Site Loader

Содержание

Мощный мини усилитель звука на TPA3118. Испытание, подключение, применение

Приветствую, Самоделкины!
В этой статье автор YouTube канала «Radio-Lab» продемонстрирует, как своими руками и без особых затрат самостоятельно собрать свою акустическую систему на готовом, достаточно мощном, но компактном усилителе звука на базе микросхемы TPA3118 с Bluetooth и AUX.

Главной деталью данного проекта является вот такой вот пакетик.

Вернее, не сам пакетик, а то, что находится внутри. А скрывается там стереоусилитель звука D класса на базе микросхемы TPA3118.

Данная плата уже имеет на борту технологию беспроводной передачи данных – Bluetooth. Также плата оснащена линейным входом AUX.

Такую плату можно приобрести на Aliexpress. В пакете, помимо самого усилителя звука, был и радиатор, который можно приклеить на основную микросхему усилителя ТРА3118, в случае если та будет сильно нагреваться.

Плата усилителя звука выполнена в черном цвете, номер платы: VHM-306. К качеству пайки претензий нет, все нормально.

Данная плата усилителя звука достаточно компактная и имеет следующие размеры: 70мм Х 52мм.
На изображении ниже представлены основные характеристики этого усилителя звука.

Основная микросхема данного усилителя звука — это ТРА3118.

Плату условно можно разделить на две части: сверху находится Bluetooth модуль и линей вход AUX, а снизу – непосредственно сам усилитель звука. Питается Bluetooth модуля происходит через линейный понижающий стабилизатор 78М05.

На противоположной стороне от линейного понижающего стабилизатора расположен линейный вход под стандартный миниджек (штекер 3,5 мм).
В нижней части платы, по центру находятся контакты для подключения источника питания.

Также на плате присутствует защитный диод, который защищает усилитель от переполюсовки. Рядом по бокам находятся контакты для подключения динамиков, левого и правого соответственно.
С внешним видом, габаритами и основными характеристиками разобрались, теперь попробую запитать этот усилитель звука. В качестве источника питания можно использовать как литий-ионный аккумулятор, так и блок питания от сети переменного тока 220В с напряжениями на выходе от 12 до 26В.

Для тестов автор взял литий-ионный аккумулятор, состоящий из трех элементов Li-ion батарей формата 18650. Суммарной напряжение на выходе получается порядка 12,5В.

Соблюдая полярность, автор временно припаял аккумулятор к контактам питания усилителя.

Как видим, на плате загорелся синий светодиод, служащий индикатором наличия питания (включения платы усилителя).
Следующим шагом давайте проверим как работает модуль Bluetooth на данном усилителе. Для этого нам понадобится смартфон.

Телефон увидел новую плату и без проблем к ней подключился. Индикатор начал мигать короткими вспышками. Такое поведение светодиода сигнализирует об успешном сопряжении устройств.
Перед подключением акустики, автор решил провести замеры мощности на выходе на нагрузку 4Ом, чтобы посмотреть на что способен этот усилитель звука. Для этого на выход одного из каналов был запаял нагрузочный резистор 4Ом.

Для мониторинга синусоиды, а также клиппинга, на контакты резистора необходимо установить щупы осциллографа.

В специальной программе на смартфоне автор настроил частоту в 1кГц, форма сигнала синусоида.

Схема собрана, усилитель подключен к источнику питания. Подаем с телефона на усилитель сигнал с заранее выбранной частотой и пробуем увеличить громкость.


На осциллографе синусоида есть, а также присутствует и клиппинг. В работоспособности убедились, можно приступать непосредственно к замерам мощности данного звукового усилителя. И так, первый замер при питании от аккумулятора 12В. На выходе усилителя без клиппинга получилось примерно 6,5В.

Далее квадрат напряжения необходимо разделить на сопротивление нагрузки, в данном случае 4Ом, и в результате получаем мощность на выходе, она примерно составляет 10Вт на канал.

Это значение, напомню, мы получили при питании платы усилителя от литий-ионного аккумулятора с напряжением 12В. Следующим этапом давайте попробуем произвести замер при питании от блока питания от сети 220В с напряжением на выходе 24В.

Остальное все тоже самое, только напряжение питания уже не 12В, а 24В. Убеждаемся в наличии на осциллографе синусоиды и клиппинга и производим замер.

Итак, после поднятия громкости напряжение на выходе без клиппинга составило уже примерно 14В.
Производим аналогичный расчёт, и получаем цифру 49, а это означает, что мощность на выходе составила уже около 50Вт на канал.

Это при питании платы от блока питания, напряжение которого составляет 24В. Согласитесь, что мощность весьма немаленькая и очень достойная при таком компактном размере.
Итак, после проведенных экспериментов можно сделать следующие выводы: работает усилитель и от 12В и от 24В, но если вы хотите взять максимум мощности с данного усилителя, то его необходимо питать напряжением 24В.
Во время эксперимента больше всего нагрелись выходные дросселя и стабилизатор 78М05 для питания Bluetooth модуля. Нагрев микросхемы усилителя даже без радиатора был незначительным.

Но больше всех грелся конечно же нагрузочный резистор. Теперь осталось подключить акустику и послушать, как играет этот усилитель. Для теста автор будет использовать вот такие автомобильные динамики м сопротивлением 4Ом в количестве 2-ух штук.

Данные динамики — это клоны Пионеров. Провода от динамиков необходимо припаять к выходам левого и правого каналов соответственно. Схема подключения проста до безобразия. Провода питания от блока питания припаяны к соответствующим контактам, расположенным на плате усилителя. Также припаяны провода динамиков на выходы усилителя.

В общей сложности в данной схеме у нас всего 6 проводов, проще, наверное, не бывает. Включаем блок питания в сеть 220В.

При подаче питания на схему усилителя звука, хлопок в динамиках отсутствует. Присутствует голосовая озвучка на английском языке. Подключаем телефон к усилителю с помощью технологии Bluetooth и включаем тестовый трек.

Все прекрасно работает, из динамиков звучит музыка, на минимальной громкости посторонние шумы отсутствуют. Более подробный обзор и тесты данного усилителя звука смотрите в оригинальном видеоролике автора:


Тест на максимальную громкость тоже успешно пройдет, играет система довольно громко.
При работе системы от литий-ионного аккумулятора с напряжением 12В тоже все отлично, только мощность соответственно будет ниже.

Через линейный вход усилителя тоже все нормально работает. Но линейный вход и Bluetooth подключены на вход усилителя вместе, и при проигрывании музыки одновременно и с Bluetooth и с линейного входа все сливается и в динамиках на выходе уже играет все вместе.
Плюс такой реализации состоит в том, что можно, например, в линейный вход подключить микрофонный усилитель, а по Bluetooth включать минусовки и вот вам собственно система караоке, то есть можно смешивать (миксовать) источники звука.

Не смотря на довольно скромные размеры, этот усилитель обладает достаточной мощностью. Подключать его предельно просто, играет хорошо и при этом достаточно громко. Подключить этот услитель и собрать своими руками полноценную звуковую систему смогут без проблем даже те, кто не особо разбирается в электронике, тут главное не спешить и следовать приведенной в данной статье инструкции чтобы ничего не напутать.

Наверное, лучше всего этот усилитель подходит для сборки самых разных портативных колонок с хорошей мощностью. Так же без проблем можно собрать и стационарные усилители или колонки для дома и много всего другого тоже. Здесь уже все ограничено только вашей фантазией и конкретными задачами. На этом все. Благодарю за внимание. До новых встреч!


