие бывают случаи.
Так что, уважаемые читатели, аккуратность и внимание нужны не только при установке кулера на процессор. И если все сделано как нужно, результаты трудов вас не разочаруют. Те, кто уже собрал усилитель, могут это подтвердить.
Удачных вам экспериментов со звуком!