Источник
Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Усилитель звука 35+35Вт из модулей с темброблоком, USB, Radio, Aux

Приветствую, Самоделкины!
Из этой статьи вы узнаете, как собрать один из вариантов хорошего бюджетного и достаточно мощного стереоусилителя звука с темброблоком, USB, Radio, а также AUX. Стереоусилитель мы будем собирать из готовых китайских модулей, так что такой проект сможет повторить даже начинающий радиолюбитель.

Для сборки этого усилителя автор (YouTube канал «Radio-Lab») подобрал и приобрел следующие модули. За усиление звука будет отвечать вот такой усилитель на базе микросхемы ТРА3116D2.

Данный усилитель способен отдать примерно до 35Вт мощности на канал практически без искажений при напряжении питания 24В. За регулировку громкости, низких и высоких частот будет отвечать вот такой темброблок на широко распространенной микросхеме LM1036.

Также будем использовать вот такой вот врезной звуковой модуль.

Модуль довольно простой, поддерживает воспроизведение с USB носителя, также имеет радиоприемник и не обделен линейным входом. Версия врезного модуля в данном случае на 12В, это видно по наличию на плате понижающего 5-ти вольтового стабилизатора 78М05.

В качестве источника питания будем использовать импульсный блок питания от сети переменного напряжения 220В с напряжением на выходе 24В и током 4А.

Все модули автор подобрал так, чтобы их можно было без особого труда соединить друг с другом. У всех модулей однополярное питание и даже начинающий радиолюбитель сможет повторить данный проект.

Схема подключения будет дальше, ближе к тестовому включению, т.к. тоже не всегда все с первого раза получается. Теперь давайте займемся сборкой всех компонентов в одно целое. Начнем с подключения врезного модуля к темброблоку, просто так удобнее. На темброблоке присутствует понижающий стабилизатор L7812 с выходом на 12В. Он питает микросхему LM1036, а также от него можно запитать врезной модуль, что мы собственно и сделаем.

Стабилизатор L7812 линейный и во время работы он прилично нагревается. Для его охлаждения на данный стабилизатор необходимо установить небольшой радиатор.

Для питания на врезном модуле предусмотрен специальный отдельный разьем плюс (+) и минус (-). Для удобства автор дополнительно обозначил плюс (+), завязав на нем узелок.

Оба эти провода необходимо, соблюдая полярность, припаять на минус и выход 12В стабилизатора L7812 на темброблоке.


Также звуковой линейный выход со звукового модуля необходимо припаять на вход темброблока.
На звуковом модуле имеется антенный провод (он красный) и 3 провода линейного выхода: левый канал, общий и правый канал.


Сперва припаяем провода питания врезного модуля к выходу микросхемы L7812 на темброблоке. Вот так это теперь выглядит.

Провод линейного выхода необходимо припаять на вход темброблока, вот прям как есть, не перекрещивая провода, тут тоже ничего сложного.


Все, звуковой модуль и темброблок соединили. Это, пожалуй, был самый сложный этап в этой сборке.

На линейном входе платы усилителя звука прямо из комплекта шел нормальный экранированный провод с разъёмами. Поэтому наша задача упрощается, просто берем этот провод и подключаем его на выход темброблока, разъём, как видите, подходит.


По звуку все. Все провода подключены. Сначала сигнал со звукового модуля идет на темброблок, по желанию регулируется/настраивается, а затем поступает на усилитель.

Теперь нам необходимо подключить усилитель и темброблок к источнику питания. Для этой задачи отлично подойдут вот такие цветные провода сечением 2,5 квадрата.


Первым делом подключаем провода питания к темброблоку. На нем присутствует диодный мост, потому полярность подключения в данном случае не критична. Красный провод пусть будет плюс, а синий – минус.

Все, провода питания к темброблоку мы подключили, теперь займемся усилителем. Тут уже необходимо строго соблюдать полярность, плюс и минус подписаны на самой плате.

Красный провод здесь так же плюс, а синий — минус. Следующим шагом подключаем провода питания усилителя и темброблока к выходу блока питания, при этом обязательно соблюдаем полярность. Подключать питание усилителя и темброблока необходимо параллельно. Для этого берем вместе оба красных провода и подключаем на плюс блока питания.

Синие же провода таким же образом соединяем вместе и подключаем их также к блоку питания, но уже на минус (-).

Провода питания усилителя и темброблока от блока питания подключены. Ну что, все сделали, все модули подключены между собой. Как видите ничего сложного тут в принципе нет, главное в этом деле никуда не торопиться и все внимательно проверять.

Теперь давайте запитаем нашу сборку от сети 220В. Для этого автор использует вот такой провод с вилкой.

Подключаем один конец этого провода к входу 220В блока питания.

Важно! На блок питания будет поступать высокое напряжение 220В, это опасно и потому соблюдение правил техники безопасности обязательно!

Включаем вилку в сеть и как видим все модули без исключения сигнализируют нам о наличии питания светящимися светодиодными индикаторами.


Это хороший знак и как минимум по питанию у нас ошибок нет, все собрано верно. Ну а чтобы провести полную проверку работоспособности необходимо к выходам усилителя подключить колонки. Автор использует такие: Радиотехника S-30B.

К выходам усилителя подключили провода колонок.

Теперь пробуем подать питание на сборку уже с подключенными колонками.


При включении слышен не громкий, но все же хлопок. Все хорошо, музыка в колонках есть, а это значит схема рабочая. Но при этом довольно отчетливо слышен посторонний фон от работы процессора врезного модуля, что мешает на низкой громкости и желательно бы от него избавиться. Для этого достаточно установить по питанию на звуковом модуле дополнительный электролитический конденсатор емкостью 2200мкФ.

Минусовую ногу конденсатора припаиваем на минус питания модуля, а плюсовую на выход микросхемы 78М05.


Так же на темброблоке автор снял провода питания с клеммника и, соблюдая полярность, припаял их после диодного моста на фильтрующий конденсатор питания темброблока, как бы минуя диодный мост.

И после доработки снова подаем питание на всю конструкцию.

Ну вот, постороннего шум отсутствует. Это, согласитесь, отлично! Радио работает, стерео, но для более уверенного приема необходима антенна побольше. Но тем не менее все работает, все хорошо.

Теперь подключим флешку с тестовой музыкой. В тембролоке есть тонкомпенсация и это плюс. Пробуем покрутить регуляторы на темброблоке. Регулировки есть и работают нормально.


Все отлично играет, сборка усилителя получилась. Более подробно о процессе сборки, а также тестовых испытаниях вы узнаете, посмотрев видеоролик автора:

Кстати вот как выглядит финальная схема подключения модулей:


Для данной сборке автор постарался подобрать бюджетные компоненты, т.к. задача была собрать нормальный бюджетный усилитель, и чтобы его смог повторить любой желающий. Усилитель, кстати, играет громко и без труда раскачивает данные тестовые колонки, в квартире, по словам автора, все это звучит достаточно громко, без искажений. Мощность на выходе примерно 35Вт на канал при нагрузке в 4Ом, чего более чем достаточно для большинства при домашнем использовании.

Осталось все это установить в корпус, добавить разъёмы и вот вам хоть и бюджетный, но нормальный полноценный готовый усилитель звука для дома или небольшого помещения. Для начинающих, чтобы не работать с высоким напряжением 220В, вместо блока питания 220В можно использовать, например, литий-ионный аккумулятор с напряжением 12В. Работает тоже все отлично, разве что мощность усилителя на выходе будет немного ниже. Кстати, вот вам идея для сборки портативной колонки. Пробуйте, собирайте и повторяйте.


Благодарю за внимание. До новых встреч!
Источник Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Собираем собственный аудио усилитель профессионального уровня не (очень) дорого

Получаем потрясающий стереозвук на основе платы 3e Audio Д-класса


Перевод статьи с сайта IEEE Spectrum, автор – Гленн Зорпет

Несколько лет назад я решил узнать, насколько дёшево можно сделать самому усилитель Д-класса аудиофильского качества. Тогда у меня получилось $523,43. Я смастерил достойный усилок, и статья на IEEE Spectrum всё ещё привлекает читателей и периодические вопросы о том, где можно достать запчасти.

Сожалею, но основные компоненты уже давно исчезли. Поэтому я направлял всех страждущих к наборам от Class D Audio, DIY Class D и Ghent Audio. И пару месяцев назад мне вдруг захотелось проверить, насколько лучше у меня получится сделать усилок сейчас, почти десять лет спустя. Часть мотивации возникла из-за ежегодных списков лучших стерео усилителей с сайта The Master Switch. В списке доминируют усилители стоимостью от $1000 (и десять из них стоят более $2000).

Модные аудио прибамбасы – моя слабость. Но давайте уже отложим в сторону чековую книжку и достанем паяльник. Если вы обладаете базовыми навыками пайки и работы с инструментами – сможете просверлить отверстия в алюминиевом листе? – вы может сделать высококачественное оборудование гораздо дешевле.

Вкратце, усилитель Д-класса работает, преобразуя аналоговый сигнал в переменную последовательность квадратных импульсов фиксированной амплитуды. Эти импульсы включают и выключают транзисторы, а выход транзисторов преобразуется обратно в аналоговый сигнал, более громкий. Когда я писал свою первую статью, аудиоустройства Д-класса были сравнительно новыми, и аудиофилы спорили по поводу того, могут ли они звучать так же хорошо, как устройства класса АБ или А.

Сейчас уже никто не спорит по этому поводу. На рынке представлено множество усилителей класса Д, и лучшие из них доминируют в верхних позициях списков.

Разработка и создание усилителя Д-класса – предприятие, достойное похвалы. Если вы решите пойти таким путём, я отдаю вам честь и предлагаю начать с прекрасной статьи Цезаря Чирилы на сайте All About Circuits. Но если всё, что вы хотите – это максимальное соотношение качества к цене, лучшей стратегией будет тщательно выбрать модуль усилителя и другие компоненты из огромного количества готовых вариантов. Именно это я и сделал. Не стоит благодарности.

Усилитель состоит из двух базовых компонент: источник питания и схема. После пары недель исследований и оценок я остановился на схеме EAUMT-0050-2-A усилителя Д-класса от 3e Audio, компании из Шэньчжэня. Она основана на прекрасном чипе усилителя от Texas Instruments, TPA3250, хорошо показавшем себя в сравнении с усилителями Д-класса, собранными из отдельных компонентов.

TPA3250 может работать с динамиками на 8 Ом или 4 Ом, а его эффективность составляет 92%, согласно данным от TI. Он может принимать симметричные входные сигналы (часто используемые в музыкальных студиях и других профессиональных вариантах применения) или односторонние (обычно используемые в потребительских аппаратах).

Музыкальная композиция: усилитель (вверху) использует коннекторы XLR (слева на фото) для ввода сигнала, типичные для профессиональной аппаратуры. Внутри его главные части – это трансформатор от AnTek Products Corp. (второй сверху), плата выпрямителя от Xkitz Electronics (третья сверху) и модуль усилителя от 3e Audio (внизу) на основе Texas Instruments TPA3250.

Результаты тестов с сайта 3e утверждают, что их плата на основе TPA3250 имеет коэффициент нелинейных искажений + шум (THD+N) в 0,0025% на мощности в 20 Вт и нагрузке в 4 Ом для сигнала в 1 кГц. Это безумно мало. Для сравнения, усилитель Д-класса nova300 от Peachtree Audio стоимостью в $2199, объявленный сайтом The Master Switch «самым лучшим усилителем этого года» имеет показатель THD+N равный 0,005% при прочих равных.

Нужно отнестись к этому критически и понять, что услышать разницу между THD+N в 0,0025% и 0,005% невозможно. Суть в том, что звуковая система, состоящая из усилителя на основе платы 3e стоимостью в $49, вместе с хорошим ЦАП и предусилителем может выдавать звук, сравнимый с high-end усилителем.

В качестве источника питания рекомендую нерегулируемый предназначенный для аудио источник от Xkitz Electronics, модели XAPS-500W ($30). На него следует подать ток 22 В от 200 ВА трансформатора от AnTek Products Corp., модели AS-2222 ($32). Если вы предпочитаете импульсный стабилизатор напряжения вместо линейного, прекрасным выбором станет SMPS300RS от Connex Electronic ($65, вместе с трансформатором). Если хотите сэкономить, на AliExpress есть плата выпрямителя HPOO всего за $15. На другом конце шкалы есть модуль Eltim PS-UN63RQ за €119. Доставка его в США обойдётся в дополнительные €81, поэтому для жителей Америки это не вариант (по ссылке представлен полный список запчастей).

Закончив с усилителем, я подключил его к 30-летним трёхканальным колонкам от Panasonic, которые я часто использую для проверок. Раздавшийся из них звук оказался таким классным, что я был поражён. За всё время я слушал через эти колонки штук 15 различных усилителей, включая ламповые стоимостью вплоть до $1200. Ни у одного из них не было такой чёткости звука и такого точного, детального, и вместе с тем плавного воспроизведения, как у модуля от 3e вместе с источником питания от Xkitz. По моему опыту, найти идеальный баланс точности, плотности басов и общей теплоты звука может очень малое количество усилителей. И данному усилителю это удалось.

Общая стоимость составила $259,01. Чуть больше половины стоимости предыдущего усилителя, выдававшего при этом звук похуже, построенного мною десять лет назад. В эту сумму входит $37,50 за профессиональную покраску корпуса порошковой краской. И я не рекомендую пропускать этот шаг, если только вы не профессионал в покраске алюминия. Усилитель класса high-end должен и выглядеть соответственно. Но, возможно, об этом можно будет как-нибудь поспорить.

Усилитель звука – что это такое, устройство, принцип работы, зачем нужен, основные характеристики

Усилитель звука – что это такое, устройство, принцип работы, зачем нужен, основные характеристики

Во многих аудиосистемах бытового и профессионального назначения используется специальный компонент – усилитель звука. Он необходим для качественного, громкого воспроизведения аудиоинформации без помех и искажений. Устройства отличаются исходными характеристиками, совместимостью с другими приборами и сферой применения.

Что такое усилитель звука?

Качественный аудиоприбор, будь то магнитола в автомобиле или акустическая система для домашнего кинотеатра, практически всегда снабжается усилителем звука. Это специальное электрическое устройство, преобразующее слабый электрический сигнал в более сильный с помощью увеличения мощности тока. Усилитель мощности звука может быть как отдельным прибором, входящим в аудиосистему, так и являться внутренним компонентом, например, колонок, входящим в их гибридную систему.

что такое усилитель звука

Устройство усилителя звука

Стандартный усилитель звука для колонок имеет следующие конструкционные особенности:

  1. Входная система усилителя звука. К ней подсоединяется сам источник, который может отличаться выходным напряжением.
  2. Блок питания, отвечающий за преобразование входящего тока в величину с более высоким напряжением. Основным прибором этой группы является трансформатор.
  3. Выходной каскад, главными элементами которого являются транзисторы. Они преобразуют повышенное напряжение от блока питания в нужную форму сигнала, который передается на устройство вывода звука.
  4. Блок регулировки настроек присутствует только в автономных устройствах и позволяет тонко настраивать качество получаемого звука на выходе.

Принцип работы усилителя звука

Любой простой усилитель звука вне зависимости от класса и конструктивных особенностей работает по следующей схеме:

  1. В блоке питания входящий электрический ток от стандартной сети электропитания или автомобильного аккумулятора преобразуется в постоянный ток.
  2. Усилители звука для домашней акустики через входную систему получает сигнал от подключенного устройства (CD-плеера, например) и изменяет (увеличивает) его амплитуду с помощью постоянного тока. Длина звуковой волны остается без изменений.
  3. Усиленный звуковой сигнал передается на выходное устройство (колонки), через которые и воспроизводится в новом, улучшенном качестве.

Зачем нужен усилитель звука?

Обыватели нередко полагают, что усилить звук стараются непременно для повышения его громкости. Такое утверждение верно лишь отчасти. Усилитель звука в машину или для домашнего, профессионального использования необходим для качественного преобразования слабого электрического сигнала в более мощный. Устройства воспроизведения – плееры, магнитофоны и магнитолы имеют разную величину выходного аудиосигнала, которой не всегда хватает для качественного звучания. После таких метаморфоз исходящий звук:

  1. Получается более качественным, без помех и искажений.
  2. В разы громче исходного, поэтому регулятор громкости можно не поворачивать на максимум, тем самым продлевая срок службы аудиоколонок.
зачем нужен усилитель звука

Характеристики усилителя звука

Основные характеристики, которыми обладает усилитель звука для компьютера или другого прибора:

  1. Выходная мощность. Она может быть номинальной, то есть измеряемой при заданном коэффициенте нелинейных искажений и максимальной, которая учитывается при ненормированном коэффициенте.
  2. Даже мини усилитель звука для колонок обладает такими параметрами, как коэффициент усиления и коэффициент полезного действия.
  3. Частотный диапазон, то есть разнообразие частот, с которыми прибор способен работать. Оптимальный вариант – 20-20000 Гц.
  4. Коэффициент гармонических искажений показывает слышимую часть тех самых искажений на частоте 1 кГц и составляет 0,001-0,1%.
  5. Отношение сигнал/шум показывает, на сколько собственные шумы усилителя меньше полезного музыкального сигнала.
  6. Демпинг-фактор или способность подавлять паразитарные напряжения, влияющие на качество мелодии.

В качестве дополнительных характеристик могут быть указаны:

  • коэффициент интермодуляционных искажений;
  • скорость нарастания выходного сигнала;
  • перекрестные помехи.

Виды усилителей звука

Акустическая аппаратура имеет разнообразные характеристики и области применения, поэтому и усилитель звука имеет несколько разновидностей. По мощности бывают:

  • предварительные, являющиеся промежуточным звеном;
  • оконечные, непосредственно увеличивающие мощность;
  • интегральные, объединяющие две предшествующие разновидности в единый прибор.

По элементной базе различают:

  • ламповые;
  • транзисторные;
  • интегральные устройства.

По количеству подключаемых каналов приборы делятся на:

  • одноканальные устройства;
  • двухканальный девайсы;
  • многоканальные усилители.

Важным критерием классификации является и область применения устройства:

  1. Автомобильный усилитель звука.
  2. Домашние аудио комплексы.
  3. Концертная аппаратура.
  4. Студийная аппаратура.
виды усилителей звука

Классы усилителей звука

Выбирая усилитель звука для ноутбука или другого прибора, стоит обратить внимание и на класс понравившейся модели. Он демонстрирует сумму выходного сигнала в зависимости от схемы прибора в течение одного цикла работы при возбуждении входящим синусоидальным сигналом. Все классы можно условно разделить на группы:

  1. Классическую, куда входят приборы класса А, В, АВ и С. Они считаются самыми качественными, дающими на выходе максимально «чистый» звук. В основе лежит ламповый или транзисторный способ преобразования, поэтому приборы применяются в домашней и профессиональной акустике.
  2. Новую, к которой причисляются устройства класса D, E, F, G, T, D. В них используются цифровые схемы и широтно-импульсные модуляции. Такие устройства чаще применяются в малогабаритных приборах.
  3. Отдельно стоит выделить класс H, используемый в автомобильной акустике.

Как выбрать усилитель звука?

Перед покупкой понравившуюся модель усилителя стоит внимательно изучить, а лучше протестировать в магазине в режиме реального времени. Лучшие усилители по качеству звука обладают следующими важными параметрами, указанными производителем:

  1. Совпадение по мощности и частоте с акустическим прибором. Сначала выбирается акустика, а к ней усилитель, не наоборот.
  2. Важно учитывать и площадь помещения, в котором будет работать аппаратура.
  3. Лучше брать прибор с запасом мощности от предполагаемой величины при использовании, чтобы не эксплуатировать прибор на предельно возможных характеристиках.
  4. Уровень интермодуляционных и переходных искажений в пределах 1-3%.
  5. Показатель демпфирования (подавления паразитных колебаний мембран колонок) должен быть не менее 100.
  6. Чем выше показатель сигнал/шум, тем качественнее и чище будет звук на максимальной громкости.
  7. Частотный диапазон лучше выбирать тот, который переходит за слышимые человеческим ухом границы. Тогда качество воспринимаемой мелодии будет лучше.

Рейтинг усилителей звука

При подборе оптимальной модели усилителя звуковой частоты можно ориентироваться и на отзывы профессионалов акустического дела и обычных пользователей. В рейтинг популярных приборов неизменно входят:

  1. SMSL SA-36A Plus – компактный прибор класса D с поддержкой беспроводной сети по протоколу Bluetooth. Стоимость – $70.
  2. рейтинг усилителей звука SMSL
  3. Fiio A3 – портативная модель для использования в комплекте с наушниками. Стоимость – $78.
  4. рейтинг усилителей звука Fiio A3
  5. Yamaha A-S201 – бюджетный прибор известного мультимедийного бренда с отличным качеством звучания при домашнем использовании. Стоимость – $233.
  6. рейтинг усилителей звука Yamaha A-S201
  7. Denon PMA-720AE известная интегральная модель с возможностью фонокоррекции и тонокомпенсации. Стоимость – $420.
  8. рейтинг усилителей звука Denon PMA-720AE
  9. Rotel RA-1572 – премиальная модель для домашней акустики, гарантирующая чистый и мощный звук. Стоимость – $1785.
  10. рейтинг усилителей звука Rotel RA-1572

Усилитель звука своими руками

Некоторые аудиолюбители зная, как сделать усилитель звука, собирают прибор с нужными характеристиками самостоятельно. Для этих целей потребуются навыки работы с радиотехникой и следующие элементы:

  1. Аудио штекер для моно сигнала, стерео сигнала или стерео сигнала с микрофоном. Оптимальный вариант – двухпиновый стерео штекер.
  2. Динамики с одинаковой мощностью и сопротивлением звуковой катушки.
  3. Трансформаторный блок питания нужной мощности, к примеру, 9 или 12 Вт.
  4. Микросхема.
  5. Электролитические конденсаторы нужного напряжения.
  6. Переменный резистор для регулировки уровня громкости.
  7. Разводка печатной платы.

Ход работ не представляет сложности для опытного электронщика:

  1. Все выбранные элементы располагаются на печатной плате.
  2. Соединение элементов проводится с помощью паяльника.
  3. Подключаются вводы штекера и динамиков.
  4. Устанавливается корпус.

Как пользоваться усилителем звука?

Основные правила использования усилителя звука на ПК, в автомобиле и домашней аудиосистеме стандартны:

  1. Начинать важно с качественного прибора подходящего по характеристикам к выбранным проигрывателям и колонкам. Диссонанс системных требований приведет к снижению качества звука или поломке устройств.
  2. Подключать устройство нужно, строго следуя прилагаемой к каждой модели инструкции.
  3. После подключения важно перейти к настройкам прибора, если таковые имеются. Тестирование и подстройка могут проводиться как в ручном, так и автоматическом режиме. После этого можно наслаждаться качественным звучанием любимых мелодий.

 

Сборка усилителя звука 2.1 с Bluetooth, USB, Radio и Aux на TDA7379

Приветствую, Самоделкины!
Из этой статьи вы узнаете, как своими руками собрать один из вариантов усилителя звука 2.1 с выходом для подключения сабвуфера.

Дальнейшая инструкция взята с YouTube канала «Radio-Lab».
Вот эта небольшая металлическая коробочка и будет корпусом будущего усилителя:

Такой корпус можно приобрести на радиорынке или заказать в интернет магазине. Так же в нашем усилителе будет присутствовать Bluetooth, USB, Radio и Aux. К такому усилителю вы сможете с легкостью подключить две колонки + сабвуфер.

Для самостоятельного изготовления данной самоделки понадобятся:
— разъемы;
— ручки;
— провода;
— подпружиненные аудио терминалы;
— резиновые ножки;
— звуковой врезной модуль с Bluetooth, USB, Radio и Aux;
— плата усилителя звука на базе микросхемы TDA7379;
— блок питания с напряжение 19В и током 5А.



Размеры корпуса следующие: 154мм х 50мм х 134мм. Все необходимые детали в наличии, а это значит, что можно приступать к сборке. Сперва необходимо прикинуть примерно где и что будет располагаться. Для этого придется открутить переднюю и заднюю стенки корпуса.

На передней стенке мы разместим врезной звуковой модуль и ручки регулировки общей громкости и громкости сабвуфера.

На противоположной стенке расположим выключатель, разъем подключения питания, антенный разъем RCA (он же тюльпан), ниже два RCA линейного входа, а дальше терминалы для подключения акустики.

Переменные резисторы регулировок громкости буду прикручиваться в этом месте.

Намечаем точки сверления, и сверлим все основные отверстия. При необходимости расширяем отверстия до нужного диаметра. Не лишним будет обработка надфилем в прямоугольных отверстиях.


Передняя и задняя панели готовы. Устанавливаем врезной модуль и переменные резисторы на переднюю стенку.


Так же устанавливаем выключатель и все разъемы на заднюю стенку. Для удобства можно открутить верхнюю крышку.


Далее устанавливаем ножки на нижнюю часть усилителя.

Используемая в данном проекте микросхема TDA7379 — это усилитель АВ класса, и она прилично нагревается и для ее охлаждения необходим радиатор.

Сверлим отверстия, нарезаем резьбу и крепим радиатор болтами М3 к нижней части усилителя.


Далее необходимо закрепить плату усилителя звука.


Микросхему прикрутим к радиатору для теплоотвода.

Теперь можно установить лицевую панель на свое место.

Отлично, модули друг другу не мешают и не соприкасаются. Все модули, радиатор, разъемы и т.д. уже на своих местах, теперь все это необходимо соединить в одно целое при помощи проводов. Для переменных резисторов, которые будут выполнять функцию регулировки громкости желательно использовать вот такие экранированные провода, чтобы свести к минимуму появление помех.

Чтобы улучшить теплоотвод от микросхемы к радиатору желательно воспользоваться термопастой.

Затем крепим микросхему, и для надежности дополнительно плата усилителя фиксируется еще в углу на болтик ножки.


Отмеряем, отрезаем и припаиваем все провода к разъемам на задней стенке. Места пайки изолируем термоусадкой.


Провода линейного входа также желательно использовать с экраном по той же самой причине, чтобы не было шумов и помех.

Теперь заднюю стенку можно установить на свое место. Аккуратно укладываем провода под разъемами и подключаем к усилителю провода выходов и питания, при этом внимательно следим за тем, чтобы не спутать плюс с минусом.

Теперь займемся подключением врезного модуля. Линейный выход с модуля подключается на вход усилителя звука. Для теста (временно) запитаем модуль от провода питания усилителя. Модуль от 19В не сгорит, но от такого напряжения будет не слабо нагреваться стабилизатор 78М05 установленный на модуле.

Далее устанавливаем и фиксируем переменные резисторы громкости. Чтобы исключить прокрутку, автор использует двустороннюю клейкую ленту и вырезает из нее вот такие шайбы.


Изолируем контакты переменных резисторов тканевой изолентой.

Переменные резисторы на месте. Еще нам нужно запаять на линейный вход врезного звукового модуля провод линейного входа от разъемов на задней стенке.

Теперь подключим выход блока питания к усилителю.


Индикатор на усилителе светится и заработал врезной звуковой модуль. По питанию все нормально. Теперь давайте подключим акустику и посмотрим, как работает усилитель. Для этого на терминалы нужно подключить провода от колонок и сабвуфера, в этом нет ничего сложного.

Все подключено, можно включать усилитель.

На режиме «блютус» немного присутствуют цифровые помехи, их слышно, но не громко. Это из-за того, что звуковая земля и минус питания гальванически не развязаны. Чтобы убрать помехи необходимо сделать гальваническую развязку по питанию звукового модуля. Для данной задачи подойдет вот такая плата на базе DC-DC преобразователя с изолированной землей B0505S.


Устанавливать плату развязки необходимо следующим образом, чтобы линейный понижающий преобразователь L7805 в корпусе ТО-220 можно было прикрутить к радиатору для охлаждения.

Плата гальванической развязки включается непосредственно в разрыв по проводам питания врезного модуля.

Так же нужно обойти проводком (замкнуть вход и выход) стабилизатор 78М05 на плате звукового модуля, который по сути уже не нужен, т.к. плата гальванической развязки получает 19В, понижает напряжение до 5В, делает гальваническую развязку по питанию и на выходе у нее необходимые 5В для работы процессора звукового модуля.

Итак, мы установили плату гальванической развязки по питанию, теперь давайте повторим тест и посмотрим будут ли какие-нибудь посторонние шумы. Смотрите тест самодельного усилителя в видеоролике автора:


Шум пропал, гальваническая развязка по питанию решила эту проблему. Если слушать музыку на низкой громкости шума тоже нет, слышно только музыку. К антенному контакту звукового модуля автор припаял провод, который идет от верхнего разъема RCA на задней стенке. При необходимости к нему можно будет подключить внешнюю антенну.

Аккуратно при помощи хомутов укладываем все провода, чтобы все было аккуратно и ничего не болталось.
Устанавливаем крышку и одеваем ручки.


В результате проделанной работы у нас получился вот такой небольшой и удобный усилитель звука 2.1 с Bluetooth, USB, Radio и Aux.

На передней панели расположен врезной модуль, и переменные резисторы, позволяющие управлять уровнем общей громкости и сабвуфера отдельно. На задней стенке расположены все необходимые разъемы для питания и подключения акустики, а также линейный и антенный разъем.


Комплектующие можно использовать не обязательно точно такие же, можно взять аналогичные. Усилитель, например, звуковой модуль можно купить другого дизайна и т.д., это не принципиально и дело вкуса и финансовых возможностей, а вот подключение модулей в одно целое будет примерно аналогичное. Часто самому можно собрать отличные устройства, которые даже не встретить в магазине, так же в случае поломки ремонт будет не дорогой и простой. Пробуйте, повторяйте и собирайте. Благодарю за внимание. До новых встреч!
Источник Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Усилитель | Описание, предназначение, виды усилителей.

Электронный усилитель – это усилитель, задача которого состоит в том, чтобы увеличить сигнал по мощности, при этом сохраняя форму усиливаемого сигнала. Более подробно это определение можно прочесть в Википедии. В этой статье мы поверхностно пробежимся по основам теории усилителей.

Что из себя представляет усилитель?

В электрических схемах очень часто встречаются сигналы малой мощности. Например, это может быть звуковой сигнал с динамического микрофона

динамический микрофон

слабый радиосигнал, который ловит из эфира ваш китайский радиоприемник

Усилитель

Либо отраженный сигнал от ракеты противника, который уже потом ловит, усиливает и отслеживает радиолокационная установка. Для примера: зенитно-ракетный комплекс ТОР:

зенитный комплекс тор

Как вы видите, в электронике абсолютно везде требуется усиление слабых сигналов. Для того, чтобы их усиливать, как раз нужны усилители сигналов. Усилители широко применяются в радиолокации, телевидении, радиовещании, телеметрии, в вычислительной технике, авторегулировании, в системах автоматики и тд.

Усилитель в образе черного ящика

В общем виде усилитель можно рассматривать как черный ящик. очень черный ящикЧто представляет из себя этот черный ящик? Это ящик. Он черный). А так как он черный, то абсолютно никто не знает, что находится в нем. Остается только предполагать. Но возможен и такой вариант, что мы можем предпринять какие-либо действия и ждать ответной реакции. После ответной реакции этого черного бокса,  можно предположить, что находится у него внутри.

То есть по сути черный ящик должен иметь какие-либо “сенсоры” для восприятия информации извне, некий “вход”, а также некий “выход” для ответной реакции. То есть подавая на вход какое-либо воздействие, мы ждем ответной реакции черного ящика на выходе.

Усилитель

Пусть в черном ящике будет кот или кошка, но пока никто не знает, что он(а) там есть. Что мы сделаем в первую очередь? Потрясем ящик или пнем по нему, так ведь? Если там кто-то мяукнет, значит однозначно или кошка, или кот). То есть последовала ответная реакция. Как определить дальше кошка или кот? Открываем ящик, и из него вылазит лохматое чудо. Если побежала – значит кошка. Если побежал – значит кот).

Но также в черном ящике может быть абсолютно любое тело или вещество. Для таких ситуаций мы должны провести как можно больше опытов, то есть произвести как можно больше входных воздействий для более точного определения содержимого черного ящика.

Четырехполюсники

В электронике черным ящиком является четырехполюсник. Что вообще такое четырехполюсник? Четырехполюсник – это черный ящик, внутри которого имеется неизвестная электрическая цепь. Здесь мы видим две клеммы на вход, через которые подается входное воздействие и две клеммы на выход, с которых мы уже будем снимать отклик нашего “электрического черного ящика”.

услитель четырехполюсник

Пассивный четырехполюсник

Например, RC-цепь является пассивным четырехполюсником, так как она имеет четыре вывода: два на вход и два на выход, и как мы видим, она не содержит в себе какой-либо источник питания. Эта RC цепочка является пассивным фильтром низкой частоты (ФНЧ).

Усилитель

В пассивных четырехполюсниках напряжение или ток на выходе могут быть больше, чем на входе, но мощность при этом не увеличивается. Как же напряжение или ток на выходе могут быть больше, чем на входе? Здесь достаточно вспомнить трансформатор, а также последовательный и параллельный колебательные контура. Для них точнее было бы определение преобразователи напряжения, но никак не усилитель, так как усилитель должен иметь в своем составе обязательно источник питания, у которого он будет брать энергию для усиления слабого входного сигнала.

Также в пассивном четырехполюснике мощность на выходе никак не будет больше мощности, чем на входе. Если вы этого добьетесь, то сразу же получите вечный источник энергии и Нобелевскую премию в придачу. Но помните, что закон сохранения энергии, который впервые был еще сформулирован Лейбницем в 17 веке, никто не отменял.

Активный четырехполюсник

А вот этот четырехполюсник мы будем уже называть активным, так как он имеет в своем составе источник питания +Uпит , которое требуется для того, чтобы усиливать сигнал. усилитель на транзисторе

То есть мы здесь видим две клеммы на вход, на которые загоняется сигнал Uвх , а также видим две клеммы на выход, где снимается напряжение Uвых . Питается наш четырехполюсник через +Uпит , в результате чего, в данном случае, сигнал на выходе будет больше, чем сигнал на входе.

Загоняя на вход такой схемы синусоиду, на выходе мы получим ту же самую синусоиду, но ее амплитуда будет в разы больше.

усилитель на транзисторе принцип работы

Это, конечно же, верно для идеального усилителя, т.е. абсолютно линейного и без ограничения на амплитуду входного и выходного сигнала. В реальных усилителях, требуется чтобы амплитуда не превышала допустимую и усилитель был правильно спроектирован. Кроме того, любой реальный усилитель вносит искажения и характеризуется коэффициентом нелинейных искажений (КНИ) и еще многими другими параметрами, которые мы рассмотрим в следующей статье.

В активном четырехполюснике, одним из которых является усилитель мощности, мощность на выходе будет больше, чем на входе. Естественно, при этом не нарушается закон сохранения энергии, так как мощность, которая выделяется на нагрузке – это преобразованная мощность источника питания. Входной слабый сигнал просто управляет этой мощностью. Более подробно можно прочитать в статье про принцип усиления транзистора.

В электронике мы будем рассматривать усилитель, как активный четырехполюсник, на вход которого подается маломощный сигнал Uвх, а к выходу цепляется нагрузка Rн .

усилитель в роли черного ящика

Обобщенная схема усилителя

Она  выглядит примерно вот так:

обобщенная схема усилитель

Как мы можем видеть на схеме, ко входу усилительного каскада  через клеммы 1 и 2 подсоединяется какой-либо источник слабого сигнала  с ЭДС  EИ   и внутренним сопротивлением RИ . Именно этот слабый сигнал с этого источника мы будем усиливать. Далее, как и полагается, каждый усилитель обладает своим каким-либо входным сопротивлением Rвх . Сила тока Iвх в цепи  EИ —>RИ—>Rвх , как ни трудно догадаться, будет зависеть от  входного сопротивления усилительного каскада Rвх .

Как вы уже знаете, источник питания играет главную роль в усилительном каскаде. Маломощный слабый сигнал управляет расходом энергии источника питания. В результате на выходе мы получаем умощненную копию входного слабого сигнала. Усиление произошло благодаря тому, что источник питания давал свою мощность для усиления входного сигнала. Ну как-то вот так).

В выходной цепи усилителя мы получаем усиленный сигнал с ЭДС Eвых и выходным сопротивлением Rвых . Через клеммники 3 и 4 мы цепляем нагрузку Rн , которая уже будет потреблять энергию усиленного сигнала. Сила тока в цепи Eвых —> Rвых —> Rн  будет зависеть от сопротивления нагрузки Rн .

Типы усилителей

Усилители можно разделить на три группы:

Усилитель напряжения

Усилитель напряжения (УН) усиливает входное напряжение в заданное число раз. Этот коэффициент называется коэффициентом усиления по напряжению и вычисляется по формуле:

усилитель напряжения коэффициент

где

KU – это коэффициент усиления по напряжению

Uвых – напряжение на выходе усилителя, В

Uвх – напряжение на входе усилителя, В

Выходное усиленное напряжение не должно меняться от тока нагрузки, а следовательно, и от сопротивления нагрузки. В идеале, выходное сопротивление Rвых должно быть равно нулю, что недостижимо на практике. Поэтому, УН стараются проектировать так, чтобы минимизировать выходное сопротивление Rвых .

схема усилителя

В таком режиме усилитель работает, если выполняются условия, что Rвх намного больше, чем Rвых т. е.  Rвх >>Rи  и Rн намного больше, чем Rвых    (Rн >>Rвых ). Чем больше номинал Rн , тем лучше для усилителя напряжения, так как нагрузка не будет просаживать выходное напряжение Uвых.  Здесь все просто: чем меньше сопротивление нагрузки, тем бОльшая сила тока будет течь по цепи Eвых —> Rвых —> Rн , тем больше будет падение напряжения на выходном сопротивлении Rвых , исходя из формулы ЭДС: Eвых =IвыхRвых +IвыхRн . Об этом можно более подробно прочитать в статье Закон Ома для полной цепи.

Усилитель тока

Усилитель тока (УТ) усиливает входной ток в заданное число раз. Этот коэффициент называется коэффициентом усиления по току и вычисляется по формуле:

Усилитель

где KI   – коэффициент усиления по току

Iвых  – сила тока в цепи нагрузки, А

Iвх  – сила тока во входной цепи Eи —>Rи —>Rвх , А

Смысл работы усилителя тока такой:  при определенной силе тока во входной цепи, на выходе в цепи нагрузки мы получаем силу тока, бОльшую в KI раз, независимо от того, какое значение принимает номинал нагрузки. Здесь уже работает простой закон Ома I=U/R.

Если сила тока должна быть постоянной, а  значение сопротивления у нас может быть плавающим, то для поддержания постоянной силы тока в цепи нагрузки у нас усилитель автоматически изменяет напряжение Uвых на нагрузке. В результате, ток как был постоянной величиной, так и остался. Или буквами: Rн =var, Iвых= const.

Объяснение выше вы будете рассказывать своему преподу по электронике, а теперь объяснение для полных чайников. Итак, во входной цепи Eи —>Rи —>Rвх  пусть у нас течет сила тока в 10 мА. Коэффициент KI =100, следовательно, на выходе в цепи нагрузки Eвых —>Rвых —> Rн будет течь ток с силой в 1 А (10мА х 100). Но сам по себе такой ток не будет ведь гулять по этой цепи. Ему надо создать условия для протекания. Допустим,  у нас нагрузка 10 Ом. Какое тогда напряжение должно быть в этой цепи для получения силы тока в этой цепи в 1 А? Вспоминаем дядюшку Ома: I=U/R. 1=Uвых /10, получаем U=10 В. Вот такое напряжение нам будет выдавать усилитель тока на выходе.

Но что, если нагрузка поменяет свое значение? Ток должен остаться таким же, не забывайте, то есть 1 А, так как это у нас усилитель тока. В этом случае, чтобы сила тока в цепи оставалась 1 А  усилитель автоматически поменяет свое значение напряжения на выходе Uвых на 1=Uвых /5. Uвых =5/1=5 В. То есть на выходе у нас уже будет 5 Вольт.

Но также не забываем еще об одном параметре, который у нас находится в выходной цепи усилителя тока. Это выходное сопротивление Rвых . Поэтому, нам необходимо, чтобы выполнялось условие: Rвх << Rи и Rн << Rвых  при которых обеспечивается заданный ток в нагрузке при малом значении напряжения.

Усилитель мощности

Раньше было очень круто и модно собирать усилители мощности (УН) своими руками, включить Ласковый Май и вывернуть громкость на всю катушку. Сейчас же УМ может собрать или купить каждый, благо интернет и Алиэкпресс всегда под рукой.

Чем же УМ отличается от УН и УТ?

Если в УТ  мы увеличивали только силу тока, в УН – напряжение, то в УМ мы увеличиваем в кратное число раз ток и напряжение.

Формула мощности для постоянного и переменного тока при активной нагрузке выглядит вот так:

Усилитель

где

P – мощность, Вт

I – сила тока, А

U – напряжение, В

Следовательно, коэффициент усиления по мощности запишется как:

Усилитель

где

KP – коэффициент усиления по мощности

Pвых  – мощность на выходе усилителя, Вт

Pвх  – мощность на входе усилителя, Вт

Для усилителя мощности условия согласования входной цепи с источником входного сигнала и выходной цепи с нагрузкой для передачи максимальной мощности имеют вид: Rвх ≈ Rи и Rн ≈ Rвых .

Усилитель

Также не забывайте, что нагрузки могут быть как чисто активными (типа лампочки накаливания, резистора, различных нагревашек), так и иметь реактивную составляющую (катушки индуктивности, конденсаторы, двигатели и тд).

Выходная мощность усилителя

Выходная мощность усилителя, отдаваемая в активную нагрузку, будет выражаться формулой:

Усилитель

где

Pвых – выходная мощность усилителя, Вт

Iвых – сила тока в цепи нагрузки, А

UВых  – напряжение на нагрузке, В

Мощность на нагрузку с реактивной составляющей будет уже выражаться через формулу:

Усилитель

где

Pвых – выходная мощность усилителя, Вт

Iвых – сила тока в цепи нагрузки, А

Uвых  – напряжение на нагрузке, В

cosφ  – где φ – это разность фаз между осциллограммой тока и напряжения

Например, разность фаз между током и напряжением в активной нагрузке равна нулю, следовательно, cos0=1. Поэтому формула для активной нагрузки принимает вид

Усилитель

Более подробно про это можно прочитать в статье про активное и реактивное сопротивление.

Максимальная выходная мощность, при которой искажение сигнала на выходе не превышает качественных значений усилителя, называют номинальной мощностью усилителя.

Ну и обобщенное правило, для того, чтобы было проще запомнить все эти три вида усилителя:

В УН KU > 1, KI = 1;       в УТ KI > 1, KU = 1;          в УМ KU > 1 и KI > 1.

 

Виды усилителей по полосе пропускания

По ширине полосы пропускания усилители делятся на:

Усилители низкой частоты

Также их еще называют усилители звуковой частоты (УЗЧ). Они предназначенные для усиления сигналов с частотой от десятков Герц и до 20 кГц. 20 кГц – это предел частоты, которая может быть воспринята человеческим ухом. Поэтому, такой тип усилителей очень любят меломаны и радиолюбители.

Усилители высокой частоты

Они предназначены для усиления сигналов во всем диапазоне частот, используемых электроникой.

Широкополосные усилители

Они позволяют  усиливать широкую полосу частот (например, от десятков герц до нескольких мегагерц). Здесь, думаю, все понятно.

Узкополосные усилители

Они усиливают узкую полосу частот. Это могут быть  резонансные фильтры, а также фильтры, которые строятся на основе УВЧ и УНЧ.

Усилители постоянного тока

Усиливают сколь угодно медленные электрические колебания, начиная с частоты, равной нулю герц (постоянный ток).

В следующей статье мы с вами разберем основные параметры усилителя, а пока вот вам видео, который говорит о вреде чрезмерного усиления)

Лучших усилителей для колонок – Рейтинг (2020)

Какой усилитель лучше купить?

Самое важное при покупке усилителя звука для колонок – их совместимость. Но ведь моделей домашней акустики сейчас очень много, да и «усилков» не намного меньше. Поэтому, первый отправной параметр: усилитель должен быть максимально универсальным.

Он должен подходить по параметрам к большому спектру колонок и иметь все необходимые разъёмы и интерфейсы. Важно понимать, какие источники у вас есть или планируются (соответственно, смотреть по входам) и сколько колонок будете подключать (1 пара, 2 пары, домашний кинотеатр). Выход на наушники тоже, конечно, нужен. Но он есть почти у всех стоящих моделей.

Усилители для колонокУсилители для колонок

Сразу оговоримся, что будем рассматривать интегральные модели. У них в одном корпусе есть предусилитель (набор коммутации и контроллеров) и, собственно, усилитель мощности для колонок. Такие модели наиболее популярны, особенно в бюджетном и среднем сегменте. И не без оснований: в системе меньше элементов, проводов, а соответственно, и наводок\искажений. К тому же, зачастую они дешевле, чем предусилитель и «усилок» по отдельности. Но зато при раздельной покупке больше вариативность системы.

Важные характеристики при выборе усилителя для колонок

Отвечая на вопрос, какой усилитель для домашней акустики лучше купить, стоит в первую очередь обратить внимание на номинальную мощность и допустимые значения сопротивления. Остальные параметры (КНИ, частотный диапазон и так далее) стоит оценивать только в Hi End сегменте. Но для этого надо уже наработать серьёзный опыт.

Обратите внимание, что: в бюджетном и среднем ценовом сегменте при подборе усилителя лучше всего полагаться на проверенных производителей, тогда реально можно со спокойной душой можно оставить «за скобками» второстепенные характеристики, они будут на хорошем уровне.

Сопротивление

Все (или почти все) модели домашних колонок имеют сопротивление 4 Ом или 8 Ом. Соответственно, идеальный вариант, когда усилитель работает с обоими вариантами нагрузки. Обычно, в характеристиках это представлено линейкой допустимых значений: 2 Ом, 4 Ом, 6 Ом, 8 Ом, 12 Ом.

Denon PMA-720AE схемотехникаDenon PMA-720AE схемотехника

Конечно, сопротивление меняется в зависимости от подаваемой мощности, особенно в НЧ диапазоне, но главное, чтобы основные значения были. Ведь, если у вас 4 Ом колонки, а усилитель может работать только с 8 Ом, есть шанс повредить его.

Кроме того, работа усилителя для акустики с разными сопротивлениями даёт возможность «безболезненной» замены колонок в будущем. На некоторых моделях есть переключатель сопротивления или разные выходы.

Мощность

В общем случае, чем больше, тем лучше. Главное, понимать это и не повредить колонки, если мощность усилителя значительно больше, чем у них. Но зато большая мощность даст возможность слушать музыку на комфортной громкости, не выкручивая соответствующую ручку усилителя на высокие значения.

Внимание! Колонки «боятся» не мощности, а искажений. Поэтому стоит внимательно относиться и к усилителям с небольшими параметрами мощности, ведь тогда его громкость, возможно, придётся выставлять на близкие к максимальным значения, когда в сигнале появляются искажения («клиппинг»). А они могут повредить диффузоры.

Усилитель для акустикиУсилитель для акустики

Можно считать (усреднённо), что для комфортной громкости к комнате 10-15 квадратных метров, достаточно мощности усилителя 50-60 Вт на канал. Если ваша комната больше, то и модель стоит подобрать «посильнее». Конечно, учитывая, что эта мощность не меньше, чем у колонок.

Важные параметры (особенности) усилителей для домашней акустики

Естественно, ваш усилитель должен иметь все необходимые вам входы, выходы и настройки. Количество аналоговых входов ограничивает то, сколько можно подключить источников (ЦАП, CD-проигрыватель и так далее).

Разъёмы

Если у вас есть проигрыватель виниловых пластинок, хорошо бы, чтобы у усилителя был соответствующий вход (фонокорректор). Конечно, для высококлассного проигрывателя стоит купить отдельный блок, но лучше иметь, чем не иметь. Тем более, что сейчас этот разъём всё чаще появляется (возвращается) в качественные модели.

Наличие оптических входов подразумевает и наличие ЦАП «на борту». Если ваш основной источник звука – это ПК, то вполне логично приобрести усилитель для колонок (компьютерных или не очень) с возможностью передачи на него сигнала по оптике.

YAMAHA A-S301YAMAHA A-S301

В дальнейшем, при необходимости, можно будет докупить отдельный ЦАП. Также, оптическими входами комплектуются ресиверы для домашних кинотеатров. Среди них тоже встречаются качественные по звуку модели.

Количество выходов на колонки, соответственно, ограничивает то, сколько АС можно подключить к конкретной модели. Если у вас есть сабвуфер, обратите внимание, есть ли на него специальный выход. Кроме того, большое количество клемм даёт возможность подключения акустики а усилителю по схемам bi-wiring или bi-amping (если есть второй усилитель). Для этого нужно, чтобы на колонках тоже были соответственные клеммы.

Bi-wiring и Bi-ampingBi-wiring и Bi-amping

Звучание при таких типах подключения чаще всего лучше, чем при обычном. Это объясняется не очень сложной физикой, но углубляться не будем. Выше приведена принципиальная схема такого вида подключений.

Регуляторы

На большинстве достойных моделей усилителей для колонок (не важно, для 2, 4 или 8 колонок 😉 ) чаще всего есть регуляторы уровня НЧ, ВЧ и баланса (про громкость уж не говорим). Они помогают более точно настроить усилитель под конкретную акустику.

Сейчас набирают (возвращают, скорее) популярность режимы Direct Sound (названия варьируются) и тонокомпенсация (loudness). Первый вариант – это воспроизведение звука в обход темброблока (всех настроек). Минимизирует путь сигнала и возможные помехи.

Если вам важно наличие пульта управления, значит сегмент винтажных усилителей для вас закрыт. 😆

Pioneer A-20Pioneer A-20

Режим тонокомпенсации нужен в основном для прослушивания колонок на тихой громкости. В этом случае края диапазона становятся ощутимо тише (по чисто физическим причинам, диффузоры так работают). Включение кнопки (или регулятора) Loudness (названия тоже бывают разные) изменяет АЧХ усилителя так, чтобы компенсировать данный нюанс.

Отталкиваясь от этих минимальных знаний, допустимого бюджета и личных эстетических предпочтений (в плане дизайна), можно легко подобрать подходящий усилитель. Но главное – его лучше всего прослушать перед покупкой. В идеале – на своих колонках. Учитывая, что даже бюджетные качественные усилители для акустики стоят от 250$, доверяться только цифрам и отзывам не стоит.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *