Site Loader

Содержание

УНЧ на транзисторах своими руками: схемы для новичков

Усилители – наверное, одни из первых устройств, которые начинают конструировать радиолюбители-новички. Собирая УНЧ на транзисторах своими руками при помощи готовой схемы, многие используют микросхемы.

Транзисторные усилители хоть и отличаются огромным числом применяемых микросхем, но каждый радиоэлектронщик постоянно стремится сделать что-то новое, более мощное, более сложное, интересное.

Более того, если вам нужен качественный, надежный усилитель, то стоит смотреть в сторону именно транзисторных моделей. Ведь, именно они наиболее дешевые, способны выдавать чистый звук, и их легко сконструирует любой новичок.

Поэтому, давайте разберемся, как сделать самодельный усилитель НЧ класса B.

[stextbox id=’info’]Примечание! Да-да, усилители класса B тоже могут быть хорошими. Многие говорят, что качественный звук могут выдавать лишь ламповые устройства. Отчасти это правда. Но, взгляните на их стоимость.[/stextbox]

Более того, собрать такое устройство дома – задача далеко не из легких. Ведь вам придется долго искать нужные радиолампы, после чего покупать их по довольно высокой цене. Да и сам процесс сборки и пайки требует какого-то опыта.

Поэтому, рассмотрим схему простого, и в то же время качественного усилителя низкой частоты, способного выдавать звук мощность 50 Вт.

Старая, но проверенная годами схема из 90-х

Схема УНЧ, который мы будем собирать, впервые была опубликована в журнала «Радио» за 1991 год. Ее успешно собрали сотни тысяч радиолюбителей. Причем, не только для наработки опыта и улучшения мастерства, но и для использования в своих аудиосистемах.

Итак, знаменитый усилитель низкой частоты Дорофеева:

Уникальность и гениальность этой схемы кроется в ее простоте. В этом УНЧ применяется минимальное количество радиоэлементов, и предельно простой источник питания. Но, устройство способно «брать» нагрузку в 4 Ома, и обеспечивать выходную мощность в 50 Вт, чего вполне достаточно для домашней или автомобильной акустической системы.

Многие электротехники совершенствовали, дорабатывали эту схему. И. для удобства мы взяли самый современный ее вариант, заменив старые компоненты на новые, чтобы вам было проще конструировать УНЧ:

Описание схемы усилителя низких частот

В этом «переработанном» Доровеевском УНЧ были использованы уникальные и наиболее эффективные схематические решения. К примеру, сопротивление R12. Этот резистор ограничивает ток на коллекторе выходного транзистора, тем самым ограничивая максимальную мощность усилителя.

[stextbox id=’info’]Важно! Не стоит менять номинал R12, чтобы увеличить выходную мощность, так как он подобран именно под те компоненты, что применяются в схеме. Этот резистор защищает всю схему от коротких замыканий.[/stextbox]

Выходной каскад транзисторов:

Тот самый R12 «вживую»:

Резистор R12 должен иметь мощность на 1 Вт, если под рукой такого нет – берите на полватта. Он имеет параметры, обеспечивающие коэффициент нелинейных искажений до 0,1% на частоте в 1 кГц, и не более 0,2% при 20 кГц. То есть, на слух никаких изменений вы не заметите. Даже при работе на максимальной мощности.

Блок питания нашего усилителя нужно подобрать двухполярный, с выходными напряжениями в пределах 15-25 В (+- 1 %):

Чтобы «поднять» мощность звука, можно увеличить напряжение. Но, тогда придется параллельно произвести замену транзисторов в оконечном каскаде схемы. Заменить их нужно на более мощные, после чего провести перерасчет нескольких сопротивлений.

Компоненты R9 и R10 должны иметь номинал, в соответствии с подающимся напряжением:

Они, с помощью стабилитрона, ограничивают проходящий ток. В этой же части цепи собирается параметрический стабилизатор, который нужен для стабилизации напряжения и тока перед операционным усилителем:

Пара слов о микросхеме TL071 – «сердце» нашего УНЧ. Ее считают отличным операционным усилителем, которые встречается как в любительских конструкциях, так и в профессиональной аудиоаппаратуре. Если нет подходящего операционника, его можно заменить на TL081:

Вид «в реальности» на плате:

[stextbox id=’info’]Важно! Если вы решите применять в этой схеме какие-либо другие операционные усилители, внимательно изучайте их распиновку, ведь «ножки» могут иметь другие значения.[/stextbox]

Для удобства микросхему TL071 стоит монтировать на предварительно впаянную в плату пластиковую панельку. Так можно будет быстро заменить компонент на другой в случае необходимости.

[stextbox id=’info’]Полезно знать! Для ознакомления представим вам еще одну схему этого УНЧ, но без усиливающей микросхемы. Устройство состоит исключительно из транзисторов, но собирается крайне редко ввиду устаревания и неактуальности.[/stextbox]

Чтобы было удобнее, мы постарались сделать печатную плату минимальной по размерам – для компактности и простоты монтажа в аудиосистему:

Все перемычки на плате нужно запаивать сразу же после травления.

Транзисторные блоки (входного и выходного каскада) нужно монтировать на общий радиатор. Разумеется, они тщательно изолируются от теплоотвода.

На схеме они здесь:

А тут на печатной плате:

Если в наличии нет готовых, радиаторы можно изготовить из алюминиевых или медных пластин:

Транзисторы выходного каскада должны иметь рассеиваемую мощность как минимум в 55 Вт, а еще лучше – 70 или целых 100 Вт. Но, этот параметр зависит от подающегося на плату напряжения питания.

Из схемы понятно, что на входном и выходном каскаде применяется по 2 комплементарных транзистора. Нам важно подобрать их по усиливающему коэффициенту. Чтобы определить этот параметр, можно взять любой мультиметр с функцией проверки транзисторов:

Если такого устройства у вас нет, тогда придется одолжить у какого-то мастерам транзисторный тестер:

Стабилитроны стоит подбирать по мощности на полватта. Напряжение стабилизации у них должно составлять 15-20 В:

Блок питания. Если вы планируете смонтировать на свой УНЧ трансформаторный БП, тогда подберите конденсаторы-фильтры с емкостью как минимум 5 000 мкФ. Тут чем больше – тем лучше.

Собранный нами усилитель низких частот относится к B-классу. Работает он стабильно, обеспечивая почти кристально-чистое звучание. Но, БН лучше всего подбирать так, чтобы он мог работать не на всю мощность. Оптимальный вариант – трансформатор габаритной мощностью минимум в 80 Вт.

Качество звучания этого УНЧ вполне сносное. Устройство даже можно приравнять к схемам на основе микросхем TDA2030 и TDA2050. А если оснастить усилитель качественным и мощным блоком питания, то схема составит конкуренцию даже «ножкам» TDA7294:

Заключение

Вот и все. Мы разобрались, как собрать УНЧ на транзисторах своими руками с помощью простой схемы, и как его в будущем можно усовершенствовать. Все компоненты устройства найдутся у каждого радиолюбителя, а если их нет – стоит разобрать пару-тройку старых магнитофонов или заказать радиодетали в интернете (стоят они практически копейки).

Самодельный звуковой усилитель на микросхеме

Если нужно сделать простой, но достаточно мощный УМЗЧ — микросхема TDA2040 или TDA2050 будет наилучшим и недорогим решением. Этот небольшой стереофонический усилитель ЗЧ построен на основе двух всем известных микросхем TDA2030A. По сравнению с классическим включением, в этой схеме улучшена фильтрация питания и оптимизирована разводка печатной платы. После добавления любого предусилителя и блока питания — конструкция идеально подходит для изготовления самодельного домашнего усилителя мощности звука, примерно на 15 Вт (каждый канал). Проект изготовлен на основе TDA2030A, но можно использовать TDA2040 или TDA2050, тем самым раза в полтора увеличивая выходную мощность. Усилитель подходит для динамиков с сопротивлением 8 или 4 Ом. Преимуществом конструкции является то, что она не требует двух-полярного питания, как большинство более серьёзных усилителей НЧ. Схема отличается хорошими параметрами, легкостью запуска и надежностью в работе.

Принципиальная электрическая схема УНЧ

Усилитель 2x15W ТДА2030 — схема стерео

TDA2030A позволяет спаять усилитель низкой частоты класса AB. Микросхема обеспечивает большой выходной ток, характеризуясь при этом низкими искажениями сигнала. Есть защита встроенная от короткого замыкания, которая автоматически ограничивает мощность до безопасной величины, а также традиционная для таких устройств тепловая защита. Схема состоит из двух одинаковых каналов, работа одного из которых описана далее.


Принцип действия усилителя на TDA2030

Резисторы R1 (100k), R2 (100k) и R3 (100k) служат для создания виртуального нуля усилителя U1 (TDA2030A), а конденсатор C1 (22uF/35V) фильтрует это напряжение. Конденсатор С2 (2,2 uF/35V) отсекает постоянную составляющую — предотвращает попадание постоянного напряжения на вход микросхемы усилителя через линейный вход.

Элементы R4 (4,7k), R5 (100k) и C4 (2,2 uF/35V) работают в петле отрицательной обратной связи и имеют задачу формирования частотной характеристики усилителя. Резисторы R4 и R5 определяют уровень усиления, в то время как C4 обеспечивает усиление в единицу для постоянной составляющей.

Резистор R6 (1R) вместе с конденсатором C6 (100nF) работают в системе, которая формирует характеристику АЧХ на выходе. Конденсатор C7 (2200uF/35V) предотвращает прохождение постоянного тока через динамик (пропуская переменный звуковой сигнал музыки).

Диоды D1 и D2 предотвращают появление опасных напряжений обратной полярности, которые могут возникнуть в катушке динамика и испортить микросхему. Конденсаторы C3 (100nF) и C5 (1000uF/35V) фильтруют питающее напряжение.

Печатная плата УНЧ

Печатная плата УНЧ ТДА2030

Печатную плату можете посмотреть на фотографиях. Скачать файлы с чертежами можно в архиве (без регистрации). Что касается сборки — удобно сначала впаять две перемычки на шинах питания. По возможности следует использовать более толстый провод, а не тоненькую ножку от резистора, как часто бывает. Если усилитель будет работать с АС 8 Ом, а не 4 Ома — конденсаторы C7 и C14 (2200uF/35V) могут иметь значение 1000uF.

На фланцы обязательно следует прикрутить радиаторы или один общий радиатор, помня, что корпуса микросхем TDA2030A внутренне связаны с массой.

На печатной плате с успехом можно применять микросхемы TDA2040 или TDA2050 без всяких изменений цоколёвки. Плата была разработана таким образом, чтобы ее можно было при необходимости перерезать в месте, обозначенном пунктирной линией, и использовать только одну половину усилителя с микросхемой U1. На место разъемов AR2 (TB2-5) и AR3 (TB2-5) можете впаивать провода напрямую, если аудио разъёмы закреплены на корпусе усилителя.

Печатная плата усилителя готовая с расположением деталей

Корпус и БП

Блок питания берите или с трансформатором плюс выпрямитель, или готовый импульсный, например от ноутбука. Усилитель необходимо питать не стабилизированным напряжением в пределах 12 — 30 В. Максимальное напряжение питания 35 В, до которого естественно лучше не доходить на пару вольт, мало ли что.

Корпус делать с нуля очень хлопотно, так что проще всего подобрать готовую коробку (металл, пластик) или даже готовый корпус от электронного устройства (ТВ тюнер спутниковый, плеер DVD).


Самый простой усилок своими руками. Схемы для создания унч своими руками

Заводские устройства для усиления звукового сигнала отличаются высокой стоимостью и могут быть недостаточно мощными. Рассматривая фото самодельных усилителей звука очевидно, что они внешне ничем не уступают готовым изделиям. К тому же их изготовление своими силами не требует специальных навыков и больших материальных затрат.

Основа устройства

Начинающие радиолюбители в первую очередь задаются вопросом: из чего можно собрать простой усилитель звука в домашних условиях. Работа устройства основывается на транзисторах или микросхемах, либо возможен редкий вариант — на лампах. Рассмотрим подробнее каждый из них.

Микросхемы

Микросхему серии TDA и аналогичную можно приобрести в магазинах или воспользоваться микросхемой от ненужного телевизора.

Используя микросхемы автомобильных усилителей с блоком питания на 12 вольт, очень просто добиться качественного звучания без применения особых навыков и с минимумом деталей.

Транзисторы

Преимущества транзисторов в малом потреблении электроэнергии. Устройство выдает отличные показатели звука, легко встраивается в любую технику и не требует дополнительной настройки. К тому же нет необходимости в поиске и использовании сложных микросхем.

Лампы

На сегодняшний день устаревший метод сборки, основанный на лампах дает качественное звучание, но обладает рядом недостатков:

  • повышенная энергоемкость
  • габариты
  • стоимость комплектующих

Рекомендации по правильной сборке усилителя звука своими руками

Устройство для усиления качества звука, собранное в домашних условиях на основе микросхем серий TDA и их аналогов, выделяет много тепла. Для охлаждения нужна радиаторная решетка подходящего размера в зависимости от модели самой микросхемы и мощности усилителя. В корпусе нужно предусмотреть место для нее.

Преимущество аппарата, изготовленного своими руками в низком потреблении энергии, что позволяет использовать его в автомобилях, подключив к аккумулятору, а также в дороге или дома с помощью батареи. Потребляемая мощность зависит от необходимой степени усиления сигнала. Некоторым изготовленным моделям требуется напряжение тока всего лишь в 3 Вольта.

К сборке усилителя звука применим серьезный и ответственный подход во избежание короткого замыкания и выхода из строя комплектующих.

Необходимые материалы

В процессе сборки потребуются следующие инструменты и комплектующие:

  • микросхема
  • корпус
  • конденсаторы
  • блок питания
  • штекер
  • кнопка-выключатель
  • провода
  • радиатор охлаждения
  • шурупы
  • термоклей и термопаста
  • паяльник и канифоль

Схемы и инструкции по изготовлению усилителя в домашних условиях

Каждая схема уникальна и зависит от источника звука (старая или современная цифровая техника), источника питания, предполагаемых конечных размеров. Она собирается на печатной плате, которая сделает устройство компактным и более удобным. В процессе сборки не обойтись без паяльника или паяльной станции.

Схема британца Джона Линсли – Худа, основана на четырех транзисторах без микросхем. Она позволяет аналогично повторить форму входного сигнала, получив в результате лишь чистое усиление и синусоиду на выходе.

Самый простой и распространённый вариант изготовления одноканального усилителя — использование в основе микросхемы, дополненной резисторами и конденсаторами.

Алгоритм действий по изготовлению

  • установить на печатную плату радиодетали, учитывая полярность
  • собрать корпус (предусмотрев место под дополнительные детали, например, решетку радиатора)

Допустимо использование готового корпуса или создание его своими руками, а также установка платы в корпус колонок.

  • запустить устройство в тестовом режиме (выявить и устранить неисправности в случае возникновения)
  • сборка усилителя (подключение к блоку питания и остальным комплектующим)

Обратите внимание!

Домашние и автомобильные усилители своими силами

В домашних условиях часто не хватает мощного звучания при просмотре фильмов на ноутбуке или прослушивании музыки в наушниках. Рассмотрим, как правильно сделать усилитель звука своими руками.

Для ноутбука

Усилитель звуковых волн должен учитывать мощность внешних колонок до 2 ватт и сопротивление обмоток до 4 Ом.

Комплектующие для сборки:

  • блок питания на 9 вольт
  • печатная плата
  • микросхема TDA 7231
  • корпус
  • конденсатор неполярный 0,1 мкФ — 2 шт
  • конденсатор полярный 100 мкФ
  • конденсатор полярный 220 мкФ
  • конденсатор полярный 470 мкФ
  • резистор постоянный 10 Ком м 4,7 Ом
  • выключатель двухпозиционный
  • гнездо для входа

Схема изготовления

Алгоритм действий по сборке выбирается в зависимости от выбранной схемы. Необходимо учитывать подходящий размер радиатора охлаждения, чтобы рабочая температура внутри корпуса не поднималась выше 50 градусов по Цельсию. При эксплуатации ноутбука на улице нужно предусмотреть отверстия в корпусе для доступа воздуха.

Для автомагнитолы

Усилитель для автомагнитолы возможно собрать на распространенной микросхеме TDA8569Q. Ее характеристики:

  • напряжение питания 6-18 вольт
  • входная мощность 25 ватт на канал в 4 Ом и 40 ватт на канал в 2 Ом
  • диапазон частот 20-20000 Гц

Обратите внимание!

Обязательно необходимо предусмотреть дополнительно к схеме фильтр от помех, создаваемых работой автомобиля.

Для начала нарисуйте печатную плату, после просверлите отверстия в ней. Затем плату нужно протравить хлорным железом. После лудить и припаять все детали микросхемы. Во избежание присадок по питанию на дорожки питания нужно будет нанести толстый слой припоя. Предусмотреть систему охлаждения с помощью кулера или радиаторной решетки.

В заключении сборки необходимо изготовить фильтр от помех системы зажигания и плохой шумоизоляции по следующей схеме: на ферритовом кольце диаметром 20 мм намотать проводом сечением 1-1,5 мм в 5 витков дроссель.

Собрать устройство для улучшения качества звука в домашних условиях не составит труда. Главное определиться со схемой и иметь под рукой все комплектующие, из которых можно с легкостью собрать простой усилитель звука.

Фото усилителя звука своими руками

Обратите внимание!

Делаем простой усилитель звука своими руками. Нам понадобится следующее:
1) Катушка: L1 5 мкГн
2) Резисторы: R1,R3 2,2 кОм; R2,R5 22кОм; R4 680 Ом; R6 2,2 Ом; R7 10 Ом.
3)Конденсаторы: С1,C4- 4,7 мкФ-25В; С3-22 мкФ-25В; С3-22 мкФ-25В; С5-0,47 мкФ-25В; С6,C7-1000 мкФ-35В.
4)Микросхема: DA1 TDA2050
Также для пайки необходимо приобрести: керамический паяльник, припой, стеклотекстолит, хлорное железо, флюс (канифоль), динамик (для проверки работоспособности усилителя), питание 10 В («крона»), провода, разъем, радиатор (первое время микросхема будет греться не сильно, но все же рекомендуется поставить охлаждение), глянцевая фотобумага.
Теперь самое интересное, подготовка к работе. Вот схема нашего устройства:

Теперь нам необходимо сделать разводку, которую проще всего сделать в программе sprint layout. После того, как разводка готова печатаем на фотобумаге нашу разводку (принтер обязательно должен быть лазерным!). После чего накладываем напечатанный фрагмент на нашу плату и в течение 5-10 мин гладим утюгом. Затем опускаем под воду и легкими движениями счищаем бумагу. Теперь нам необходимо протравить плату. Для этого берем хлорное железо и добавляем его в слегка подогретую воду и окунаем туда плату (ни в кое случае не используйте посуду, предназначенную для приёма пищи!) Процесс травления занимает от 10 мин до 5-8 часов, все зависит от количества раствора и температуры воды. После того, как плата протравилась счищаем слой краски, в результате чего наши дорожки станут медными. Теперь нам осталось припаять элементы. Для начала просверлим отверстия под наши элементы, после чего дорожки рекомендуется смазать флюсом. После это по схеме вставляем все элементы и припаиваем их. На этом наша работа переходит в завершающую стадию, проверка на работоспособность.

Подключив питание, динамик и подсоединив джек к устройству с разъемом 3,5 мм, вы услышите свою любимую музыку. Для удобства можно придумать корпус к вашему устройству, пример корпуса вы можете увидеть ниже.

Простейший усилитель на транзисторах может быть хорошим пособием для изучения свойств приборов. Схемы и конструкции достаточно простые, можно самостоятельно изготовить устройство и проверить его работу, произвести замеры всех параметров. Благодаря современным полевым транзисторам можно изготовить буквально из трех элементов миниатюрный микрофонный усилитель. И подключить его к персональному компьютеру для улучшения параметров звукозаписи. Да и собеседники при разговорах будут намного лучше и четче слышать вашу речь.

Частотные характеристики

Усилители низкой (звуковой) частоты имеются практически во всех бытовых приборах — музыкальных центрах, телевизорах, радиоприемниках, магнитолах и даже в персональных компьютерах. Но существуют еще усилители ВЧ на транзисторах, лампах и микросхемах. Отличие их в том, что УНЧ позволяет усилить сигнал только звуковой частоты, которая воспринимается человеческим ухом. Усилители звука на транзисторах позволяют воспроизводить сигналы с частотами в диапазоне от 20 Гц до 20000 Гц.

Следовательно, даже простейшее устройство способно усилить сигнал в этом диапазоне. Причем делает оно это максимально равномерно. Коэффициент усиления зависит прямо от частоты входного сигнала. График зависимости этих величин — практически прямая линия. Если же на вход усилителя подать сигнал с частотой вне диапазона, качество работы и эффективность устройства быстро уменьшатся. Каскады УНЧ собираются, как правило, на транзисторах, работающих в низко- и среднечастотном диапазонах.

Классы работы звуковых усилителей

Все усилительные устройства разделяются на несколько классов, в зависимости от того, какая степень протекания в течение периода работы тока через каскад:

  1. Класс «А» — ток протекает безостановочно в течение всего периода работы усилительного каскада.
  2. В классе работы «В» протекает ток в течение половины периода.
  3. Класс «АВ» говорит о том, что ток протекает через усилительный каскад в течение времени, равного 50-100 % от периода.
  4. В режиме «С» электрический ток протекает менее чем половину периода времени работы.
  5. Режим «D» УНЧ применяется в радиолюбительской практике совсем недавно — чуть больше 50 лет. В большинстве случаев эти устройства реализуются на основе цифровых элементов и имеют очень высокий КПД — свыше 90 %.

Наличие искажений в различных классах НЧ-усилителей

Рабочая область транзисторного усилителя класса «А» характеризуется достаточно небольшими нелинейными искажениями. Если входящий сигнал выбрасывает импульсы с более высоким напряжением, это приводит к тому, что транзисторы насыщаются. В выходном сигнале возле каждой гармоники начинают появляться более высокие (до 10 или 11). Из-за этого появляется металлический звук, характерный только для транзисторных усилителей.

При нестабильном питании выходной сигнал будет по амплитуде моделироваться возле частоты сети. Звук станет в левой части частотной характеристики более жестким. Но чем лучше стабилизация питания усилителя, тем сложнее становится конструкция всего устройства. УНЧ, работающие в классе «А», имеют относительно небольшой КПД — менее 20 %. Причина заключается в том, что транзистор постоянно открыт и ток через него протекает постоянно.

Для повышения (правда, незначительного) КПД можно воспользоваться двухтактными схемами. Один недостаток — полуволны у выходного сигнала становятся несимметричными. Если же перевести из класса «А» в «АВ», увеличатся нелинейные искажения в 3-4 раза. Но коэффициент полезного действия всей схемы устройства все же увеличится. УНЧ классов «АВ» и «В» характеризует нарастание искажений при уменьшении уровня сигнала на входе. Но даже если прибавить громкость, это не поможет полностью избавиться от недостатков.

Работа в промежуточных классах

У каждого класса имеется несколько разновидностей. Например, существует класс работы усилителей «А+». В нем транзисторы на входе (низковольтные) работают в режиме «А». Но высоковольтные, устанавливаемые в выходных каскадах, работают либо в «В», либо в «АВ». Такие усилители намного экономичнее, нежели работающие в классе «А». Заметно меньшее число нелинейных искажений — не выше 0,003 %. Можно добиться и более высоких результатов, используя биполярные транзисторы. Принцип работы усилителей на этих элементах будет рассмотрен ниже.

Но все равно имеется большое количество высших гармоник в выходном сигнале, отчего звук становится характерным металлическим. Существуют еще схемы усилителей, работающие в классе «АА». В них нелинейные искажения еще меньше — до 0,0005 %. Но главный недостаток транзисторных усилителей все равно имеется — характерный металлический звук.

«Альтернативные» конструкции

Нельзя сказать, что они альтернативные, просто некоторые специалисты, занимающиеся проектировкой и сборкой усилителей для качественного воспроизведения звука, все чаще отдают предпочтение ламповым конструкциям. У ламповых усилителей такие преимущества:

  1. Очень низкое значение уровня нелинейных искажений в выходном сигнале.
  2. Высших гармоник меньше, чем в транзисторных конструкциях.

Но есть один огромный минус, который перевешивает все достоинства, — обязательно нужно ставить устройство для согласования. Дело в том, что у лампового каскада очень большое сопротивление — несколько тысяч Ом. Но сопротивление обмотки динамиков — 8 или 4 Ома. Чтобы их согласовать, нужно устанавливать трансформатор.

Конечно, это не очень большой недостаток — существуют и транзисторные устройства, в которых используются трансформаторы для согласования выходного каскада и акустической системы. Некоторые специалисты утверждают, что наиболее эффективной схемой оказывается гибридная — в которой применяются однотактные усилители, не охваченные отрицательной обратной связью. Причем все эти каскады функционируют в режиме УНЧ класса «А». Другими словами, применяется в качестве повторителя усилитель мощности на транзисторе.

Причем КПД у таких устройств достаточно высокий — порядка 50 %. Но не стоит ориентироваться только на показатели КПД и мощности — они не говорят о высоком качестве воспроизведения звука усилителем. Намного большее значение имеют линейность характеристик и их качество. Поэтому нужно обращать внимание в первую очередь на них, а не на мощность.

Схема однотактного УНЧ на транзисторе

Самый простой усилитель, построенный по схеме с общим эмиттером, работает в классе «А». В схеме используется полупроводниковый элемент со структурой n-p-n. В коллекторной цепи установлено сопротивление R3, ограничивающее протекающий ток. Коллекторная цепь соединяется с положительным проводом питания, а эмиттерная — с отрицательным. В случае использования полупроводниковых транзисторов со структурой p-n-p схема будет точно такой же, вот только потребуется поменять полярность.

С помощью разделительного конденсатора С1 удается отделить переменный входной сигнал от источника постоянного тока. При этом конденсатор не является преградой для протекания переменного тока по пути база-эмиттер. Внутреннее сопротивление перехода эмиттер-база вместе с резисторами R1 и R2 представляют собой простейший делитель напряжения питания. Обычно резистор R2 имеет сопротивление 1-1,5 кОм — наиболее типичные значения для таких схем. При этом напряжение питания делится ровно пополам. И если запитать схему напряжением 20 Вольт, то можно увидеть, что значение коэффициента усиления по току h31 составит 150. Нужно отметить, что усилители КВ на транзисторах выполняются по аналогичным схемам, только работают немного иначе.

При этом напряжение эмиттера равно 9 В и падение на участке цепи «Э-Б» 0,7 В (что характерно для транзисторов на кристаллах кремния). Если рассмотреть усилитель на германиевых транзисторах, то в этом случае падение напряжения на участке «Э-Б» будет равно 0,3 В. Ток в цепи коллектора будет равен тому, который протекает в эмиттере. Вычислить можно, разделив напряжение эмиттера на сопротивление R2 — 9В/1 кОм=9 мА. Для вычисления значения тока базы необходимо 9 мА разделить на коэффициент усиления h31 — 9мА/150=60 мкА. В конструкциях УНЧ обычно используются биполярные транзисторы. Принцип работы у него отличается от полевых.

На резисторе R1 теперь можно вычислить значение падения — это разница между напряжениями базы и питания. При этом напряжение базы можно узнать по формуле — сумма характеристик эмиттера и перехода «Э-Б». При питании от источника 20 Вольт: 20 — 9,7 = 10,3. Отсюда можно вычислить и значение сопротивления R1=10,3В/60 мкА=172 кОм. В схеме присутствует емкость С2, необходимая для реализации цепи, по которой сможет проходить переменная составляющая эмиттерного тока.

Если не устанавливать конденсатор С2, переменная составляющая будет очень сильно ограничиваться. Из-за этого такой усилитель звука на транзисторах будет обладать очень низким коэффициентом усиления по току h31. Нужно обратить внимание на то, что в вышеизложенных расчетах принимались равными токи базы и коллектора. Причем за ток базы брался тот, который втекает в цепь от эмиттера. Возникает он только при условии подачи на вывод базы транзистора напряжения смещения.

Но нужно учитывать, что по цепи базы абсолютно всегда, независимо от наличия смещения, обязательно протекает ток утечки коллектора. В схемах с общим эмиттером ток утечки усиливается не менее чем в 150 раз. Но обычно это значение учитывается только при расчете усилителей на германиевых транзисторах. В случае использования кремниевых, у которых ток цепи «К-Б» очень мал, этим значением просто пренебрегают.

Усилители на МДП-транзисторах

Усилитель на полевых транзисторах, представленный на схеме, имеет множество аналогов. В том числе и с использованием биполярных транзисторов. Поэтому можно рассмотреть в качестве аналогичного примера конструкцию усилителя звука, собранную по схеме с общим эмиттером. На фото представлена схема, выполненная по схеме с общим истоком. На входных и выходных цепях собраны R-C-связи, чтобы устройство работало в режиме усилителя класса «А».

Переменный ток от источника сигнала отделяется от постоянного напряжения питания конденсатором С1. Обязательно усилитель на полевых транзисторах должен обладать потенциалом затвора, который будет ниже аналогичной характеристики истока. На представленной схеме затвор соединен с общим проводом посредством резистора R1. Его сопротивление очень большое — обычно применяют в конструкциях резисторы 100-1000 кОм. Такое большое сопротивление выбирается для того, чтобы не шунтировался сигнал на входе.

Это сопротивление почти не пропускает электрический ток, вследствие чего у затвора потенциал (в случае отсутствия сигнала на входе) такой же, как у земли. На истоке же потенциал оказывается выше, чем у земли, только благодаря падению напряжения на сопротивлении R2. Отсюда ясно, что у затвора потенциал ниже, чем у истока. А именно это и требуется для нормального функционирования транзистора. Нужно обратить внимание на то, что С2 и R3 в этой схеме усилителя имеют такое же предназначение, как и в рассмотренной выше конструкции. А входной сигнал сдвинут относительно выходного на 180 градусов.

УНЧ с трансформатором на выходе

Можно изготовить такой усилитель своими руками для домашнего использования. Выполняется он по схеме, работающей в классе «А». Конструкция такая же, как и рассмотренные выше, — с общим эмиттером. Одна особенность — необходимо использовать трансформатор для согласования. Это является недостатком подобного усилителя звука на транзисторах.

Коллекторная цепь транзистора нагружается первичной обмоткой, которая развивает выходной сигнал, передаваемый через вторичную на динамики. На резисторах R1 и R3 собран делитель напряжения, который позволяет выбрать рабочую точку транзистора. С помощью этой цепочки обеспечивается подача напряжения смещения в базу. Все остальные компоненты имеют такое же назначение, как и у рассмотренных выше схем.

Двухтактный усилитель звука

Нельзя сказать, что это простой усилитель на транзисторах, так как его работа немного сложнее, чем у рассмотренных ранее. В двухтактных УНЧ входной сигнал расщепляется на две полуволны, различные по фазе. И каждая из этих полуволн усиливается своим каскадом, выполненном на транзисторе. После того, как произошло усиление каждой полуволны, оба сигнала соединяются и поступают на динамики. Такие сложные преобразования способны вызвать искажения сигнала, так как динамические и частотные свойства двух, даже одинаковых по типу, транзисторов будут отличны.

В результате на выходе усилителя существенно снижается качество звучания. При работе двухтактного усилителя в классе «А» не получается качественно воспроизвести сложный сигнал. Причина — повышенный ток протекает по плечам усилителя постоянно, полуволны несимметричные, возникают фазовые искажения. Звук становится менее разборчивым, а при нагреве искажения сигнала еще больше усиливаются, особенно на низких и сверхнизких частотах.

Бестрансформаторные УНЧ

Усилитель НЧ на транзисторе, выполненный с использованием трансформатора, невзирая на то, что конструкция может иметь малые габариты, все равно несовершенен. Трансформаторы все равно тяжелые и громоздкие, поэтому лучше от них избавиться. Намного эффективнее оказывается схема, выполненная на комплементарных полупроводниковых элементах с различными типами проводимости. Большая часть современных УНЧ выполняется именно по таким схемам и работают в классе «В».

Два мощных транзистора, используемых в конструкции, работают по схеме эмиттерного повторителя (общий коллектор). При этом напряжение входа передается на выход без потерь и усиления. Если на входе нет сигнала, то транзисторы на грани включения, но все равно еще отключены. При подаче гармонического сигнала на вход происходит открывание положительной полуволной первого транзистора, а второй в это время находится в режиме отсечки.

Следовательно, через нагрузку способны пройти только положительные полуволны. Но отрицательные открывают второй транзистор и полностью запирают первый. При этом в нагрузке оказываются только отрицательные полуволны. В результате усиленный по мощности сигнал оказывается на выходе устройства. Подобная схема усилителя на транзисторах достаточно эффективная и способна обеспечить стабильную работу, качественное воспроизведение звука.

Схема УНЧ на одном транзисторе

Изучив все вышеописанные особенности, можно собрать усилитель своими руками на простой элементной базе. Транзистор можно использовать отечественный КТ315 или любой его зарубежный аналог — например ВС107. В качестве нагрузки нужно использовать наушники, сопротивление которых 2000-3000 Ом. На базу транзистора необходимо подать напряжение смещения через резистор сопротивлением 1 Мом и конденсатор развязки 10 мкФ. Питание схемы можно осуществить от источника напряжением 4,5-9 Вольт, ток — 0,3-0,5 А.

Если сопротивление R1 не подключить, то в базе и коллекторе не будет тока. Но при подключении напряжение достигает уровня в 0,7 В и позволяет протекать току около 4 мкА. При этом по току коэффициент усиления окажется около 250. Отсюда можно сделать простой расчет усилителя на транзисторах и узнать ток коллектора — он оказывается равен 1 мА. Собрав эту схему усилителя на транзисторе, можно провести ее проверку. К выходу подключите нагрузку — наушники.

Коснитесь входа усилителя пальцем — должен появиться характерный шум. Если его нет, то, скорее всего, конструкция собрана неправильно. Перепроверьте все соединения и номиналы элементов. Чтобы нагляднее была демонстрация, подключите к входу УНЧ источник звука — выход от плеера или телефона. Прослушайте музыку и оцените качество звучания.

Очень часто подключение динамиков к какому-нибудь устройству требует наличия отдельного усилительного устройства. Но как поступить, если базовый усилитель вышел из строя? Можно попробовать взять инициативу в свои руки и создать собственное устройство. Как сделать усилитель звука? Обладая базовыми знаниями в работе с печатными платами, можно сделать такой прибор самому. И об этом мы и расскажем вам в этой статье.

Делаем усилительное устройство

Абсолютно любая сборка должна сопровождаться поиском необходимых комплектующих частей и инструментов:

  • Для начала нужно обзавестись паяльником с термоустойчивой опорой. Лучше всего подойдут специальные паяльные станции, которые без труда можно найти и приобрести в любом магазине радиолюбителя.
  • Если же процесс сборки в домашних условиях проводится только для того, чтобы протестировать схему или использовать ее в течение непродолжительного времени, то прекрасно подойдет вариант с проводами. Но такой метод потребует наличия большего рабочего пространства для размещения деталей.
  • Печатная плата дает гарантию компактности прибора и удобства в последующей эксплуатации. Бюджетный популярный усилок для пары наушников или колонок очень легко воссоздать на базе микросхемы, которая предоставляет базовый набор комплектующих.
  • К такой схеме нужно будет просто добавить парочку резисторов и конденсаторных элементов.

Стоимость проведения монтажа платы значительно меньше рыночной стоимости готового усилителя из любого магазина техники, но и функционал ограничивается возможностями и инструментами, которые вы имеете в наличии.

Важно! Не забывайте про особенности малогабаритных моноблоков, которые вы будете собирать собственноручно. Схема выделяет немалое количество тепла в ходе эксплуатации, поэтому обязательно нужно исключить любые соприкосновения этой детали с другими компонентами прибора. Для отвода тепла можно использовать радиаторную решетку.

Следующая особенность — это низкий порог потребляемого напряжения. Эта особенность позволяет использовать усилитель где угодно.

Как собрать усилитель для ноутбука в домашних условиях?

Сперва нужно понять: нужно ли заниматься созданием такого устройства вообще? Сборка в домашних условиях может потребоваться для следующих случаев:

  • Встроенная аудиосистема вышла из строя и вам требуется новая.
  • Качество передаваемого звука не удовлетворяет вашим потребностям.

Важно! Для этих случаев необходим самый простой усилительный элемент, мощность работы которого составляет около 2 Ватт.

Инструменты для работы

Сперва потребуется обзавестись инструментами, которые имеет в наличии каждый уважающий себя радиолюбитель:

  1. Плоскогубцы.
  2. Плата.
  3. Паяльник (паяльная станция).
  4. Корпус и радиокомпоненты.

Важно! Понадобятся полярные и неполярные конденсаторы, а также набор резисторов. Рекомендуем обзавестись сразу несколькими упаковками с разными номиналами. Также необходимо приобрести выключатель и гнездо, которое понадобится для выхода на громкоговоритель.

После подготовки можно приступать к “созданию” девайса:

  1. Скачайте необходимую схему из интернета с форматом.lay.
  2. Найдите радиатор, размер которого позволит сохранить температуру ниже пятидесяти градусов по Цельсию.
  3. Откройте скачанную схему, вооружайтесь инструментами и приступайте к сборке.

Усилок для наушников

Самый простой прибор обязан иметь небольшую мощность и необходимое потребление энергии. Рассмотрим идеальный случай:

  1. Девайс питается от батареек пальчикового типа или от обычного адаптера на 3 В.
  2. Лучше всего выбрать качественную микросхему. Прекрасным кандидатом является схема TDA 2822 или ее аналоги.
  3. Понадобятся следующие радиокомпоненты: четыре конденсатора на 100 мкФ, медный провод с длиной до 30 сантиметров, гнездо для джека.

Имея все эти вещи, можно смело скачивать необходимую схему из интернета и приступать за работу.

Важно! Если у вас есть желание уместить все это дело в маленьком закрытом корпусе, то понадобится обзавестись теплоотводом.

Если вы автолюбитель, то вам будет полезно знать, как самому собрать усилитель звука в машину.

Устройство для сабвуфера

Если предыдущие случаи не вызвали у вас вопросов, то и здесь все должно пройти гладко. Усилитель низких частот в домашних условиях можно сделать на базе микросхемы TDA 7294. Тут вам будет и мощная акустика с хорошим басами и прекрасный автоусилитель.

Вам потребуется:

  • Источник питания на три десятка вольт. Устройство должно быть двухполярным.
  • Конденсаторы и резисторы, номиналы которых будут указаны на схеме сборочного чертежа.

Важно! Такие усилки прекрасно работают на низких частотах и дают выходную мощность до 100 Ватт.

Малогабаритный усилитель для маленьких колонок

Тот факт, что устройство будет неподвижным, только вам на руку. Это позволит расширить выбор адаптеров питания, подойдет любой имеющийся на руках. Малые размеры и приятный внешний вид бюджетного прибора можно обеспечить, если следовать следующим правилам:

  • Работать необходимо с очень качественной печатной платой.
  • Использовать нужно корпус из металла или пластика, который должен быть довольно-таки прочным.
  • Нужно умело орудовать паяльником, чтобы не замазать устройство припоем.
  • Желательно использовать только готовые гнезда.
  • Радиатор не должен касаться ничего, кроме самой микросхемы.

Усилитель на лампе

Такие устройства довольно дорогие, если вы сразу не имеете в наличии необходимых “исходников”. Радиолюбители старой школы всегда хранят у себя в шкафу небольшую коллекцию ламп и других полезных компонентов.

УНЧ на 300 ватт

   После сборки нескольких УМЗЧ на LM3875 и LM3886, я был поражен высочайшим качеством звука. А теперь целью проекта является создание аудиоусилителя мощности, который может дать 300W на 4-омный динамик с низким уровнем искажений. Необходимо воспроизвести глубокие и чёткие басы, сохраняя неискажённый спектр средних и высоких частот. Мы включим параллельно 3 микросхемы 3886s (т.е. PA150), и затем я использую DRV134 мост 2 PA150 плат. Не инвертированный сигнал подается на одну PA150, а инвертированный сигнал подается на другую PA150. Из-за этого «push-pull» конфигурация общего коэффициента усиления УМЗЧ удваивается.

Схема электрическая УНЧ на 300 ватт

   Печатная плата разработана таким образом, что центр наполнен земляной шиной. Использовал SMD-компоненты, потому что это легче для разводки платы, и даст звуку более короткий путь. С помощью компонентов поверхностного монтажа можно создать меньшую по размерам плату.


   Микросхемы 3886 монтируются на радиаторе с помощью алюминиевой пластины. Данный способ крепления приведёт к более равномерному давлению на 3886, и, таким образом, улучшению передачи тепла к теплоотводу. Я использовал LM3886T для лучшего рассеивания тепла. 
Все подводы к плате проводов от БП, сигнальный вход и выход на динамик использует винтовые разъемы, что облегчает сборку и тестирование усилителя.


   Питание 2×25 В берём от 500 ВА тороидального трансформатора для каждого канала. После выпрямления напряжении около 35 В. При полной нагрузке, напряжение упало до примерно 31 В. Этот трансформатор работает очень тихо. В принципе я не слышу никакого шума от него.


   Дорожка заземления подключена к шасси через дроссель с 10 Ом последовательно включенным резистором. Дроссель и резистор служат для снижения токов в земле, которая будет вызывать некоторый гул 50 Герц.


   Конструкцию 300 ваттного УНЧ вполнил в качестве моноблока, для лучшего рассеивания тепла. В ходе тестирования на 300 ваттах этому усилителя может стать жарко. При нормальном прослушивании музыки, радиатор, как правило теплый. Обратите внимание, все силовые и сигнальные провода скручены, чтоб снизить уровень шума. С программой RMAA результат теста на 1 Вт, 10 Вт, 100 Вт, 294W при 4 омной нагрузке КНИ примерно 0.002%. Так что могу смело сказать — это действительно получился high-end аппарат.
Понравилась схема — лайкни!

ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ УНЧ

Смотреть ещё схемы усилителей

       УСИЛИТЕЛИ НА ЛАМПАХ          УСИЛИТЕЛИ НА ТРАНЗИСТОРАХ  

   

УСИЛИТЕЛИ НА МИКРОСХЕМАХ          СТАТЬИ ОБ УСИЛИТЕЛЯХ   

    

УНЧ с электронной регулировкой громкости на TDA7057AQ (2х8Вт)

Двухканальный мостовой усилитель мощности низкой частоты с электронным регулятором громкости. В усилителе предусмотрена защита выходного каскада от короткого замыкания, а также защита от бросков напряжения и статических электрических разрядов. Данный усилитель можно применять как с электронными регуляторами громкости, описанными выше, так и с обычными потенциометрами.

Назначение выводов

Назначение выводов приведено в табл. 1.

Таблица 1. Назначение выводов микросхемы TDA7057AQ.

Номер вывода Назначение
1 Регулировка громкости усилителя 1
2 Не используется
3 Инвертирующий вход усилителя 1
4 Напряжение питания
5 Инвертирующий вход усилителя 2
6 Общий сигнальный
7 Регулировка громкости усилителя 2
8 Неинвертирующий выход усилителя 2
9 Общий (выходного каскада) усилителя 2
10 Инвертирующий выход усилителя 2
11 Инвертирующий выход усилителя 1
12 Общий (выходного каскада) усилителя 1
13 Неинвертирующий выход усилителя 1

Параметры микросхемы

Основные технические характеристики представлены в табл. 2.

Таблица 2. Основные технические характеристики интегрального усилителя — микросхемы TDA7057AQ.

Принципиальная схема

Схема включения микросхемы TDA7057AQ представлена на рис. 1.

Рис. 1. Схема включения микросхемы TDA7057AQ.

Печатная плата

Изображение печатной платы приведено на рис. 2. Схема расположения элементов на печатной плате усилителя изображена на рис. 3.

Рис. 2. Изображение печатной платы для усилителя на микросхеме TDA7057AQ.

Рис. 3. Схема расположения элементов на печатной плате усилителя.

Литература:

  1. Баширов С.Р., Баширов А.С. — Современные интегральные усилители.
  2. Даташит(datasheet) на микросхему TDA7057AQ — Скачать (95 КБ).

Усилители звука на микросхемах серии tda для любого радиолюбителя

Усилитель низкой частоты на микросхеме TDA7384

Всем радиолюбителям привет !

Представляю Вам свою первую работу: “Усилитель низкой частоты на микросхеме TDA7384″

УНЧ выполнен на интегральной микросхеме TDA7384, содержащей четыре идентичных УНЧ по 40 ватт.

Технические характеристики усилителя: Uпит……………….9-18 V F выхода………….20-20000Hz I покоя…………….250mA I потр. макс………10А

Микросхему я выпаял из сломанной магнитолы “Kenwood”, модель, уже, не помню какая. Для начала нашел в “инете”  datasheet на TDA7384. Потом определился, где я буду использовать этот усилитель, и приступил к созданию затеянного. Первым делом выпаял из старых плат нужные детали, затем нашел в интернете печатную плату TDA 7384.lay и приступил к делу.

Схема усилителя низкой частоты на TDA7384:

Схема усилителя на TDA7384

Печатная плата усилителя в формате .Lay:

Печатная плата УНЧ на TDA77384 в формате .Lay

Конструктивно усилитель выполнен на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. Конструкция предусматривает подключение усилителя как к стереофоническому источнику, с последующим раздвоением каждого канала, так и к квадрофоническому источнику. Квадрофонический источник необходимо подключать к входам Вход 1, Вход 2, Вход 3, Вход 4. Стереофонический источник подключается к замкнутым контактам Вход 1/Вход 2 и Вход 3/Вход 4:

Схема подключения усилителя в режиме “Стерео”

Микросхему нужно установить на теплоотвод площадью не менее 400 кв. см или 150-200 кв. см с кулером! Выполнив вышесказанные условия, получилась вот такая плата с радиатором и кулером от старого ПК:

Готовая плата усилителя низкой частоты_1

Готовая плата усилителя низкой частоты_2

Плата получилась не очень, делал при помощи принтера, утюга и хлорного железа.

Вход на усилитель стерео (подключается к замкнутым контактам Вход 1/Вход 2 и Вход 3/Вход 4), выход – квадрофонический (необходимо подключать к входам Вход 1, Вход2, Вход3, Вход4), маленький штекер – питание кулера = 12 вольт:

Разъемы для подключения усилителя низкой частоты

Теперь надо найти для него 12 вольтовый источник питания. Я использовал блок питания от компьютера, так как он достаточно мощный и занимает мало места.

Удалил все не нужные провода, оставив 12 вольт – жёлтый провод (у меня красный) и запуск БП – зелёный провод:

Блок питания для усилителя низкой частоты

Подключил БП к усилителю, ничего не задымилось, значит всё сделано правильно, можно пробовать подключать колонки (звуковой сигнал я взял от ПК):

             передние:                                                               задние:

Передние и задние колонки для усилителя

Подключил, всё заработало, УРА !!! Но громкость на передних и задних колонках разная, что делать?

Порывшись в “инете”, нашёл схему предварительного усилителя на микросхеме К157УД2, её можно заменить на К157УД3:

Схема предварительного усилителя на К157УД2

Нарисовал на листе бумаги А4 будущую плату с подбором нужных деталей:

Рисунок печатной платы предварительного усилителя на К157УД2

После этого отсканировал и отредактировал в программе Paint Net, вот что получилось:

Подготовленная печатная плата предварительного усилителя для ЛУТ

Я думаю, что получилось не хуже чем в других программах. Такой способ будет полезным тем, у кого не получается работать в программах созданных для рисования плат.Вот что у меня получилось:

Готовая плата предварительного усилителя на К157УД2_1

Готовая плата предварительного усилителя на К157УД2_2

Плата получилась немного лучше предыдущей, я думаю что всё дело в хлорном железе, буду пробовать травить платы в чём то другом.

Если будете использовать четыре канала на входе усилителя, нужно будет сделать две такие платы, регулировка будет на все четыре канала. В моём варианте регулировка осуществляется одновременно по двум передним и по двум задним колонкам.

Собираем всё в подходящий корпус и подключаем:

После подключения построчными резисторами R7, R8 регулируем громкость на колонках и пользуемся. Чтобы не разбирать усилитель, при подключении других колонок, или другого входного звукового сигнала, подстрочные сопротивления можно заменить на переменные и вывести их на переднюю панель.

Приложения к статье:

  «Даташит» на микросхему TDA7384A (302.3 KiB, 5,151 hits)

  «Даташит» на микросхему К157УД2 (95.3 KiB, 11,956 hits)

  Печатная плата УНЧ на TDA7384 в формате .Lay (63.6 KiB, 4,162 hits)

Уважаемые друзья и гости сайта!

Не забывайте высказывать свое мнение по конкурсным работам и принимайте участие в голосовании за понравившуюся конструкцию на форуме сайта. Спасибо.

Схемы включения микросхемы 7375

Исходная схема:

Конечная схема:

И стерео вариант тоже приведем, на всякий случай:

Начнем с преобразования усилителя. Для этого снимаем конденсаторы C19 и C20, чтобы разорвать цепь сигнала. Затем соединяем контактные площадки после них, которые соединены с ножками 4 и 5 интегрированного усилителя мощности с его ножками 11 и 12. Таким образом подаем одинаковый сигнал на все 4 усилителя TDA7375, что позволяет им работать в мостовом включении. Затем мы удаляем электролитические конденсаторы C23 и C24, отсекающие постоянное напряжение, которые не нужны при работе второй пары каналов в мосте, и заменяем их перемычками для проводов, чтобы на крайних проводах разъема CON1-1 получался мостовой выход второго канала.

Средний кабель должен быть удален, а крайний обрезан на плате под разъемы RCA, предназначенные для подключения сателлитов. Подключаем динамики к этим крайним проводам разъема CON1-1 и разъемам заводского сабвуфера. Вот как должна выглядеть плата после доработки:

В случае эффекта подавления низких частот меняем провода одного динамика с другим, например, подключенного к CON1-1, чтобы оба динамика играли в согласованной фазе. Это можно проверить подав синусоидальный НЧ сигнал на вход усилителя, оба должны при правильном подключении дергаться в одном направлении.

Кроме того, также можем использовать усилитель на TDA7375 в автомобиле. Просто подключите источник питания или аккумулятор 12 В к разъему CON2. Оставляя диоды D1, D2, D3 и D4, схема устойчива к обратной полярности источника питания, однако при этом на диодах происходит падение напряжения и потеря мощности. Чтобы избежать этого удалите диоды либо подключите источник питания параллельно фильтрующему конденсатору C33, не забывая использовать предохранитель, либо используйте разъем CON2 и замените диоды D2 и D4 на перемычки для проводов и подключите источник питания в соответствии с полярностью, отмеченной на фотографии платы, к разъему CON2.

А ещё можете переделать этот УНЧ в стерео-усилитель в режиме двойного моста, удалив электролитические конденсаторы C23 и C24, заменив их перемычками, вынув конденсатор C28, не заменяя его перемычкой, а затем соедините ножки 4 и 5 с колодкой конденсатора C19 ближе к встроенному усилителю мощности и ножкам 11 и 12 с аналогичной конденсаторной площадкой C20.

Недавно была сделана аналогичная модификация на основе сдвоенной микросхемы TDA7378, и пока она работает в автомобиле без проблем. Скачать плату и даташит к TDA7375

TDA7385 — схема четырех канального усилителя мощности

Также одним немаловажным фактором у TDA7386 является наличие эффективной системы защиты от короткого замыкания в нагрузке и перегрева. Кроме этого, у чипа есть функция MUTE, которая может, в случае необходимости отключать входные цепи микросхемы. На сегодняшний день такие четырех-канальные микросхемы как TDA7386 и TDA7385 очень востребованы радиолюбителями.

Особенно, такой четырех-канальный УМЗЧ популярен у тех, кто собирают собственными руками новые либо модернизируют штатные автомобильные усилители мощности. Здесь все дело в том, что усилитель в таком варианте значительно проще собрать и настроить, чем сделать схему на дискретных компонентах.

К тому же этот аппарат обладает превосходными электрическими характеристиками, имеет малые нелинейные искажения и эффективную защиту, следовательно, и воспроизводит звук высокого качества. Учитывая такие хорошие характеристики микросхемы и великолепное звучание, ее в большинстве случаев применяют как оконечный усилитель мощности в автомобильных магнитолах высокого качества и как следствие — дорогих.

Данная микросхема подключается почти также как указывает даташит с некоторым исключением. В целом эта схема выполнена с использованием минимума внешних электронных компонентов в обвязке чипа. Такой вариант построения усилителя мощности позволяет быстро собрать аппарат не только опытным радиолюбителям, но и тем, кто только начинает учится в этом деле. Что касается деталей используемых в обвязки микросхемы, то все резисторы являются металлопленочными с номинальной мощностью рассеивания 0.125 — 0.25 Вт.

Установленные в схеме конденсаторы должны быть с номинальном напряжением не менее 25v, подключаемая к УМЗЧ акустическая система может быть с динамиками имеющими сопротивление 4Ом либо 8Ом. Теплоотвод для охлаждения микросхемы, желательно поставить побольше, настолько, насколько позволяет корпус УМ, чтобы гарантировать надежный отвод тепла выделяемого чипом.

В случае, когда вам не требуется пользоваться функциями режима ожидания Stand By и временным отключением звука MUTE, то вам нужно будет сразу подключить эти выходы микросхемы к проводу положительного напряжения. Это будет означать, что в момент подачи напряжения питания, магнитола включится в автоматическом режиме, мягко и без щелчков.(ред)

Питающее напряжение усилителя составляет 12v — 18v, поэтому схема, собранная на TDA7386 может работать как в автомобиле, так и аудиосистемах для домашнего использования. Такое устройство можно свободно разместить, например в корпусе персонального компьютера, места там вполне хватит. Однако, сначала нужно убедится в достаточной мощности блока питания установленного в ПК, так чтобы он смог потянуть работу компьютера и усилителя мощности.

С такими звуковыми характеристиками, этот УМЗ отлично подойдет для геймеров, которые используют компьютерные игры многоканального звукового сопровождения. Если есть желание, то можно будет изготовить систему на восемь каналов с выходной мощностью каждого звукового тракта до 40 Вт, задействовав при этом только одну пару микросхем и один большой по площади рассеивания теплоотвод для охлаждения.

Похожие материалы

  • Усилитель УНЧ на TDA1558
  • УМЗЧ с крайне глубокой ООС
  • Транзисторный усилитель мощности для диапазона 144 и 430 МГц
  • бестрансформаторный лампово-транзисторный усилитель мощности
  • Усовершенствованный бестрансформаторный лампово-транзисторный усилитель мощности
  • Ламповый усилитель на EL84
  • Двухтактный усилитель на лампах 6П13С
  • УКВ (FМ) усилитель мощности 1.5 Вт
  • Приемник для охоты на лис на диапазон 80 метров
  • Широкополосный реверсивный усилитель
Всего комментариев:
Социальные сети
Календарь
ПнВтСрЧтПтСбВс
1234567
1213
16
25
30
Рекламный блок
Радиолюбитель 2020

Усилитель мощности на TDA7386

STMicroelectronics продолжает удивлять любителей мощного автомобильного звука. ИМС четырехканального УМЗЧ TDA7560, каждый канал которой имеет мостовой выход и развивает в нагрузке 4 Ома мощность 45 Вт (по стандарту EIAJ), а на двухомной — даже 77 Вт! 4×77 Вт от одной микросхемы в корпусе Flexiwatt25 (тепловое сопротивление -переход-корпус” 1°С/Вт) размерами 29,3×22,8×4,65 мм без преобразователей напряжения, настроек и выходных “электролитов” — разве это не мечта автомеломана?

Выходные каскады выполнены на комплиментарных P/N-канальных полевых транзисторах в режиме класса АВ и работают с максимальным выходным током до 9А, а встроенные системы защиты от перегрузок обеспечивают безопасность при К.З. как на землю”, так и на шину питания, переполюсовке питания, а также при превышении токов и температуры кристалла.

Специальный вывод HSD (High Side Driver) в аварийном режиме может быть использован для коммутации (на землю”) индикатора, зуммера или другого устройства с током до 0,35 А.

Стандартные задаваемые извне режимы приглушения (MUTE, вывод 22) и дежурного режима с потреблением 75 мкА (ST-BY, вывод 4; в нормальном режиме молчания ИМС потребляет 200 мА) дополнены встроенным автоприглушением при снижении напряжения питания ниже 7 В.

Собственные шумы и искажения с большим запасом соответствуют требованиям HiFi: шумовое напряжение 50 мкВ на выходе соответствует динамическому диапазону свыше 100 дБ, а коэффициент гармоник  даже на 2-омной нагрузке находится на уровне 0,01% на средних и 0,1% на высших звуковых частотах.
С указанными на схеме номиналами С1-С4 = 0,1 мкФ нижняя граничная частота равна примерно 16 Гц. Входы управления режимами MUTE и ST-BY являются КМОП-совместимыми, потребляют токи 10-18 мкА. Если эти режимы не используются, то рекомендуется заземление выводов 4 и 22.

Напряжение питания Vcc………………………………8…18В

Максимальное напряжение на выв. Vcc … 28В (50 пик.)

Коэфф-т подавления пульсаций напр., пит…………70 дБ

Разность пост. напр., на выходе……………………< 80 мВ

Коэффициент усиления Кu………………………….26 ±1 дБ

Верхняя граничная частота…………………………..300 кГц

Коэффициент гармоник на нагрузке 2 Ома:

— при мощности 4 Вт…………………………………….0.006%

— при мощности 10 Вт…………………………………..0,015%

Входное сопротивление…………………………100+/-20 кОм

Переходное затухание между каналами……………70 дБ
 

Оцените статью:

Что можно приготовить из кальмаров: быстро и вкусно

Усилитель звука на TDA7294

К этому усилителю в интернете очень много притензий на этой микросхеме, что быстро сгорает, что самовозбуждается.Но не правда,все недостатки если происходят,то изза самого радиолюбителя.Схема усилителя на 100Вт на микросхеме тда7294 имеет защиту от короткого замыкания и с защитой от перегрева.

Схема усилителя:

Одной из основных особенностей этой микросхемы является применение полевых транзисторов в предварительных и выходных каскадах усиления. К ее достоинствам относятся большая выходная мощность (до 100 Вт на нагрузке сопротивлением 4 Ом), возможность работы в широком диапазоне питающих напряжений, высокие технические характеристики (малые искажения, низкий уровень шума, широкий диапазон рабочих частот и т.д.), минимум необходимых внешних компонентов и небольшая стоимость.

Схема простая,и буквально не очень капризная.

Как видно по схеме конденсатора С10 нет. Он нужен для микросхемы TDA7293 (140W), и ставиться он место C9 между 6й и 12й ногами микросхемы. Вместо диода КД522 я поставил 1N4001.

Микросхему нужно ставить на радиатор из аллюминия площадью 600см 2 или больше

Если вы хотите пустить звук на два канала,то соответственно вам нужно будет сделать две таких схемы


Это многократно проверенная схема самодельного 100 ваттного усилителя на популярной микросхеме TDA7294 усиленной парой мощных транзисторов на выходе. Схема эта предназначена для низкоомной нагрузки, но в ней бОльшая часть выходного тока снимается не с микросхемы, а поставляется в нагрузку дополнительными транзисторами. А микросхема ими только управляет. УМЗЧ предназначен для работы с низкоомной нагрузкой, мощностью от 100 ватт.

Как видно, усилитель на МС TDA7294 дополняется двумя мощными выходными транзисторами, работающими в режиме В. Они усиливают выходной ток микросхемы, поэтому на ней рассеивается гораздо меньшая мощность, из-за чего можно поднять напряжение питания, чтобы получить повышенную мощность в нагрузке. В состоянии покоя выходные транзисторы закрыты и тока от источника питания не потребляют. При небольшом уровне сигнала (до ~0,5 вольт на нагрузке) транзисторы не открываются, а выходной сигнал протекает с выхода микросхемы в нагрузку через резистор R7. При этом на нем появляется напряжение. С ростом уровня сигнала напряжение на R7 растет, и когда оно достигает ~0,6 вольт (это соответствует мощности 30…50 мВт на нагрузке 4 Ома), выходные транзисторы начинают открываться. При маленьких выходных напряжениях выходные транзисторы открываются только на пиках громкости на непродолжительное время. По мере роста выходного сигнала, выходной каскад включается в работу, беря на себя питание нагрузки. При этом от микросхемы в динамик поступает только 10% мощности и еще ~10% от выходной мощности микросхема тратит на раскачку выходных транзисторов.


Таким образом, можно работать на низкоомной нагрузке и получить на ней максимум напряжения и тока без перегрева микросхемы. В отличие от «параллельного» включения, здесь микросхема выполняет роль предварительного каскада, а основной мощностью управляют дополнительные транзисторы. Такое включение будет неплохим вариантом для раскачки мощного сабвуфера, причем его мощность доходит до 100 Вт. Умощненная микросхема как раз легко такую мощность дает. Второй вариант — НЧ/СЧ канал двухполосного усилителя (ВЧ канал сделан на TDA7294 без умощнения) для озвучки помещения. В качестве выходных можно использовать только биполярные транзисторы! У полевых для открывания нужно приложить большое напряжение — порядка 4 вольт, а то и больше. А это напряжение образуется на резисторе R7. Его мощность при этом должна быть минимум 5 Вт, греться он будет соответственно. А, главное, на малой мощности будет работать только одна микросхема без выходников.


Катушку L1 можно намотать прямо на R8. Для этого берется резистор типа МЛТ-2 Вт и на него наматывается 2 слоя провода диаметром 1 мм. Верхний слой должен быть короче, чтобы витки не сползали. Катушку слегка пропитать клеем, чтобы не разлезалась. Выводы катушки наматываем на выводы резистора. Для микросхемы понадобится небольшой радиатор. Можно ее и транзисторы поставить на общий радиатор через прокладки. После сборки усилителя надо убедиться в отсутствии самовозбуждения, посмотрев на сигнал при помощи осциллографа.


Для повышения выходной мощности усилителя свыше 100 ватт, надо напряжение питания транзисторов поднять до 50 вольт нестабилизированным напряжением. А для микросхемы используем стабилизатор на +- 38 вольт. Стабилизатор включается в разрывы цепей питания микросхемы в точках А и Б. Теперь просадки напряжения питания на микросхему не влияют, поэтому питание микросхемы всегда максимально и она всегда может выдать максимум выходного напряжения. А значит напряжение и мощность на нагрузке всегда будут максимально возможными.

Представляемый усилитель благодаря своим великолепным техническим характеристикам рекомендуется для работы с домашним электроакустическим оборудованием Hi-Fi.

В его конструкции использованы интегральные схемы TDA7294, производимые фирмой SGS-THOMPSON. В своей структуре ониимеют защиту от замыкания в нагрузке от перегрева, а также систему шумопонижения.

Технические характеристики усилителя:

  • входное сопротивление 22 кОм;
  • полоса воспроизводимых частот 20 Гц-100 кГц;
  • мощность выходная постоянная 70 Вт/8 Ом;
  • мощность музыкальная 100 Вт/8 Ом (ІІвр. +/- 40 В).

Принципиальная схема

Входной сигнал подается на вход усилителя через конденсатор С1 и низкочастотный фильтр, состоящий из резистора R1 и конденсатора С2. Резистор R4 вводит отрицательную обратную связь. Схемы «MUTT» и «STANDBY», которыми оборудован усилитель, автоматически включаются после включения питания.

Рис. 1. Принципиальная схема мощного УНЧ на микросхеме TDA7294 (100 Вт).

В случае возникновения необходимости изменения постоянной временной этих контуров следует соответствующим образом подобрать величины конденсаторов С9 и СЮ. Не рекомендуется уменьшать величины резисторов R5 и R6, так как это может привести к превышению максимально допустимого входного тока для входов «MUNF» и «STANDBY».

Детали и монтаж

Встроенная термическая защита выключает усилитель при росте температуры схемы более 145 °С. Монтаж усилителя не должен представлять сложностей. Сборку следует начать с впайки всех перемычек. Затем нужно впаять резисторы и конденсаторы.

Интегральные схемы следует сначала прикрепить к радиаторам, а затем впаять в плату. Это предохранит точки пайки от случайного отрывания.

Радиаторы, которые необходимо использовать в усилителе, должны обеспечивать соответствующий отвод тепла от интегральных схем, в противном случае они будут выключаться.

Для полного использования возможностей усилителя его следует оборудовать хорошим блоком питания. Лучше всего использовать тороидальный трансформатор мощностью 300 Вт и батарею конденсаторов 2 х 10000 мкФ. Можно также использовать два трансформатора мощностью 150 Вт каждый и установить отдельные блоки питания для каждого канала.

US1 TDA7294
С1 1 мкФ
С2 2,2 нФ
СЗ 22 мкФ/16 В
С4,С7 100 нФ
С8 22 мкФ/40 В
С4, С5 1000 мкФ/40 В
С9, С10 10 мкф/35 В
R1 450 Ом
R2, R4, R5, R6 22 кОм
R3 680 Ом

Напряжение, питающее усилитель, может быть в границах +/-10-+/- 40 В. В любом случае нельзя превышать напряжение в 40 В, поскольку это грозит повреждением дорогостоящих интегральных схем.

При включении усилителя необходимо последовательно с питанием включить резистор мощностью в несколько ватт и с сопротивлением в несколько десятков ом, что предохранит интегральные схемы в случае замыканий на плате.

Ток покоя усилителя при питании напряжением +/-40 В не должен быть больше 60 мА. Постоянное напряжение на выходе интегральных схем, измеряемое относительно массы, должно быть равно 0 В.

Комментарии (12):

#1 Владимир Январь 08 2017

Собрал данное устройство. По ошибке при первом включении подключил неправильно полярность вылетел диод один 4001 D4 и конденсатор 220мкф 63в С11 рванул, заменил, транзисторы все прозвонил рабочие 100пудов. Итог при включении постоянка на выходе(лампочка 12в горит ярко(24вольта причем обратной полярности)) и греется резистор R4 и дуется конденцатор С2. Народ если кто знает решение отзовитесь, может схема нерабочая? кто собирал?

#2 root Январь 09 2017

После подобного случая проверку стоит начать с отключенного от усилителя источника питания, прозвонить выпрямительные диоды и измерить напряжения на выходе для каждого плеча (+ и земля, — и земля).
После этого:

  • Проверка монтажа, нет ли лишних соединений, все ли детали хорошо пропаяны, соответствует ли соединения на печатной плате принципиальной схеме усилителя;
  • Проверка номиналов всех деталей — сопротивление резисторов желательно проверить тестером, диоды и транзисторы прозвонить;
  • Все электролитические конденсаторы желательно заменить, некоторые уже могут быть подпорчены и без внешних признаков неисправности;
  • Перед включением усилителя в разрыв каждой линии питания можно временно подключить по лампочке рассчитанной на напряжение питания, или же по предохранителю на 2-3А.

#3 Владимир Февраль 26 2017

Спасибо большое, думал никто и не ответит. Все хорошо пропаяно, все детали прозвонил. Может дело в питании, я брал с компьютерного блока питания 2 обмотки по 12вольт переменки в итоге выпрямления получил +30 общий -30 вольт может этого много?)))) Ну или может у меня не те транзисторы, TIP142 и TIP147 только вот они нифига не похожи на те что тут на фотографии(больше по размерам). Самое интересное то что когда я мерю напряжение на базе одного из них(TIP) то у одного 2вольта а у другого чет в районе 50вольт. Я не мега шарю в радиоделе просто увидел решил собрать плату вытравил с принтера так что ошибки не может быть. Ездил даже в сервисный центр с моим устройством, развели руками не могут понять принцип этой схемы. Жаль потраченного времени и денег. Понимаю что моя ошибка что поторопился но блин я же поменял неисправные детали и все ровно не работает. Жаль что мальенькая вероятность работы схем из интернета. Думаю может это все 241 транзюк виноват или мелкий 556. Но и их я менял))) Так что……..

#4 root Февраль 27 2017

Насчет компьютерного БП — в данном случае идея не очень хорошая, там скорее всего нужна более серьезная переделка чем просто домотать/отмотать обмотки. И еще, насчет линий питания 12В, которые присутствуют изначально в компьютерном БП — одна из них (синий провод, -12В) рассчитана на очень маленький ток (0.3-0,5А).
Здесь лучше использовать хотя бы 4 аккумулятора по 12В (24+24В) или же достать/изготовить трансформатор с двумя вторичными обмотками на напряжение порядка 30В и ток 4-6А. После выпрямления диодным мостом и сглаживания электролитическими конденсаторами получим напряжение где-то в районе 2х40В.
Проверить тестером диоды D2, D3, D4, они должны быть такого номинала как на схеме, это важно.
Вполне возможно что вы в шаге от работающей схемы, кто знает…

Схема двуполярного блока питания:

#5 Andriy Август 07 2017

яке навантаження в Омах можна давати

#6 root Август 07 2017

4 Ома, 8 Ом…

#7 Александр Анатольевич Март 05 2018

Этот усилитель собирать НЕЛЬЗЯ! Он горит, как с добрым утром. Я уж не знаю, что там в нём прекрасно сбалансировано, но лучше сделать какую нибудь другую схему, например усилитель Брагина 1, Трошина (модернизированный) Лайкова, Худа, и. т.д.

Ездил даже в сервисный центр с моим устройством, развели руками не могут понять принцип этой схемы ***** обходите этот «сервис» стороной.. там неучи.. классический вариант унч….это им не модуля и емкостя менять….за нереальные деньги..не понимая как это работает..

#9 паша Март 14 2018

Я собирал его работает отлично,у друга работает до сих пор на s90 4om жалоб нет легкая схема и повторяемость 100% работает без настройки!

#10 CcbikyH Март 14 2018

Печатка разведена криво, смещение выхода мало, температурной стабилизации нет — он сгорит.

#11 АЛЕКСЕЙ Июнь 02 2018

Собрал. Работает от 40 вольт на входе. Мощность довольно хорошая. Но тестил его без радиаторов и в итоге после минуты работы сгорели все транзисторы. Так что даже не стоит пытаться запускать его без дополнительного охлаждения

#12 Master Апрель 06 2019

Собирал на ТИПАХ. Круто играл, питание около 36 вольт +/-, вместе 72 вольта было чтобы понятнее, питание брал от старого видеомагнитофона. ТИПЫ сгорели даже при радиаторе… Поменял и ещё установил 2 кулера от компа. Сделал отдельный включатель чтобы они не шумели когда нужно послушать тихо. В общем обдув хороший нужен на большой громкости. Схема супер. Самая легкая и очень мощная. Даже мне без опыта удалось собрать для эксперимента.

– Сосед запарил по батарее стучать. Сделал музыку громче, чтобы его не слышать.
(Из фольклора аудиофилов).

Эпиграф иронический, но аудиофил совсем не обязательно «больной на всю голову» с физиономией Джоша Эрнеста на брифинге по вопросам отношений с РФ, которого «прёт» оттого, что соседи «счастливы». Кто-то хочет слушать серьезную музыку дома как в зале. Качество аппаратуры для этого нужно такое, какое у любителей децибел громкости как таковых просто не помещается там, где у здравомыслящих людей ум, но у последних оный за разум заходит от цен на подходящие усилители (УМЗЧ, усилитель мощности звуковой частоты). А у кого-то попутно возникает желание приобщиться к полезным и увлекательным сферам деятельности – технике воспроизведения звука и вообще электронике. Которые в век цифровых технологий неразрывно связаны и могут стать высокодоходной и престижной профессией. Оптимальный во всех отношениях первый шаг в этом деле – сделать усилитель своими руками: именно УМЗЧ позволяет с начальной подготовкой на базе школьной физики на одном и том же столе пройти путь от простейших конструкций на полвечера (которые, тем не менее, неплохо «поют») до сложнейших агрегатов, через которые с удовольствием сыграет и хорошая рок-группа. Цель данной публикации – осветить первые этапы этого пути для начинающих и, возможно, сообщить кое-что новое опытным.

Простейшие

Итак, для начала попробуем сделать усилитель звука, который просто работает. Чтобы основательно вникнуть в звукотехнику, придется постепенно освоить довольно много теоретического материала и не забывать по мере продвижения обогащать багаж знаний. Но любая «умность» усваивается легче, когда видишь и щупаешь, как она работает «в железе». В этой статье далее тоже без теории не обойдется – в том, что нужно знать поначалу и что возможно пояснить без формул и графиков. А пока достаточно будет умения и пользоваться мультитестером.

Примечание: если вы до сих пор не паяли электронику, учтите – ее компоненты нельзя перегревать! Паяльник – до 40 Вт (лучше 25 Вт), максимально допустимое время пайки без перерыва – 10 с. Паяемый вывод для теплоотвода удерживается в 0,5-3 см от места пайки со стороны корпуса прибора медицинским пинцетом. Кислотные и др. активные флюсы применять нельзя! Припой – ПОС-61.

Слева на рис. – простейший УМЗЧ, «который просто работает». Его можно собрать как на германиевых, так и на кремниевых транзисторах.

На этой крошке удобно осваивать азы наладки УМЗЧ с непосредственными связями между каскадами, дающими наиболее чистый звук:

  • Перед первым включением питания нагрузку (динамик) отключаем;
  • Вместо R1 впаиваем цепочку из постоянного резистора на 33 кОм и переменного (потенциометра) на 270 кОм, т.е. первый прим. вчетверо меньшего, а второй прим. вдвое большего номинала против исходного по схеме;
  • Подаем питание и, вращая движок потенциометра, в точке, обозначенной крестиком, выставляем указанный ток коллектора VT1;
  • Снимаем питание, выпаиваем временные резисторы и замеряем их общее сопротивление;
  • В качестве R1 ставим резистор номинала из стандартного ряда, ближайшего к измеренному;
  • Заменяем R3 на цепочку постоянный 470 Ом + потенциометр 3,3 кОм;
  • Так же, как по пп. 3-5, в т. а выставляем напряжение, равное половине напряжения питания.

Точка а, откуда снимается сигнал в нагрузку это т. наз. средняя точка усилителя. В УМЗЧ с однополярным питанием в ней выставляют половину его значения, а в УМЗЧ в двухполярным питанием – ноль относительно общего провода. Это называется регулировкой баланса усилителя. В однополярных УМЗЧ с емкостной развязкой нагрузки отключать ее на время наладки не обязательно, но лучше привыкать делать это рефлекторно: разбалансированный 2-полярный усилитель с подключенной нагрузкой способен сжечь свои же мощные и дорогие выходные транзисторы, а то и «новый, хороший» и очень дорогой мощный динамик.

Примечание: компоненты, требующие подбора при наладке устройства в макете, на схемах обозначаются или звездочкой (*), или штрихом-апострофом (‘).

В центре на том же рис. – простой УМЗЧ на транзисторах, развивающий уже мощность до 4-6 Вт на нагрузке 4 Ом. Хотя и работает он, как и предыдущий, в т. наз. классе AB1, не предназначенном для Hi-Fi озвучивания, но, если заменить парой таких усилитель класса D (см. далее) в дешевых китайских компьютерных колонках, их звучание заметно улучшается. Здесь узнаем еще одну хитрость: мощные выходные транзисторы нужно ставить на радиаторы. Компоненты, требующие дополнительного охлаждения, на схемах обводятся пунктиром; правда, далеко не всегда; иногда – с указанием необходимой рассеивающей площади теплоотвода. Наладка этого УМЗЧ – балансировка с помощью R2.

Справа на рис. – еще не монстр на 350 Вт (как был показан в начале статьи), но уже вполне солидный зверюга: простой усилитель на транзисторах мощностью 100 Вт. Музыку через него слушать можно, но не Hi-Fi, класс работы – AB2. Однако для озвучивания площадки для пикника или собрания на открытом воздухе, школьного актового или небольшого торгового зала он вполне пригоден. Любительская рок-группа, имея по такому УМЗЧ на инструмент, может успешно выступать.

В этом УМЗЧ проявляются еще 2 хитрости: во-первых, в очень мощных усилителях каскад раскачки мощного выхода тоже нужно охлаждать, поэтому VT3 ставят на радиатор от 100 кв. см. Для выходных VT4 и VT5 нужны радиаторы от 400 кв. см. Во-вторых, УМЗЧ с двухполярным питанием совсем без нагрузки не балансируются. То один, то другой выходной транзистор уходит в отсечку, а сопряженный в насыщение. Затем, на полном напряжении питания скачки тока при балансировке способны вывести из строя выходные транзисторы. Поэтому для балансировки (R6, догадались?) усилитель запитывают от +/–24 В, а вместо нагрузки включают проволочный резистор 100…200 Ом. Кстати, закорючки в некоторых резисторах на схеме – римские цифры, обозначающие их необходимую мощность рассеяния тепла.

Примечание: источник питания для этого УМЗЧ нужен мощностью от 600 Вт. Конденсаторы сглаживающего фильтра – от 6800 мкФ на 160 В. Параллельно электролитическим конденсаторам ИП включаются керамические по 0,01 мкФ для предотвращения самовозбуждения на ультразвуковых частотах, способного мгновенно сжечь выходные транзисторы.

На полевиках

На след. рис. – еще один вариант достаточно мощного УМЗЧ (30 Вт, а при напряжении питания 35 В – 60 Вт) на мощных полевых транзисторах:

Звук от него уже тянет на требования к Hi-Fi начального уровня (если, разумеется, УМЗЧ работает на соотв. акустические системы, АС). Мощные полевики не требуют большой мощности для раскачки, поэтому и предмощного каскада нет. Еще мощные полевые транзисторы ни при каких неисправностях не сжигают динамики – сами быстрее сгорают. Тоже неприятно, но все-таки дешевле, чем менять дорогую басовую головку громкоговорителя (ГГ). Балансировка и вообще наладка данному УМЗЧ не требуются. Недостаток у него, как у конструкции для начинающих, всего один: мощные полевые транзисторы много дороже биполярных для усилителя с такими же параметрами. Требования к ИП – аналогичные пред. случаю, но мощность его нужна от 450 Вт. Радиаторы – от 200 кв. см.

Примечание: не надо строить мощные УМЗЧ на полевых транзисторах для импульсных источников питания, напр. компьютерных. При попытках «загнать» их в активный режим, необходимый для УМЗЧ, они или просто сгорают, или звук дают слабый, а по качеству «никакой». То же касается мощных высоковольтных биполярных транзисторов, напр. из строчной развертки старых телевизоров.

Сразу вверх

Если вы уже сделали первые шаги, то вполне естественным будет желание построить УМЗЧ класса Hi-Fi, не вдаваясь слишком глубоко в теоретические дебри. Для этого придется расширить приборный парк – нужен осциллограф, генератор звуковых частот (ГЗЧ) и милливольтметр переменного тока с возможностью измерения постоянной составляющей. Прототипом для повторения лучше взять УМЗЧ Е. Гумели, подробно описанный в «Радио» №1 за 1989 г. Для его постройки понадобится немного недорогих доступных компонент, но качество удовлетворяет весьма высоким требованиям: мощность до 60 Вт, полоса 20-20 000 Гц, неравномерность АЧХ 2 дБ, коэффициент нелинейных искажений (КНИ) 0,01%, уровень собственных шумов –86 дБ. Однако наладить усилитель Гумели достаточно сложно; если вы с ним справитесь, можете браться за любой другой. Впрочем, кое-какие из известных ныне обстоятельств намного упрощают налаживание данного УМЗЧ, см. ниже. Имея в виду это и то, что в архивы «Радио» пробраться не всем удается, уместно будет повторить основные моменты.

Схемы простого высококачественного УМЗЧ

Схемы УМЗЧ Гумели и спецификация к ним даны на иллюстрации. Радиаторы выходных транзисторов – от 250 кв. см. для УМЗЧ по рис. 1 и от 150 кв. см. для варианта по рис. 3 (нумерация оригинальная). Транзисторы предвыходного каскада (КТ814/КТ815) устанавливаются на радиаторы, согнутые из алюминиевых пластин 75х35 мм толщиной 3 мм. Заменять КТ814/КТ815 на КТ626/КТ961 не стоит, звук заметно не улучшается, но налаживание серьезно затрудняется.

Этот УМЗЧ очень критичен к электропитанию, топологии монтажа и общей, поэтому налаживать его нужно в конструктивно законченном виде и только со штатным источником питания. При попытке запитать от стабилизированного ИП выходные транзисторы сгорают сразу. Поэтому на рис. даны чертежи оригинальных печатных плат и указания по наладке. К ним можно добавить что, во-первых, если при первом включении заметен «возбуд», с ним борются, меняя индуктивность L1. Во-вторых, выводы устанавливаемых на платы деталей должны быть не длиннее 10 мм. В-третьих, менять топологию монтажа крайне нежелательно, но, если очень надо, на стороне проводников обязательно должен быть рамочный экран (земляная петля, выделена цветом на рис.), а дорожки электропитания должны проходить вне ее.

Примечание: разрывы в дорожках, к которым подключаются базы мощных транзисторов – технологические, для налаживания, после чего запаиваются каплями припоя.

Налаживание данного УМЗЧ много упрощается, а риск столкнуться с «возбудом» в процессе пользования сводится к нулю, если:

  • Минимизировать межблочный монтаж, поместив платы на радиаторах мощных транзисторов.
  • Полностью отказаться от разъемов внутри, выполнив весь монтаж только пайкой. Тогда не нужны будут R12, R13 в мощном варианте или R10 R11 в менее мощном (на схемах они пунктирные).
  • Использовать для внутреннего монтажа аудиопровода из бескислородной меди минимальной длины.

При выполнении этих условий с возбуждением проблем не бывает, а налаживание УМЗЧ сводится к рутинной процедуре, описанной на рис.

Провода для звука

Аудиопровода не досужая выдумка. Необходимость их применения в настоящее время несомненна. В меди с примесью кислорода на гранях кристаллитов металла образуется тончайшая пленочка окисла. Оксиды металлов полупроводники и, если ток в проводе слабый без постоянной составляющей, его форма искажается. По идее, искажения на мириадах кристаллитов должны компенсировать друг друга, но самая малость (похоже, обусловленная квантовыми неопределенностями) остается. Достаточная, чтобы быть замеченной взыскательными слушателями на фоне чистейшего звука современных УМЗЧ.

Производители и торговцы без зазрения совести подсовывают вместо бескислородной обычную электротехническую медь – отличить одну от другой на глаз невозможно. Однако есть сфера применения, где подделка не проходит однозначно: кабель витая пара для компьютерных сетей. Положить сетку с длинными сегментами «леварем», она или вовсе не запустится, или будет постоянно глючить. Дисперсия импульсов, понимаешь ли.

Автор, когда только еще пошли разговоры об аудиопроводах, понял, что, в принципе, это не пустая болтовня, тем более, что бескислородные провода к тому времени уже давно использовались в технике спецназначения, с которой он по роду деятельности был хорошо знаком. Взял тогда и заменил штатный шнур своих наушников ТДС-7 самодельным из «витухи» с гибкими многожильными проводами. Звук, на слух, стабильно улучшился для сквозных аналоговых треков, т.е. на пути от студийного микрофона до диска нигде не подвергавшихся оцифровке. Особенно ярко зазвучали записи на виниле, сделанные по технологии DMM (Direct Meta lMastering, непосредственное нанесение металла). После этого межблочный монтаж всего домашнего аудио был переделан на «витушный». Тогда улучшение звучания стали отмечать и совершенно случайные люди, к музыке равнодушные и заранее не предуведомленные.

Как сделать межблочные провода из витой пары, см. след. видео.

Видео: межблочные провода из витой пары своими руками

К сожалению, гибкая «витуха» скоро исчезла из продажи – плохо держалась в обжимаемых разъемах. Однако, к сведению читателей, только из бескислородной меди делается гибкий «военный» провод МГТФ и МГТФЭ (экранированный). Подделка невозможна, т.к. на обычной меди ленточная фторопластовая изоляция довольно быстро расползается. МГТФ сейчас есть в широкой продаже и стоит много дешевле фирменных, с гарантией, аудиопроводов. Недостаток у него один: его невозможно выполнить расцвеченным, но это можно исправить бирками. Есть также и бескислородные обмоточные провода, см. далее.

Теоретическая интермедия

Как видим, уже на первых порах освоения звукотехники нам пришлось столкнуться с понятием Hi-Fi (High Fidelity), высокая верность воспроизведения звука. Hi-Fi бывают разных уровней, которые ранжируются по след. основным параметрам:

  1. Полосе воспроизводимых частот.
  2. Динамическому диапазону – отношению в децибелах (дБ) максимальной (пиковой) выходной мощности к уровню собственных шумов.
  3. Уровню собственных шумов в дБ.
  4. Коэффициенту нелинейных искажений (КНИ) на номинальной (долговременной) выходной мощности. КНИ на пиковой мощности принимается 1% или 2% в зависимости от методики измерений.
  5. Неравномерности амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) в полосе воспроизводимых частот. Для АС – отдельно на низких (НЧ, 20-300 Гц), средних (СЧ, 300-5000 Гц) и высоких (ВЧ, 5000-20 000 Гц) звуковых частотах.

Примечание: отношение абсолютных уровней каких-либо величин I в (дБ) определяется как P(дБ) = 20lg(I1/I2). Если I1

Все тонкости и нюансы Hi-Fi нужно знать, занимаясь проектированием и постройкой АС, а что касается самодельного Hi-Fi УМЗЧ для дома, то, прежде чем переходить к таким, нужно четко уяснить себе требования к их мощности, необходимой для озвучивания данного помещения, динамическому диапазону (динамике), уровню собственных шумов и КНИ. Добиться от УМЗЧ полосы частот 20-20 000 Гц с завалом на краях по 3 дБ и неравномерностью АЧХ на СЧ в 2 дБ на современной элементной базе не составляет больших сложностей.

Громкость

Мощность УМЗЧ не самоцель, она должна обеспечивать оптимальную громкость воспроизведения звука в данном помещении. Определить ее можно по кривым равной громкости, см. рис. Естественных шумов в жилых помещениях тише 20 дБ не бывает; 20 дБ это лесная глушь в полный штиль. Уровень громкости в 20 дБ относительно порога слышимости это порог внятности – шепот разобрать еще можно, но музыка воспринимается только как факт ее наличия. Опытный музыкант может определить, какой инструмент играет, но что именно – нет.

40 дБ – нормальный шум хорошо изолированной городской квартиры в тихом районе или загородного дома – представляет порог разборчивости. Музыку от порога внятности до порога разборчивости можно слушать при наличии глубокой коррекции АЧХ, прежде всего по басам. Для этого в современные УМЗЧ вводят функцию MUTE (приглушка, мутирование, не мутация!), включающую соотв. корректирующие цепи в УМЗЧ.

90 дБ – уровень громкости симфонического оркестра в очень хорошем концертном зале. 110 дБ может выдать оркестр расширенного состава в зале с уникальной акустикой, каких в мире не более 10, это порог восприятия: звуки громче воспринимаются еще как различимый по смыслу с усилием воли, но уже раздражающий шум. Зона громкости в жилых помещениях 20-110 дБ составляет зону полной слышимости, а 40-90 дБ – зону наилучшей слышимости, в которой неподготовленные и неискушенные слушатели вполне воспринимают смысл звука. Если, конечно, он в нем есть.

Мощность

Расчет мощности аппаратуры по заданной громкости в зоне прослушивания едва ли не основная и самая трудная задача электроакустики. Для себя в условиях лучше идти от акустических систем (АС): рассчитать их мощность по упрощенной методике, и принять номинальную (долговременную) мощность УМЗЧ равной пиковой (музыкальной) АС. В таком случае УМЗЧ не добавит заметно своих искажений к таковым АС, они и так основной источник нелинейности в звуковом тракте. Но и делать УМЗЧ слишком мощным не следует: в таком случае уровень его собственных шумов может оказаться выше порога слышимости, т.к. считается он от уровня напряжения выходного сигнала на максимальной мощности. Если считать совсем уж просто, то для комнаты обычной квартиры или дома и АС с нормальной характеристической чувствительностью (звуковой отдачей) можно принять след. значения оптимальной мощности УМЗЧ:

  • До 8 кв. м – 15-20 Вт.
  • 8-12 кв. м – 20-30 Вт.
  • 12-26 кв. м – 30-50 Вт.
  • 26-50 кв. м – 50-60 Вт.
  • 50-70 кв. м – 60-100 Вт.
  • 70-100 кв. м – 100-150 Вт.
  • 100-120 кв. м – 150-200 Вт.
  • Более 120 кв. м – определяется расчетом по данным акустических измерений на месте.

Динамика

Динамический диапазон УМЗЧ определяется по кривым равной громкости и пороговым значениям для разных степеней восприятия:

  1. Симфоническая музыка и джаз с симфоническим сопровождением – 90 дБ (110 дБ – 20 дБ) идеал, 70 дБ (90 дБ – 20 дБ) приемлемо. Звук с динамикой 80-85 дБ в городской квартире не отличит от идеального никакой эксперт.
  2. Прочие серьезные музыкальные жанры – 75 дБ отлично, 80 дБ «выше крыши».
  3. Попса любого рода и саундтреки к фильмам – 66 дБ за глаза хватит, т.к. данные опусы уже при записи сжимаются по уровням до 66 дБ и даже до 40 дБ, чтобы можно было слушать на чем угодно.

Динамический диапазон УМЗЧ, правильно выбранного для данного помещения, считают равным его уровню собственных шумов, взятому со знаком +, это т. наз. отношение сигнал/шум.

КНИ

Нелинейные искажения (НИ) УМЗЧ это составляющие спектра выходного сигнала, которых не было во входном. Теоретически НИ лучше всего «затолкать» под уровень собственных шумов, но технически это очень трудно реализуемо. На практике берут в расчет т. наз. эффект маскировки: на уровнях громкости ниже прим. 30 дБ диапазон воспринимаемых человеческим ухом частот сужается, как и способность различать звуки по частоте. Музыканты слышат ноты, но оценить тембр звука затрудняются. У людей без музыкального слуха эффект маскировки наблюдается уже на 45-40 дБ громкости. Поэтому УМЗЧ с КНИ 0,1% (–60 дБ от уровня громкости в 110 дБ) оценит как Hi-Fi рядовой слушатель, а с КНИ 0,01% (–80 дБ) можно считать не искажающим звук.

Лампы

Последнее утверждение, возможно, вызовет неприятие, вплоть до яростного, у адептов ламповой схемотехники: мол, настоящий звук дают только лампы, причем не просто какие-то, а отдельные типы октальных. Успокойтесь, господа – особенный ламповый звук не фикция. Причина – принципиально различные спектры искажений у электронных ламп и транзисторов. Которые, в свою очередь, обусловлены тем, что в лампе поток электронов движется в вакууме и квантовые эффекты в ней не проявляются. Транзистор же прибор квантовый, там неосновные носители заряда (электроны и дырки) движутся в кристалле, что без квантовых эффектов вообще невозможно. Поэтому спектр ламповых искажений короткий и чистый: в нем четко прослеживаются только гармоники до 3-й – 4-й, а комбинационных составляющих (сумм и разностей частот входного сигнала и их гармоник) очень мало. Поэтому во времена вакуумной схемотехники КНИ называли коэффициентом гармоник (КГ). У транзисторов же спектр искажений (если они измеримы, оговорка случайная, см. ниже) прослеживается вплоть до 15-й и более высоких компонент, и комбинационных частот в нем хоть отбавляй.

На первых порах твердотельной электроники конструкторы транзисторных УМЗЧ брали для них привычный «ламповый» КНИ в 1-2%; звук с ламповым спектром искажений такой величины рядовыми слушателями воспринимается как чистый. Между прочим, и самого понятия Hi-Fiтогда еще не было. Оказалось – звучат тускло и глухо. В процессе развития транзисторной техники и выработалось понимание, что такое Hi-Fi и что для него нужно.

В настоящее время болезни роста транзисторной техники успешно преодолены и побочные частоты на выходе хорошего УМЗЧ с трудом улавливаются специальными методами измерений. А ламповую схемотехнику можно считать перешедшей в разряд искусства. Его основа может быть любой, почему же электронике туда нельзя? Тут уместна будет аналогия с фотографией. Никто не сможет отрицать, что современная цифрозеркалка дает картинку неизмеримо более четкую, подробную, глубокую по диапазону яркостей и цвета, чем фанерный ящичек с гармошкой. Но кто-то крутейшим Никоном «клацает фотки» типа «это мой жирный кошак нажрался как гад и дрыхнет раскинув лапы», а кто-то Сменой-8М на свемовскую ч/б пленку делает снимок, перед которым на престижной выставке толпится народ.

Примечание: и еще раз успокойтесь – не все так плохо. На сегодня у ламповых УМЗЧ малой мощности осталось по крайней мере одно применение, и не последней важности, для которого они технически необходимы.

Опытный стенд

Многие любители аудио, едва научившись паять, тут же «уходят в лампы». Это ни в коем случае не заслуживает порицания, наоборот. Интерес к истокам всегда оправдан и полезен, а электроника стала таковой на лампах. Первые ЭВМ были ламповыми, и бортовая электронная аппаратура первых космических аппаратов была тоже ламповой: транзисторы тогда уже были, но не выдерживали внеземной радиации. Между прочим, тогда под строжайшим секретом создавались и ламповые… микросхемы! На микролампах с холодным катодом. Единственное известное упоминание о них в открытых источниках есть в редкой книге Митрофанова и Пикерсгиля «Современные приемно-усилительные лампы».

Но хватит лирики, к делу. Для любителей повозиться с лампами на рис. – схема стендового лампового УМЗЧ, предназначенного именно для экспериментов: SA1 переключается режим работы выходной лампы, а SA2 – напряжение питания. Схема хорошо известна в РФ, небольшая доработка коснулась только выходного трансформатора: теперь можно не только «гонять» в разных режимах родную 6П7С, но и подбирать для других ламп коэффициент включения экранной сетки в ульралинейном режиме; для подавляющего большинства выходных пентодов и лучевых тетродов он или 0,22-0,25, или 0,42-0,45. Об изготовлении выходного трансформатора см. ниже.

Гитаристам и рокерам

Это тот самый случай, когда без ламп не обойтись. Как известно, электрогитара стала полноценным солирующим инструментом после того, как предварительно усиленный сигнал со звукоснимателя стали пропускать через специальную приставку – фьюзер – преднамеренно искажающую его спектр. Без этого звук струны был слишком резким и коротким, т.к. электромагнитный звукосниматель реагирует только на моды ее механических колебаний в плоскости деки инструмента.

Вскоре выявилось неприятное обстоятельство: звучание электрогитары с фьюзером обретает полную силу и яркость только на больших громкостях. Особенно это проявляется для гитар со звукоснимателем типа хамбакер, дающим самый «злой» звук. А как быть начинающему, вынужденному репетировать дома? Не идти же в зал выступать, не зная точно, как там зазвучит инструмент. И просто любителям рока хочется слушать любимые вещи в полном соку, а рокеры народ в общем-то приличный и неконфликтный. По крайней мере те, кого интересует именно рок-музыка, а не антураж с эпатажем.

Так вот, оказалось, что роковый звук появляется на уровнях громкости, приемлемых для жилых помещений, если УМЗЧ ламповый. Причина – специфическое взаимодействие спектра сигнала с фьюзера с чистым и коротким спектром ламповых гармоник. Тут снова уместна аналогия: ч/б фото может быть намного выразительнее цветного, т.к. оставляет для просмотра только контур и свет.

Тем, кому ламповый усилитель нужен не для экспериментов, а в силу технической необходимости, долго осваивать тонкости ламповой электроники недосуг, они другим увлечены. УМЗЧ в таком случае лучше делать бестрансформаторный. Точнее – с однотактным согласующим выходным трансформатором, работающим без постоянного подмагничивания. Такой подход намного упрощает и ускоряет изготовление самого сложного и ответственного узла лампового УМЗЧ.

“Бестрансформаторный” ламповый выходной каскад УМЗЧ и предварительные усилители к нему

Справа на рис. дана схема бестрансформаторного выходного каскада лампового УМЗЧ, а слева – варианты предварительного усилителя для него. Вверху – с регулятором тембра по классической схеме Баксандала, обеспечивающей достаточно глубокую регулировку, но вносящей небольшие фазовые искажения в сигнал, что может быть существенно при работе УМЗЧ на 2-полосную АС. Внизу – предусилитель с регулировкой тембра попроще, не искажающей сигнал.

Но вернемся к «оконечнику». В ряде зарубежных источников данная схема считается откровением, однако идентичная ей, за исключением емкости электролитических конденсаторов, обнаруживается в советском «Справочнике радиолюбителя» 1966 г. Толстенная книжища на 1060 страниц. Не было тогда интернета и баз данных на дисках.

Там же, справа на рис., коротко, но ясно описаны недостатки этой схемы. Усовершенствованная, из того же источника, дана на след. рис. справа. В ней экранная сетка Л2 запитана от средней точки анодного выпрямителя (анодная обмотка силового трансформатора симметричная), а экранная сетка Л1 через нагрузку. Если вместо высокоомных динамиков включить согласующий трансформатор с обычным динамиков, как в пред. схеме, выходная мощность составить ок. 12 Вт, т.к. активное сопротивление первичной обмотки трансформатора много меньше 800 Ом. КНИ этого оконечного каскада с трансформаторным выходом – прим. 0,5%

Как сделать трансформатор?

Главные враги качества мощного сигнального НЧ (звукового) трансформатора – магнитное поле рассеяния, силовые линии которого замыкаются, обходя магнитопровод (сердечник), вихревые токи в магнитопроводе (токи Фуко) и, в меньшей степени – магнитострикция в сердечнике. Из-за этого явления небрежно собранный трансформатор «поет», гудит или пищит. С токами Фуко борются, уменьшая толщину пластин магнитопровода и дополнительно изолируя их лаком при сборке. Для выходных трансформаторов оптимальная толщина пластин – 0,15 мм, максимально допустимая – 0,25 мм. Брать для выходного трансформатора пластины тоньше не следует: коэффициент заполнения керна (центрального стержня магнитопровода) сталью упадет, сечение магнитопровода для получения заданной мощности придется увеличить, отчего искажения и потери в нем только возрастут.

В сердечнике звукового трансформатора, работающего с постоянным подмагничиванием (напр., анодным током однотактного выходного каскада) должен быть небольшой (определяется расчетом) немагнитный зазор. Наличие немагнитного зазора, с одной стороны, уменьшает искажения сигнала от постоянного подмагничивания; с другой – в магнитопроводе обычного типа увеличивает поле рассеяния и требует сердечника большего сечения. Поэтому немагнитный зазор нужно рассчитывать на оптимум и выполнять как можно точнее.

Для трансформаторов, работающих с подмагничиванием, оптимальный тип сердечника – из пластин Шп (просеченных), поз. 1 на рис. В них немагнитный зазор образуется при просечке керна и потому стабилен; его величина указывается в паспорте на пластины или замеряется набором щупов. Поле рассеяния минимально, т.к. боковые ветви, через которые замыкается магнитный поток, цельные. Из пластин Шп часто собирают и сердечники трансформаторов без подмагничивания, т.к. пластины Шп делают из высококачественной трансформаторной стали. В таком случае сердечник собирают вперекрышку (пластины кладут просечкой то в одну, то в другую сторону), а его сечение увеличивают на 10% против расчетного.

Трансформаторы без подмагничивания лучше мотать на сердечниках УШ (уменьшенной высоты с уширенными окнами), поз. 2. В них уменьшение поля рассеяния достигается за счет уменьшения длины магнитного пути. Поскольку пластины УШ доступнее Шп, из них часто набирают и сердечники трансформаторов с подмагничиванием. Тогда сборку сердечника ведут внакрой: собирают пакет из Ш-пластин, кладут полоску непроводящего немагнитного материала толщиной в величину немагнитного зазора, накрывают ярмом из пакета перемычек и стягивают все вместе обоймой.

Примечание: «звуковые» сигнальные магнитопроводы типа ШЛМ для выходных трансформаторов высококачественных ламповых усилителей мало пригодны, у них большое поле рассеяния.

На поз. 3 дана схема размеров сердечника для расчета трансформатора, на поз. 4 конструкция каркаса обмоток, а на поз. 5 – выкройки его деталей. Что до трансформатора для «бестрансформаторного» выходного каскада, то его лучше делать на ШЛМме вперекрышку, т.к. подмагничивание ничтожно мало (ток подмагничивания равен току экранной сетки). Главная задача тут – сделать обмотки как можно компактнее с целью уменьшения поля рассеяния; их активное сопротивление все равно получится много меньше 800 Ом. Чем больше свободного места останется в окнах, тем лучше получился трансформатор. Поэтому обмотки мотают виток к витку (если нет намоточного станка, это маета ужасная) из как можно более тонкого провода, коэффициент укладки анодной обмотки для механического расчета трансформатора берут 0,6. Обмоточный провод – марок ПЭТВ или ПЭММ, у них жила бескислородная. ПЭТВ-2 или ПЭММ-2 брать не надо, у них от двойной лакировки увеличенный наружный диаметр и поле рассеяния будет больше. Первичную обмотку мотают первой, т.к. именно ее поле рассеяния больше всего влияет на звук.

Железо для этого трансформатора нужно искать с отверстиями в углах пластин и стяжными скобами (см. рис. справа), т.к. «для полного счастья» сборка магнитопровода производится в след. порядке (разумеется, обмотки с выводами и наружной изоляцией должны быть уже на каркасе):

  1. Готовят разбавленный вдвое акриловый лак или, по старинке, шеллак;
  2. Пластины с перемычками быстро покрывают лаком с одной стороны и как можно быстрее, не придавливая сильно, вкладывают в каркас. Первую пластину кладут лакированной стороной внутрь, следующую – нелакированной стороной к лакированной первой и т.д;
  3. Когда окно каркаса заполнится, накладывают скобы и туго стягивают болтами;
  4. Через 1-3 мин, когда выдавливание лака из зазоров видимо прекратится, добавляют пластин снова до заполнения окна;
  5. Повторяют пп. 2-4, пока окно не будет туго набито сталью;
  6. Снова туго стягивают сердечник и сушат на батарее и т.п. 3-5 суток.

Собранный по такой технологии сердечник имеет очень хорошие изоляцию пластин и заполнение сталью. Потерь на магнитострикцию вообще не обнаруживается. Но учтите – для сердечников их пермаллоя данная методика неприменима, т.к. от сильных механических воздействий магнитные свойства пермаллоя необратимо ухудшаются!

На микросхемах

УМЗЧ на интегральных микросхемах (ИМС) делают чаще всего те, кого устраивает качество звука до среднего Hi-Fi, но более привлекает дешевизна, быстрота, простота сборки и полное отсутствие каких-либо наладочных процедур, требующих специальных знаний. Попросту, усилитель на микросхемах – оптимальный вариант для «чайников». Классика жанра здесь – УМЗЧ на ИМС TDA2004, стоящей на серии, дай бог памяти, уже лет 20, слева на рис. Мощность – до 12 Вт на канал, напряжение питания – 3-18 В однополярное. Площадь радиатора – от 200 кв. см. для максимальной мощности. Достоинство – способность работать на очень низкоомную, до 1,6 Ом, нагрузку, что позволяет снимать полную мощность при питании от бортовой сети 12 В, а 7-8 Вт – при 6-вольтовом питании, напр., на мотоцикле. Однако выход TDA2004 в классе В некомплементарный (на транзисторах одинаковой проводимости), поэтому звучок точно не Hi-Fi: КНИ 1%, динамика 45 дБ.

Более современная TDA7261 звук дает не лучше, но мощнее, до 25 Вт, т.к. верхний предел напряжения питания увеличен до 25 В. Нижний, 4,5 В, все еще позволяет запитываться от 6 В бортсети, т.е. TDA7261 можно запускать практически от всех бортсетей, кроме самолетной 27 В. С помощью навесных компонент (обвязки, справа на рис.) TDA7261 может работать в режиме мутирования и с функцией St-By (Stand By, ждать), переводящей УМЗЧ в режим минимального энергопотребления при отсутствии входного сигнала в течение определенного времени. Удобства стоят денег, поэтому для стерео нужна будет пара TDA7261 с радиаторами от 250 кв. см. для каждой.

Примечание: если вас чем-то привлекают усилители с функцией St-By, учтите – ждать от них динамики шире 66 дБ не стоит.

«Сверхэкономична» по питанию TDA7482, слева на рис., работающая в т. наз. классе D. Такие УМЗЧ иногда называют цифровыми усилителями, что неверно. Для настоящей оцифровки с аналогового сигнала снимают отсчеты уровня с частотой квантования, не мене чем вдвое большей наивысшей из воспроизводимых частот, величина каждого отсчета записывается помехоустойчивым кодом и сохраняется для дальнейшего использования. УМЗЧ класса D – импульсные. В них аналог непосредственно преобразуется в последовательность широтно-модулированных импульсов (ШИМ) высокой частоты, которая и подается на динамик через фильтр низких частот (ФНЧ).

Звук класса D с Hi-Fi не имеет ничего общего: КНИ в 2% и динамика в 55 дБ для УМЗЧ класса D считаются очень хорошими показателями. И TDA7482 здесь, надо сказать, выбор не оптимальный: другие фирмы, специализирующиеся на классе D, выпускают ИМС УМЗЧ дешевле и требующие меньшей обвязки, напр., D-УМЗЧ серии Paxx, справа на рис.

Из TDAшек следует отметить 4-канальную TDA7385, см. рис., на которой можно собрать хороший усилитель для колонок до среднего Hi-Fi включительно, с разделением частот на 2 полосы или для системы с сабвуфером. Расфильтровка НЧ и СЧ-ВЧ в том и другом случае делается по входу на слабом сигнале, что упрощает конструкцию фильтров и позволяет глубже разделить полосы. А если акустика сабвуферная, то 2 канала TDA7385 можно выделить под суб-УНЧ мостовой схемы (см. ниже), а остальные 2 задействовать для СЧ-ВЧ.

УМЗЧ для сабвуфера

Сабвуфер, что можно перевести как «подбасовик» или, дословно, «подгавкиватель» воспроизводит частоты до 150-200 Гц, в этом диапазоне человеческие уши практически не способны определить направление на источник звука. В АС с сабвуфером «подбасовый» динамик ставят в отельное акустическое оформление, это и есть сабвуфер как таковой. Сабвуфер размещают, в принципе, как удобнее, а стереоэффект обеспечивается отдельными СЧ-ВЧ каналами со своими малогабаритными АС, к акустическому оформлению которых особо серьезных требований не предъявляется. Знатоки сходятся на том, что стерео лучше все же слушать с полным разделением каналов, но сабвуферные системы существенно экономят средства или труд на басовый тракт и облегчают размещение акустики в малогабаритных помещениях, почему и пользуются популярностью у потребителей с обычным слухом и не особо взыскательных.

«Просачивание» СЧ-ВЧ в сабвуфер, а из него в воздух, сильно портит стерео, но, если резко «обрубить» подбасы, что, кстати, очень сложно и дорого, то возникнет очень неприятный на слух эффект перескока звука. Поэтому расфильтровка каналов в сабвуферных системах производится дважды. На входе электрическими фильтрами выделяются СЧ-ВЧ с басовыми «хвостиками», не перегружающими СЧ-ВЧ тракт, но обеспечивающими плавный переход на подбас. Басы с СЧ «хвостиками» объединяются и подаются на отдельный УМЗЧ для сабвуфера. Дофильтровываются СЧ, чтобы не портилось стерео, в сабвуфере уже акустически: подбасовый динамик, ставят, напр., в перегородку между резонаторными камерами сабвуфера, не выпускающими СЧ наружу, см. справа на рис.

К УМЗЧ для сабвуфера предъявляется ряд специфических требований, из которых «чайники» главным считают возможно большую мощность. Это совершенно неправильно, если, скажем, расчет акустики под комнату дал для одной колонки пиковую мощность W, то мощность сабвуфера нужна 0,8(2W) или 1,6W. Напр., если для комнаты подходят АС S-30, то сабвуфер нужен 1,6х30=48 Вт.

Гораздо важнее обеспечить отсутствие фазовых и переходных искажений: пойдут они – перескок звука обязательно будет. Что касается КНИ, то он допустим до 1% Собственные искажения басов такого уровня не слышны (см. кривые равной громкости), а «хвосты» их спектра в лучше всего слышимой СЧ области не выберутся из сабвуфера наружу.

Во избежание фазовых и переходных искажений усилитель для сабвуфера строят по т. наз. мостовой схеме: выходы 2-х идентичных УМЗЧ включают встречно через динамик; сигналы на входы подаются в противофазе. Отсутствие фазовых и переходных искажений в мостовой схеме обусловлено полной электрической симметрией путей выходного сигнала. Идентичность усилителей, образующих плечи моста, обеспечивается применением спаренных УМЗЧ на ИМС, выполненных на одном кристалле; это, пожалуй, единственный случай, когда усилитель на микросхемах лучше дискретного.

Примечание: мощность мостового УМЗЧ не удваивается, как думают некоторые, она определяется напряжением питания.

Пример схемы мостового УМЗЧ для сабвуфера в комнату до 20 кв. м (без входных фильтров) на ИМС TDA2030 дан на рис. слева. Дополнительная отфильтровка СЧ осуществляется цепями R5C3 и R’5C’3. Площадь радиатора TDA2030 – от 400 кв. см. У мостовых УМЗЧ с открытым выходом есть неприятная особенность: при разбалансе моста в токе нагрузки появляется постоянная составляющая, способная вывести из строя динамик, а схемы защиты на подбасах часто глючат, отключая динамик, когда не надо. Поэтому лучше защитить дорогую НЧ головку «дубово», неполярными батареями электролитических конденсаторов (выделено цветом, а схема одной батареи дана на врезке.

Немного об акустике

Акустическое оформление сабвуфера – особая тема, но раз уж здесь дан чертеж, то нужны и пояснения. Материал корпуса – МДФ 24 мм. Трубы резонаторов – из достаточно прочного не звенящего пластика, напр., полиэтилена. Внутренний диаметр труб – 60 мм, выступы внутрь 113 мм в большой камере и 61 в малой. Под конкретную головку громкоговорителя сабвуфер придется перенастроить по наилучшему басу и, одновременно, по наименьшему влиянию на стереоэффект. Для настройки трубы берут заведомо большей длины и, задвигая-выдвигая, добиваются требуемого звучания. Выступы труб наружу на звук не влияют, их потом отрезают. Настройка труб взаимозависима, так что повозиться придется.

Усилитель для наушников

Усилитель для наушников делают своими руками чаще всего по 2-м причинам. Первая – для слушания «на ходу», т.е. вне дома, когда мощности аудиовыхода плеера или смартфона не хватает для раскачки «пуговок» или «лопухов». Вторая – для высококлассных домашних наушников. Hi-Fi УМЗЧ для обычной жилой комнаты нужен с динамикой до 70-75 дБ, но динамический диапазон лучших современных стереонаушников превышает 100 дБ. Усилитель с такой динамикой стоит дороже некоторых автомобилей, а его мощность будет от 200 Вт в канале, что для обычной квартиры слишком много: прослушивание на сильно заниженной против номинальной мощности портит звук, см. выше. Поэтому имеет смысл сделать маломощный, но с хорошей динамикой отдельный усилитель именно для наушников: цены на бытовые УМЗЧ с таким довеском завышены явно несуразно.

Схема простейшего усилителя для наушников на транзисторах дана на поз. 1 рис. Звук – разве что для китайских «пуговок», работает в классе B. Экономичностью тоже не отличается – 13-мм литиевых батареек хватает на 3-4 часа при полной громкости. На поз. 2 – TDAшная классика для наушников «на ход». Звук, впрочем, дает вполне приличный, до среднего Hi-Fi смотря по параметрам оцифровки трека. Любительским усовершенствованиям обвязки TDA7050 несть числа, но перехода звука на следующий уровень классности пока не добился никто: сама «микруха» не позволяет. TDA7057 (поз. 3) просто функциональнее, можно подключать регулятор громкости на обычном, не сдвоенном, потенциометре.

УМЗЧ для наушников на TDA7350 (поз. 4) рассчитан уже на раскачку хорошей индивидуальной акустики. Именно на этой ИМС собраны усилители для наушников в большинстве бытовых УМЗЧ среднего и высокого класса. УМЗЧ для наушников на KA2206B (поз. 5) считается уже профессиональным: его максимальной мощности в 2,3 Вт хватает и для раскачки таких серьезных изодинамических «лопухов», как ТДС-7 и ТДС-15.

Руководство по производственному процессу печатных плат


Перейти к: Шаг 1: Проектирование печатной платы | Шаг 2: Обзор проекта и инженерные вопросы | Шаг 3: Печать дизайна печатной платы | Шаг 4: Печать меди для внутреннего слоя | Шаг 5: Протравка внутренних слоев или сердцевины для удаления меди | Шаг 6: Выравнивание слоев | Шаг 7: Автоматическая оптическая проверка | Шаг 8: Ламинирование слоев печатной платы | Шаг 9: Бурение | Шаг 10: Покрытие печатной платы | Шаг 11: Визуализация внешнего слоя | Шаг 12: Травление внешнего слоя | Шаг 13: Внешний слой AOI | Шаг 14: Нанесение паяльной маски | Шаг 15: Приложение шелкографии | Шаг 16: Чистовая обработка печатной платы | Шаг 17: Проверка электрической надежности | Шаг 18: Профилирование и выход | Шаг 19: Проверка качества и визуальный осмотр | Шаг 20: Упаковка и доставка

Запросить бесплатное предложение

Что такое процесс производства печатных плат?

Процесс производства печатных плат (PCB) требует сложной процедуры для обеспечения рабочих характеристик готового продукта.Хотя печатные платы могут быть однослойными, двухслойными или многослойными, используемые процессы изготовления различаются только после изготовления первого слоя. Из-за различий в структуре печатных плат для изготовления некоторых из них может потребоваться 20 или более этапов.

Количество этапов производства печатных плат зависит от их сложности. Пропуск любого шага или сокращение процедуры может отрицательно повлиять на производительность печатной платы. Однако после успешного завершения печатные платы должны правильно выполнять свои задачи как ключевые электронные компоненты.

Какие части печатной платы?

Печатная плата состоит из четырех основных частей:

  • Подложка: Первая и самая важная — это подложка, обычно сделанная из стекловолокна. Стекловолокно используется, потому что оно обеспечивает прочность сердцевины печатной платы и помогает противостоять поломке. Думайте о подложке как о «скелете» печатной платы.
  • Медный слой: В зависимости от типа платы этот слой может быть либо медной фольгой, либо сплошным медным покрытием.Независимо от того, какой подход используется, цель меди остается прежней — передавать электрические сигналы к печатной плате и от нее, так же, как ваша нервная система передает сигналы между вашим мозгом и мышцами.
  • Паяльная маска: Третья часть печатной платы — это паяльная маска, которая представляет собой слой полимера, который помогает защитить медь от короткого замыкания от контакта с окружающей средой. Таким образом, паяльная маска действует как «кожа» печатной платы.
  • Шелкография: Последняя часть печатной платы — шелкография.Шелкография обычно находится на стороне компонентов платы, используемой для отображения номеров деталей, логотипов, настроек переключателей символов, ссылок на компоненты и контрольных точек. Шелкография также может быть известна как легенда или номенклатура.

Узнать цену и время выполнения

Теперь, когда мы ознакомились с основами печатных плат и анатомии печатных плат, мы рассмотрим весь процесс создания печатной платы.

Как производится печатная плата?

Этапы процесса проектирования печатной платы начинаются с проектирования и проверки и продолжаются до изготовления печатных плат.Многие шаги требуют компьютерного управления и механических инструментов для обеспечения точности и предотвращения коротких замыканий или неполных замыканий. Готовые платы должны пройти строгие испытания, прежде чем они будут упакованы и доставлены клиентам.

Шаг первый: проектирование печатной платы

Начальным этапом производства любой печатной платы является, конечно же, дизайн. Производство и проектирование печатной платы всегда начинается с плана: разработчик составляет проект печатной платы, который удовлетворяет всем изложенным требованиям.Наиболее часто используемое программное обеспечение для проектирования, используемое разработчиками печатных плат, — это программа под названием Extended Gerber, также известная как IX274X.

Когда дело доходит до проектирования печатных плат, Extended Gerber — отличное программное обеспечение, поскольку оно также работает как выходной формат. Extended Gerber кодирует всю информацию, которая нужна проектировщику, такую ​​как количество медных слоев, количество необходимых паяльных масок и другие элементы обозначения компонентов. После того, как чертеж печатной платы закодирован программным обеспечением Gerber Extended, все различные части и аспекты конструкции проверяются, чтобы убедиться в отсутствии ошибок.

После завершения проверки разработчиком готовый проект печатной платы отправляется в завод по изготовлению печатных плат, чтобы можно было построить печатную плату. По прибытии план конструкции печатной платы проходит вторую проверку изготовителем, известную как проверка конструкции для изготовления (DFM). Надлежащая проверка DFM гарантирует, что конструкция печатной платы удовлетворяет, как минимум, допускам, необходимым для изготовления.

Шаг второй: Анализ проекта и инженерные вопросы

Другой ключевой этап процесса изготовления печатной платы включает проверку конструкции на предмет возможных ошибок или недостатков.Инженер просматривает каждую часть конструкции печатной платы, чтобы убедиться, что нет недостающих компонентов или неправильных структур. После получения разрешения инженера дизайн переходит к этапу печати.

Шаг третий: печать проекта печатной платы

После завершения всех проверок проект печатной платы можно распечатать. В отличие от других планов, таких как архитектурные чертежи, планы печатных плат не распечатываются на обычном листе бумаги 8,5 x 11. Вместо этого используется особый тип принтера, известный как плоттерный принтер.Плоттерный принтер делает «пленку» печатной платы. Конечный продукт этой «пленки» очень похож на прозрачные пленки, которые раньше использовались в школах — по сути, это фотонегатив самой доски.

Внутренние слои печатной платы представлены двумя цветами чернил:

  • Черные чернила: Используется для медных проводов и схем печатной платы
  • Прозрачные чернила: Обозначает непроводящие области печатной платы, такие как основание из стекловолокна.

На внешних слоях печатной платы эта тенденция обратная — прозрачные чернила относятся к линии медных дорожек, но черные чернила также относятся к областям, где медь будет удалена.

Каждый слой печатной платы и соответствующая паяльная маска получают свою собственную пленку, поэтому для простой двухслойной печатной платы требуется четыре листа — по одному для каждого слоя и по одному для соответствующей паяльной маски.

После того, как пленка напечатана, они выравниваются, и в них проделывается отверстие, известное как регистрационное отверстие. Отверстие для регистрации используется в качестве ориентира для выравнивания пленок позже в процессе.

Шаг четвертый: печать меди для внутренних слоев

Шаг четвертый — это первый шаг в процессе, на котором производитель приступает к изготовлению печатной платы.После того, как дизайн печатной платы напечатан на куске ламината, медь предварительно приклеивается к тому же куску ламината, который служит структурой для печатной платы. Затем медь вытравливается, чтобы показать более ранний чертеж.

Затем ламинатную панель покрывают фоточувствительной пленкой, называемой резистом. Резист состоит из слоя фотоактивных химикатов, которые затвердевают после воздействия ультрафиолета. Резист позволяет техническим специалистам получить идеальное соответствие между фотографиями чертежа и тем, что напечатано на фоторезисте.

Как только резист и ламинат выровнены, используя отверстия, сделанные ранее, на них попадает волна ультрафиолетового излучения. Ультрафиолет проходит через полупрозрачные части пленки, укрепляя фоторезист. Это указывает на участки меди, которые предназначены для использования в качестве проходов. Напротив, черные чернила предотвращают попадание любого света на участки, которые не должны затвердевать, чтобы их можно было позже удалить.

После подготовки платы ее промывают щелочным раствором, чтобы удалить остатки фоторезиста.Затем доску промывают под давлением, чтобы удалить все, что осталось на поверхности, и оставляют сохнуть.

После высыхания единственный резист, который следует оставить на печатной плате, — это поверх меди, которая остается как часть печатной платы, когда она окончательно высвобождается. Техник просматривает печатные платы, чтобы убедиться в отсутствии ошибок. Если ошибок нет, переходите к следующему шагу.

Шаг пятый: Протравка внутренних слоев или сердцевины для удаления меди

Перед продолжением процесса изготовления печатной платы необходимо удалить лишнюю медь с сердечника или внутренних слоев печатной платы.Травление включает покрытие необходимой меди на плате и воздействие на оставшуюся часть платы химическим веществом. Процесс химического травления удаляет всю незащищенную медь с печатной платы, оставляя только необходимое количество платы.

Этот этап может варьироваться по времени или количеству используемого растворителя для травления меди. В больших печатных платах или печатных платах с более тяжелой структурой может использоваться больше меди, что приводит к большему количеству меди, которая должна подвергаться травлению для удаления. Следовательно, для этих плат потребуется дополнительное время или растворитель.

Если процесс производства печатных плат предназначен для многослойных конструкций

Многослойные печатные платы требуют дополнительных действий для учета дополнительных слоев конструкции во время их изготовления. Эти шаги отражают многие из тех, что используются при изготовлении однослойных печатных плат. Однако этапы повторяются для каждого слоя доски. Кроме того, в многослойных печатных платах медная фольга обычно заменяет медное покрытие между слоями.

Визуализация внутреннего слоя

Визуализация внутреннего слоя выполняется так же, как печать дизайна печатной платы.Дизайн распечатывается на плоттерном принтере для создания пленки. Также распечатывается паяльная маска для внутреннего слоя. После совмещения обоих, машина создает отверстие для совмещения в пленках, чтобы помочь сохранить правильное выравнивание пленок со слоями в дальнейшем.

После добавления меди в ламинат для внутреннего слоя техники помещают пленку с печатью поверх ламината и выравнивают их, используя отверстия для совмещения.

Ультрафиолетовый свет обнажает пленку, также известную как резист, для отверждения химикатов светлых участков в печатный рисунок.Эти затвердевшие участки не смываются во время фазы травления, а с незатвердевших участков под темной пленкой будет удалена медь.

Травление внутреннего слоя

После получения изображения области, покрытые белыми чернилами, затвердеют. Этот закаленный материал защищает медь под ней, которая остается на плате после травления.

Техники сначала промывают доску щелочью, чтобы удалить с доски остатки резиста, который не затвердел.Эта очистка обнажает участки, закрывающие непроводящие части печатной платы. Затем рабочие сотрут излишки меди с этих непроводящих участков, погрузив плату в медный растворитель, чтобы растворить открытую медь.

Удаление резиста

На этапе удаления резиста удаляется весь оставшийся резист, покрывающий медь внутреннего слоя печатной платы. Очистка оставшегося резиста гарантирует, что медь не будет препятствовать ее проводимости.После удаления резиста слой готов к проверке своей основной конструкции.

Пробойник для пост-травления

Пуансон для пост-травления выравнивает слои и пробивает в них отверстие, используя отверстия совмещения в качестве направляющих. Как и при последующем осмотре этого отверстия и совмещении, перфорация происходит с компьютера, который точно направляет машину, известную как оптический перфоратор. После оптического штампа слои переходят на автоматический оптический контроль внутреннего слоя (AOI).

Внутренний слой AOI

При автоматическом оптическом контроле внутреннего слоя используется компьютер для тщательного исследования внутреннего слоя на предмет неполных рисунков или резиста, которые все еще могут быть на поверхности. Если слой печатной платы проходит AOI, он переходит в процесс.

Оксид внутреннего слоя

Оксид, нанесенный на внутренний слой, обеспечивает лучшее соединение медной фольги и изолирующих слоев эпоксидной смолы между внутренним и внешним слоями.

Layup

Этап наложения в процессе изготовления многослойной печатной платы происходит, когда машина помогает выровнять, нагреть и скрепить слои вместе с помощью слоя медной фольги и изоляционного материала между внутренним и внешним слоями. Обычно компьютеры управляют этими машинами, потому что выравнивание слоев и соединение должно быть точным для правильной структуры печатной платы.

Ламинирование

При ламинировании используется тепло и давление, чтобы расплавить связующую эпоксидную смолу между слоями.Правильно ламинированные печатные платы будут плотно удерживать свои слои вместе с эффективной изоляцией между слоями.

Рентгеновское выравнивание

При сверлении многослойных плит после ламинирования рентгеновское излучение обеспечивает центровку сверла. Эти отверстия позволяют создавать соединения между слоями многослойной печатной платы. Поэтому точность их размещения и размера по отношению к остальной части слоя и другим слоям имеет решающее значение. После выравнивания слоев на рентгеновских лучах печатная плата подвергается сверлению, начиная с девятого этапа изготовления одно- или двухсторонней печатной платы.

Шаг шестой: выравнивание слоев

После очистки каждого слоя печатной платы они готовы к выравниванию слоев и оптическому контролю. Отверстия, сделанные ранее, используются для выравнивания внутреннего и внешнего слоев. Чтобы выровнять слои, технический специалист помещает их на перфоратор, известный как оптический штамп. Оптический перфоратор продвигает штифт вниз через отверстия, чтобы выровнять слои печатной платы.

Шаг седьмой: Автоматическая оптическая проверка

После оптической штамповки другая машина выполняет оптический контроль, чтобы убедиться в отсутствии дефектов.Этот автоматический оптический контроль невероятно важен, потому что после того, как слои соединены вместе, любые существующие ошибки не могут быть исправлены. Чтобы убедиться в отсутствии дефектов, машина AOI сравнивает печатную плату с расширенным дизайном Gerber, который служит моделью производителя.

После того, как печатная плата прошла проверку — то есть ни техник, ни машина AOI не обнаружили каких-либо дефектов — она ​​переходит к последней паре этапов изготовления и производства печатной платы.

Шаг AOI имеет решающее значение для работы печатной платы.Без него платы, которые могут иметь короткое замыкание, не соответствовать проектным спецификациям или иметь лишнюю медь, которая не была удалена во время травления, могли бы пройти через остальную часть процесса. AOI предотвращает появление дефектных плат, служа контрольной точкой качества в середине производственного процесса. Позже этот процесс повторяется для внешних слоев после того, как инженеры завершат их визуализацию и травление.

Шаг восьмой: ламинирование слоев печатной платы

На шестом шаге процесса все слои печатной платы собираются вместе, ожидая ламинирования.После подтверждения того, что слои не содержат дефектов, они готовы к сплавлению. Процесс ламинирования печатной платы выполняется в два этапа: этап укладки и этап ламинирования.

Внешняя часть печатной платы сделана из кусков стекловолокна, предварительно пропитанных / покрытых эпоксидной смолой. Оригинальный кусок подложки также покрыт слоем тонкой медной фольги, которая теперь содержит травления для медных следов. Когда внешний и внутренний слои готовы, пора соединить их вместе.

Укладка этих слоев производится металлическими зажимами на специальном столе пресса. Каждый слой укладывается на стол с помощью специальной булавки. Техник, выполняющий процесс ламинирования, начинает с размещения слоя эпоксидной смолы с предварительно нанесенным покрытием, известной как пропитка или препрег, на выравнивающую ванну стола. На предварительно пропитанную смолу наносят слой подложки, а затем слой медной фольги. За медной фольгой, в свою очередь, следуют дополнительные листы предварительно пропитанной смолы, которые затем завершаются куском и одним последним куском меди, известным как нажимная плита.

Как только медная пластина пресса установлена, стопка готова к прессованию. Техник переносит его на механический пресс и прижимает слои вниз и вместе. В рамках этого процесса булавки затем пробиваются сквозь стопку слоев, чтобы убедиться, что они надежно закреплены.

Если слои закреплены должным образом, стопку печатных плат передают в следующий пресс, пресс для ламинирования. В ламинатном прессе используется пара нагретых пластин для приложения тепла и давления к стопке слоев.Тепло пластин расплавляет эпоксидную смолу внутри преграда, и давление пресса объединяется, чтобы сплавлять стопку слоев печатной платы вместе.

После того, как слои печатной платы прижаты друг к другу, нужно немного распаковать. Технику необходимо удалить верхнюю прижимную пластину и штифты, которые были ранее, что затем позволяет им вытащить саму плату.

Девять шагов: сверление

Перед сверлением используется рентгеновский аппарат для определения местоположения пятен сверления.Затем просверливаются регистрационные / направляющие отверстия, чтобы стопку печатных плат можно было закрепить до того, как будут просверлены более конкретные отверстия. Когда приходит время просверлить эти отверстия, сверло с компьютерным управлением используется для выполнения самих отверстий, руководствуясь файлом из расширенного дизайна Гербера.

После завершения сверления любая дополнительная медь, оставшаяся по краям, опиливается.

Десять ступеней: покрытие печатной платы

После того, как панель просверлена, она готова к нанесению покрытия.В процессе нанесения покрытия используются химические вещества для сплавления всех слоев печатной платы вместе. После тщательной очистки печатная плата обрабатывается рядом химикатов. Часть этого процесса купания покрывает панель слоем меди толщиной в микрон, которая наносится поверх самого верхнего слоя и в только что просверленные отверстия.

Перед заполнением отверстий медью они просто служат для обнажения стекловолоконной подложки, из которой состоит внутренняя часть панели. Купание этих отверстий в меди покрывает стенки ранее просверленных отверстий.

Шаг одиннадцатый: визуализация внешнего слоя

Ранее в процессе (шаг четвертый) на панель печатной платы был нанесен фоторезист. На шаге одиннадцать пора нанести еще один слой фоторезиста. Однако на этот раз фоторезист наносится только на внешний слой, так как его еще нужно отобразить. После того, как внешние слои были покрыты фоторезистом и отображены, на них наносят покрытие точно так же, как внутренние слои печатной платы были нанесены на предыдущем этапе.Однако, несмотря на то, что процесс такой же, внешние слои покрываются оловом, чтобы защитить медь от внешнего слоя.

Шаг двенадцатый: травление внешнего слоя

Когда приходит время протравить внешний слой в последний раз, оловянный кожух используется для защиты меди во время процесса травления. Любая нежелательная медь удаляется с помощью того же медного растворителя, что использовалось ранее, а олово защищает ценную медь в зоне травления.

Одно из основных различий между травлением внутреннего и внешнего слоя касается участков, которые необходимо удалить.В то время как внутренние слои используют темные чернила для проводящих областей и прозрачные чернила для непроводящих поверхностей, эти чернила перевернуты для внешних слоев. Следовательно, непроводящие слои покрыты темными чернилами, а медь — светлыми чернилами. Эти светлые чернила позволяют лужению покрывать медь и защищать ее. Инженеры удаляют ненужную медь и любое оставшееся покрытие резиста во время травления, подготавливая внешний слой для AOI и маскирования припоем.

Тринадцать шагов: Внешний слой AOI

Как и внутренний слой, внешний слой также должен проходить автоматическую оптическую проверку.Этот оптический контроль гарантирует, что слой точно соответствует требованиям конструкции. Он также проверяет, что на предыдущем шаге из слоя была удалена вся лишняя медь, чтобы создать правильно работающую печатную плату, которая не будет создавать неправильные электрические соединения.

Шаги четырнадцать: нанесение паяльной маски

Панели требуют тщательной очистки перед нанесением паяльной маски. После очистки поверхность каждой панели покрывается эпоксидной краской и пленкой для паяльной маски.Затем ультрафиолетовый свет падает на платы, указывая, где нужно удалить паяльную маску.

Как только техники снимают паяльную маску, печатная плата отправляется в печь для отверждения маски. Эта маска обеспечивает дополнительную защиту меди платы от повреждений, вызванных коррозией и окислением.

Шаг пятнадцатый: Приложение шелкографии

Поскольку информация о печатных платах должна находиться непосредственно на плате, изготовители должны печатать важные данные на поверхности платы в процессе, называемом нанесением шелкографии или печатью легенды.Эта информация включает следующее:

  • Регистрационный номер компании
  • Предупреждающие таблички
  • Знаки или логотипы производителей
  • Номера деталей
  • Локаторы кеглей и аналогичные марки

После печати вышеуказанной информации на печатных платах, часто на струйном принтере, на печатные платы наносится обработка поверхности. Затем они переходят к этапам тестирования, резки и проверки.

Шаг шестнадцатый: Чистовая обработка печатной платы

Для отделки печатной платы требуется покрытие из токопроводящих материалов, например следующих:

  • Иммерсионное серебро: Низкие потери сигнала, не содержит свинца, соответствует требованиям RoHS, покрытие может окисляться и тускнеть
  • Твердое золото: Прочный, длительный срок хранения, соответствует требованиям RoHS, не содержит свинца, дорого
  • Иммерсионное золото, полученное методом химического восстановления никеля (ENIG): Один из наиболее распространенных вариантов отделки, длительный срок хранения, соответствует требованиям RoHS, дороже, чем другие варианты
  • Выравнивание припоя горячим воздухом (HASL): Экономичный, долговечный, поддающийся переработке, содержит свинец, не соответствует требованиям RoHS
  • Бессвинцовый HASL: Экономичный, не содержащий свинца, соответствует требованиям RoHS, пригоден для повторной обработки
  • Иммерсионное олово (ISn): Популярно для запрессовки, жесткие допуски для отверстий, соответствие RoHS, обращение с печатной платой может вызвать проблемы с пайкой, усы олова
  • Органический консервант для пайки (OSP): Соответствует RoHS, экономичный, короткий срок хранения
  • Никель, полученный методом химического восстановления, иммерсионное палладиевое золото (ENEPIG ): высокая прочность припоя, снижает коррозию, требует тщательной обработки для обеспечения надлежащих характеристик, менее экономична, чем варианты, в которых не используется золото или палладий

Выбор правильного материала зависит от проектных требований и бюджета заказчика.Однако нанесение такой отделки создает важную особенность печатной платы. Отделка позволяет сборщику монтировать электронные компоненты. Металлы также покрывают медь, чтобы защитить ее от окисления, которое может произойти на воздухе.

Шаг семнадцатый: Проверка электрической надежности

После нанесения покрытия на печатную плату и ее отверждения (при необходимости) технический специалист выполняет серию электрических тестов на различных участках печатной платы для проверки работоспособности.Электрические испытания должны соответствовать стандартам IPC-9252, Руководства и требования к электрическим испытаниям незаполненных печатных плат. Основные выполняемые тесты — это проверка целостности цепи и изоляции. Проверка целостности цепи проверяет наличие любых отключений в печатной плате, известных как «обрыв». С другой стороны, тест изоляции цепи проверяет значения изоляции различных частей печатной платы, чтобы проверить, нет ли коротких замыканий. Хотя электрические испытания в основном существуют для проверки работоспособности, они также служат проверкой того, насколько хорошо первоначальная конструкция печатной платы выдерживала производственный процесс.

Помимо основного тестирования электрической надежности, существуют другие тесты, которые можно использовать для определения работоспособности печатной платы. Один из основных тестов, используемых для этого, известен как тест «кровать гвоздей». В этом тексте к контрольным точкам на печатной плате прикреплено несколько пружинных приспособлений. Затем пружинные приспособления подвергают контрольные точки на печатной плате давлением до 200 г, чтобы увидеть, насколько хорошо печатная плата выдерживает контакт под высоким давлением в контрольных точках.

Если печатная плата прошла испытания на электрическую надежность — и любые другие испытания, которые производитель решит осуществить, — ее можно переходить к следующему этапу: разводка и осмотр.

Шаг восемнадцатый: профилирование и выход

Профилирование требует от инженеров-изготовителей определения формы и размера отдельных печатных плат, вырезанных из строительной платы. Эта информация обычно находится в файлах Gerber проекта. Этот этап профилирования направляет процесс фрезерования, программируя, где машина должна создавать счёты на строительной доске.

Разводка или надрезание позволяет легче отделить доски.Фрезерный станок или станок с ЧПУ создает несколько небольших деталей по краям доски. Эти края могут позволить доске быстро сломаться без повреждений.

Однако некоторые производители могут использовать вместо этого V-образную канавку. Эта машина сделает V-образные надрезы по бокам доски.

Оба варианта надрезания печатных плат позволят платам аккуратно разделиться без растрескивания плат. Подрезав доски, производители отламывают их от строительной доски, чтобы переместить на следующий этап.

Шаг девятнадцатый: Проверка качества и визуальный осмотр

После надрезания и разрушения плат печатная плата должна пройти одну окончательную проверку перед упаковкой и отправкой. Эта последняя проверка проверяет несколько аспектов конструкции плат:

  • Размеры отверстий должны совпадать на всех слоях и соответствовать проектным требованиям.
  • Размеры платы должны соответствовать размерам, указанным в проектных спецификациях.
  • Изготовители должны обеспечивать чистоту, чтобы на панелях не было пыли.
  • Готовые доски не должны иметь заусенцев или острых краев.
  • Все платы, не прошедшие испытания на электрическую надежность, должны пройти ремонт и повторные испытания.

Шаг двадцатый: упаковка и доставка

Последний этап изготовления печатных плат — упаковка и доставка. Упаковка обычно включает в себя материал, который герметизирует печатные платы для защиты от пыли и других посторонних материалов. Затем запечатанные доски помещаются в контейнеры, которые защищают их от повреждений во время транспортировки.Наконец, они отправляются на доставку покупателям.

Как реализовать эффективный процесс производства печатных плат

Часто за процессами проектирования и изготовления печатных плат стоят разные стороны. Во многих случаях контрактный производитель (CM) может изготовить печатную плату на основе конструкции, созданной производителем оригинального оборудования (OEM). Совместная работа этих групп по компонентам, проектированию, форматам файлов и материалам платы обеспечит эффективный процесс и плавный переход между этапами.

Компоненты

Проектировщик должен проконсультироваться с изготовителем о доступных компонентах. В идеале производитель должен иметь под рукой все компоненты, требуемые по проекту. Если чего-то не хватает, разработчику и изготовителю необходимо будет найти компромисс, чтобы обеспечить более быстрое производство при соблюдении минимальных проектных требований.

Соображения при проектировании для производства (DFM)

Дизайн для производства учитывает, насколько хорошо дизайн может продвигаться на различных этапах производственного процесса.Часто производитель, обычно CM, имеет набор руководящих принципов DFM для своего предприятия, с которыми OEM может проконсультироваться на этапе проектирования. Разработчик может запросить эти руководящие принципы DFM, чтобы сообщить свою конструкцию печатной платы для адаптации к производственному процессу производителя.

Форматы файлов

Связь между OEM и CM имеет решающее значение для обеспечения полного изготовления печатной платы в соответствии с проектными спецификациями OEM. Обе группы должны использовать одинаковые форматы файлов для дизайна.Это предотвратит ошибки или потерю информации, которые могут возникнуть в случаях, когда файлы должны изменить формат.

Картонные материалы Производители

OEM могут разрабатывать печатные платы из более дорогих материалов, чем ожидает CM. Обе стороны должны согласиться с имеющимися материалами и тем, что лучше всего подходит для конструкции печатной платы, оставаясь при этом рентабельным для конечного покупателя.

По вопросам обращайтесь в Millennium Circuits

Высококачественная разработка и производство печатных плат являются критически важными компонентами работы печатных плат в электронике.Понимание сложности процесса и того, почему должен происходить каждый шаг, позволит вам лучше оценить стоимость и усилия, вложенные в каждую печатную плату.

Если вашей компании нужны печатные платы для какой-либо работы, свяжитесь с нами в Millennium Circuits Limited. Мы работаем, чтобы поставлять нашим клиентам небольшие и большие партии печатных плат по конкурентоспособным ценам.

Терминология печатных плат — Глоссарий печатных плат

Базовое понимание терминологии печатных плат может значительно ускорить и упростить работу с компанией, производящей печатные платы.Этот глоссарий терминов для печатных плат поможет вам понять некоторые из наиболее употребительных слов в отрасли. Хотя это не полный список, это отличный справочный ресурс.

Активные компоненты: этот термин относится к типу компонента, который зависит от направления потока электрического тока. Например, транзистор, выпрямитель или клапан будут считаться активными.

АЛИВ: Сокращение от любого внутреннего слоя сквозного отверстия, это тип технологии, используемой для создания многослойных печатных плат BUM.В этом методе используется припой для создания электрического соединения между слоями печатной платы. ALIVH часто заменяет традиционные переходные отверстия и является полезным производственным методом для создания печатных плат BUM высокой плотности.

Аналоговая схема: относится к схемам, обрабатывающим аналоговые сигналы (непрерывный и переменный сигнал). В этом типе схемы выход не двоичный.

Кольцевое кольцо: этот термин относится к области медной контактной площадки, которая остается после просверливания в ней отверстия. Это кольцо измеряется от края площадки до края отверстия и является важным фактором при проектировании печатной платы, так как оно позволяет выполнить электрическое соединение от одной стороны отверстия к другой.

Шарик с защитой от припоя: этот тип технологии обычно применяется на производственных линиях SMT с целью ограничения количества олова, используемого в процессе трафарета. Это делается путем нанесения трафарета на плату и создания отверстий в местах, где обычно образуется шарик припоя, чтобы оловянная паста стекала к отверстиям.

AOI: сокращенно от автоматического оптического контроля, AOI относится к типу метода проверки, используемого для обнаружения потенциальных проблем, связанных с производительностью пайки в многослойных печатных платах с установленными компонентами.Оборудование AOI находит эти проблемы путем захвата изображений внутренних поверхностей печатной платы, поиска любых возможных проблем с точки зрения смещения, полярности и т. Д.

AQL: Сокращенно от допустимого предела качества, AQL относится к допустимому количеству дефектных плат, произведенных в течение производственного цикла. Они идентифицируются, подсчитываются и удаляются во время проверки. AQL — важный показатель для контроля качества производственной практики сборщика.

Массив: это слово относится к объединению нескольких копий одной и той же печатной платы в соединенную матрицу плат.Массив также может называться панельными, ступенчатыми или уложенными на поддоны печатными платами. Собирая платы таким образом, процесс сборки может быть завершен намного быстрее. Array # Up, в свою очередь, указывает, сколько плат включено в массив.

Соотношение сторон: Соотношение сторон относится к соотношению между толщиной печатной платы и диаметром ее минимального переходного отверстия. Лучше всего поддерживать низкое соотношение сторон, чтобы улучшить качество покрытия и минимизировать вероятность отказов.

Сборка: процесс, включающий серию процедур, при которых компоненты и аксессуары размещаются на печатной плате, в результате чего получается функциональная плата.

Сборочный чертеж: сборочный чертеж — это справочная информация, отражающая требования к сборке печатной платы. Эти чертежи обычно включают размещение компонентов, а также строительные технологии, методы и параметры, необходимые для этого.

Assembly House: название, используемое для обозначения производственного предприятия, на котором собираются печатные платы и компоненты. Эти дома обычно содержат оборудование PCBA, такое как принтер, монтажник, печь оплавления и многое другое.

Обратное сверление: в первую очередь применяется при изготовлении многослойных печатных плат, обратное сверление помогает улучшить целостность сигнала за счет удаления шлейфов из металлических сквозных отверстий.Эти заглушки представляют собой ненужные части переходных отверстий, которые проходят в отверстие, потенциально вызывая отражения и другие помехи, которые повреждают сигналы.

Объединительная плата: это опорная панель на печатной плате, которая играет изолирующую роль.

BGA: сокращение от Ball grid array, это тип упаковки компонентов, используемых в интегральных схемах (ИС) для поверхностного монтажа. Они могут обеспечить высокую скорость вращения, поскольку используют столбики из шариков вместо штифтов. BGA обычно используются для постоянного крепления таких устройств, как микропроцессоры, на печатных платах.

Голая плата: этот термин относится к печатной плате без установленных на ней компонентов.

Слепое переходное отверстие: Слепое переходное отверстие — это сквозное отверстие, которое соединяет внутренние слои, но его нельзя увидеть снаружи печатной платы.

Плата: это сокращенный термин для печатной платы. Это слово также указывает на подложку, на которой печатается печатная плата. Плата — важная электронная часть, выполняющая роль носителя электрического соединения между электронными компонентами.

Board House: это другое название предприятия, на котором производятся печатные платы.

Тип платы (одиночный блок и панель): указывает способ производства печатной платы с точки зрения объема. Обычно доска подразделяется на один из двух типов: одиночный блок или панель. При единичном производстве печатные платы изготавливаются одна за другой. С другой стороны, при производстве панелей несколько единиц печатных плат производятся в одной панели.

Тело: слово, используемое для описания центральной части электронного компонента. Он не включает штыри, выводы или аксессуары компонента.

Плата со скрытым сопротивлением: термин относится к печатной плате с заделанными внутри резисторами. Такая конструкция улучшает целостность устойчивых компонентов для улучшения общей функции и надежности печатной платы.

Скрытый переход: этот термин используется для обозначения переходного отверстия, соединяющего верхний слой с одним или несколькими внутренними слоями. Другими словами, заглубленный переход можно увидеть только с одной стороны доски, если смотреть на него снаружи.

Кабель: другое слово для провода, способного передавать электричество или тепло.

САПР: аббревиатура от компьютерного проектирования, САПР относится к использованию проектировщиком компьютера и оборудования для создания моделей для разработки и реализации макета печатной платы. Результатом является трехмерная графика конструкции, которая, в данном случае, является макетом печатной платы.

CAE: аббревиатура от Computer-Assisted Engineering, которая относится к схемам пакетов программного обеспечения, используемых для разработки и визуализации проектов печатных плат.

Файлы CAM: CAM — это аббревиатура от компьютерного производства, а файлы, созданные с помощью этого программного обеспечения, используются для производства печатных плат.Существует несколько типов файлов CAM, включая файлы Gerber для фотоплоттеров и файлы NC Drill для станков NC Drill. Эти файлы обычно отправляются в сборочные и монтажные цеха для доработки и последующего изготовления.

Углеродная маска: это тип проводящей угольной пасты, которая наносится на поверхность прокладки. Изготовленные из смеси смолы и угольного тонера, угольные маски термоотверждаются и обычно наносятся на перемычки, ключи и т. Д.

Печатная плата с керамической подложкой: Этот тип платы изготовлен с керамической подложкой, к которой другие материалы прикреплены оксидом алюминия или нитридом алюминия.Основными достоинствами плит с керамической подложкой являются их превосходные изоляционные свойства, теплопроводность, способность к мягкому припоям и адгезионная прочность.

Графики проверки: это список элементов проверки, на основе которых выполняется проверка или проверка контроля качества.

COB: сокращение от chip-on-board, этот термин является разновидностью технологии SMT с голым чипом. COB включает в себя прямую установку интегральных схем на печатную плату, а не их предварительную упаковку. Часто встречающийся в массовых гаджетах и ​​игрушках, COB можно определить по черному пластиковому шарику на печатной плате, который называется шаровой крышкой.Под шариком микросхема соединяется с платой тонкими проводами.

Цепь: это токопроводящая петля, состоящая из металлических выводов и электронных компонентов. Он попадает в одну из двух категорий: цепи постоянного тока и цепи переменного тока.

Покрытие: покрытие — это сплошная сплошная пленка, которая защищает, изолирует или украшает печатную плату.

Компонент: компоненты, которые также называются электронными компонентами или частями, представляют собой основные элементы, которые можно использовать для создания электронного оборудования и устройств.Примеры включают резисторы, конденсаторы, потенциометры, клапаны, радиаторы и т. Д.

Отверстие для компонента: это металлическое отверстие в печатной плате, предназначенное для компонента. Эти отверстия предназначены для облегчения электрического соединения штифтов, выводов или проводов компонента.

Библиотека компонентов: это набор компонентов, представленных в программной системе САПР. Он хранится в файле данных компьютера для последующего использования.

Сторона компонента: относится к стороне печатной платы, содержащей компоненты.На противоположной стороне расположены точки пайки компонентов.

Соединитель: этот термин относится к передающему компоненту, который соединяет два или более активных компонента в сборке. Обычно соединители состоят из вилки и розетки, которые легко соединяются и разъединяются.

Вес меди: этот термин используется для обозначения толщины медной фольги на каждом слое печатной платы. Обычно выражается в унциях меди на квадратный фут.

Отверстия с зенковкой: это отверстия конической формы, просверленные в печатной плате.Чтобы винт с потайной головкой прилегал заподлицо с поверхностью печатной платы.

Отверстия с цековками: эти цилиндрические отверстия предназначены для использования с крепежом, чтобы крепеж находился заподлицо с поверхностью печатной платы.

Вырез: это выемка, сделанная на печатной плате.

Дочерняя плата: «Дочерняя» материнской платы, дочерняя плата содержит вилки, контакты, розетки и соединители и играет большую роль во внутренних соединениях для электронных устройств и компьютеров.

Декаль: другое слово для графического изображения электронного компонента, которое также можно назвать посадочным местом.

Цифровая схема: альтернатива аналоговой схеме. Цифровые схемы работают в двоичном режиме, как переключатель, показывая один из двух результатов как следствие ввода. Это типовая схема для компьютеров и подобного оборудования.

DIP: аббревиатура от двухрядного корпуса, DIP — это своего рода корпус для интегральных схем. Этот корпус обычно представляет собой формованный пластиковый контейнер с двумя рядами крепежных штифтов.

Двусторонняя печатная плата: тип печатной платы, на которой имеются дорожки и контактные площадки с обеих сторон, а не с одной стороны.

DRC: аббревиатура от слова «проверка правил проектирования», это программная проверка разводки печатной платы. Они часто используются в конструкциях печатных плат перед производством, чтобы гарантировать, что конструкция не содержит никаких потенциальных источников ошибок, таких как небольшие просверленные отверстия или следы, расположенные слишком близко друг к другу.

Удары при сверлении: это еще один способ указать, где будут просверлены отверстия в конструкции печатной платы.

Паяльная маска с сухой пленкой: это тип пленки для паяльной маски, которая наносится на печатную плату, что позволяет получить маску с более высоким разрешением и более тонкими линиями.Этот метод, как правило, дороже, чем жидкие паяльные маски.

Edge Connector: этот тип разъема предназначен для краев печатной платы и чаще всего используется для облегчения установки дополнительной карты.

Покрытие кромки: это термин, используемый для покрытия медью, которое простирается от верха до низа поверхности и вдоль краев платы, что позволяет выполнять пайку кромок и соединения.

Печатная плата с электропроводящей пастой: этот термин используется для описания печатных плат, изготовленных с использованием метода шелкографии.Процесс включает нанесение электропроводящей пасты для печати, чтобы установить следы и обеспечить стабильные сквозные соединения.

ЭМС: аббревиатура от электромагнитной совместимости, ЭМС относится к способности части оборудования или системы работать без чрезмерных электромагнитных помех. Слишком сильные электромагнитные помехи могут создавать помехи или повредить другое оборудование в той же электромагнитной среде.

ESD: сокращение от электростатического разряда, вызываемого статическим электричеством.

Внешний слой: также называемый внешним слоем, внешний слой — это слой на внешней стороне меди, к которому прикрепляются компоненты.

Производственный чертеж: этот чертеж позволяет дизайнерам сообщить проект печатной платы инженерам и рабочим. Обычно он включает иллюстрацию доски, местоположения и информацию о просверливаемых отверстиях, примечания об используемых материалах и методах и т. Д.

Fine Pitch: этот термин относится к классу корпусов микросхем с микро-расстоянием между выводами, обычно ниже 0.050 дюймов.

Палец: это металлические прокладки, расположенные по краю доски. Обычно они используются при попытке соединить две печатные платы вместе, например, для увеличения мощности компьютера.

Первая статья: так называется первая изготовленная доска. Первые изделия обычно производятся небольшими группами до начала серийного производства, чтобы дизайнеры и инженеры могли проверить продукт на возможные ошибки или проблемы с производительностью.

FR4: это рейтинг огнестойкого материала.Это также относится к наиболее часто используемому материалу подложки печатной платы. Название указывает на то, что полимерный материал способен автоматически гаснуть при воспламенении.

Функциональный тест. Функциональный тест, который также называется поведенческим тестом, предназначен для определения того, насколько хорошо атрибуты продукта соответствуют требованиям дизайна.

Файл Gerber: Тип файла CAM, используемого для управления фотоплоттером. Это стандартный способ передачи технических характеристик платы производителям.

Glob Top: Это относится к «шарику», небольшому шарику из непроводящего пластика, который используется для защиты микросхемы и проводных соединений на COB.Шарик обычно имеет черный цвет и устойчив к тепловому расширению, что предотвращает повреждение соединения между шаром и платой при изменении температуры.

Золотые пальцы: это разъемы, которые находятся на краю печатной платы после того, как плата была покрыта золотом. Жесткие, гладкие и плоские, эти пальцы — отличные проводники, поддерживающие соединение «край-край».

Сеть: «Сеть» — это еще один термин, обозначающий электрическую сеть, взаимосвязанную электрическую сеть, передающую электроэнергию.

Половинчатые / зубчатые отверстия: это отверстия, которые просверливаются на краю платы и покрываются металлом, в результате чего получается полукруглое отверстие на краю печатной платы. Это обычное дело для печатных плат, предназначенных для тестирования микрочипов.

HDI: аббревиатура от межсоединителя высокой плотности, HDI — это тип технологии изготовления печатных плат. Он использует технологию микро-заглушек для производства печатных плат с высокой плотностью следов.

Заголовок: часть соединительного узла, которая крепится непосредственно к печатной плате.

IC: сокращение от интегральной схемы, IC также называется микросхемой, микрочипом или чипом. По сути, IC описывает метод миниатюризации схем, особенно для полупроводниковых устройств.

Внутренний слой: этот термин относится к внутренним слоям в многослойных печатных платах. Эти внутренние слои в основном являются сигнальными.

IPC: аббревиатура от Institute of Printed Circuits, всемирной некоммерческой ассоциации, занимающейся проектированием электропроводки на печатных платах. Группа помогает предприятиям добиваться большего успеха в бизнесе, помогая им соответствовать строгим производственным стандартам, которые, в свою очередь, улучшают общие стандарты качества.

Каптоновая лента: эта электроизоляционная лента, также называемая полиимидной лентой, имеет множество полезных свойств, включая термостойкость, нерастяжимость и тонкость.

Ламинат: этот термин относится к сочетанию различных материалов с помощью методов нагрева, склеивания и сварки для создания нового материала с несколькими слоями. Полученный материал обладает большей прочностью и стабильностью, чем отдельные материалы, вместе взятые для создания ламината.

Лазерный фотоплоттер: этот тип фотоплоттера, который также называется лазерным плоттером, создает мелкокрашенное растровое изображение конечного продукта.В результате получается качественный и очень точный график.

Layer-to-Layer Spacing: это расстояние между слоями печатной платы. Чем меньше интервал, тем сложнее будет производственный процесс.

Свинец: другое слово для терминала на компоненте.

Легенда: это сокращенное руководство для обозначения названий и позиций компонентов. Легенды помогают упростить процессы сборки и обслуживания.

LPI: сокращение от Liquid Photoimageable, LPI — это маска из жидкого припоя, которая напыляется на печатную плату.Этот метод более точен, тоньше, чем паяльная маска из сухой пленки, и более доступен по цене.

Метка: термин, используемый для обозначения набора шаблонов для оптической локализации. Знаки можно разделить на знаки для печатных плат и местные знаки.

Мембранный переключатель: мембранный переключатель применяется к передней части готовой печатной платы. Он указывает функции печатной платы и компонентов, такие как ключевые функции, индикаторы и другие части. Мембрана также обеспечивает защиту печатной платы в виде гидроизоляции и защиты от влаги.

Печатная плата с металлическим основанием / сердечником: Печатная плата с металлическим сердечником относится к типу печатной платы с материалом сердечника, сделанным из металла, а не из пластика, смолы или материала FR4.

Мил: «Мил» — это еще один способ сказать тысячную долю дюйма. Это также эквивалент «ты».

мм: «мм» — это еще один способ выразить миллиметр или тысячную долю метра.

Материнская плата: это основная плата в компьютере или электрическом устройстве. На материнской плате имеются ключевые соединения и компоненты, которые поддерживают основные функции устройства.

Монтажное отверстие: это отверстие предназначено для фиксации печатной платы в ее окончательном положении в устройстве. Чтобы гарантировать отсутствие помех, все монтажные отверстия не токопроводящие и не имеют покрытия.

Многослойная печатная плата: это тип печатной платы с как минимум тремя проводящими слоями дорожек и компонентов.

Мультиметр: инструмент для тестирования, используемый для измерения электрических величин, таких как ток, сопротивление и напряжение.

Многослойная печатная плата: эквивалент многослойной печатной платы, этот термин относится к печатным платам с несколькими слоями дорожек с диэлектрическими слоями между ними.

NC Drill: это более распространенное название сверлильного станка с числовым управлением. Этот тип машин используется сборщиками для сверления отверстий в печатных платах.

Узел: это штырь или вывод, который подключен как минимум к одному проводу.

NPTH: аббревиатура для сквозного отверстия без покрытия, NPTH относится к отверстию без плакированной меди на стенке отверстия. Это означает, что через стенки этого отверстия невозможно выполнить электрические соединения.

Разрыв: это краткое обозначение «разомкнутой цепи», что означает разрыв непрерывности электрической цепи.Это предотвращает протекание тока и может нарушить правильную работу печатной платы.

Pad: это один из самых основных компонентов сборки печатной платы. Контактная площадка — это точка контакта, используемая для соединения компонентов с помощью переходного отверстия, и точка, к которой компоненты припаиваются.

Панель: Панель представляет собой комбинацию панелей, производимых одновременно для повышения эффективности производственного процесса. После завершения процесса эти панели обычно разбиваются на отдельные блоки перед использованием.

Panelize: это действие группировки нескольких печатных плат в панель для повышения эффективности производства. Альтернативный термин — панелизация.

Номер детали: это метод идентификации, используемый в промышленности для различения деталей друг от друга. Он также используется для идентификации конкретных деталей, что помогает выявлять проблемные партии сборки и предотвращать неправильное применение продукта.

Деталь: это другое слово для компонента или базовой части электрического оборудования, такой как резистор, конденсатор, потенциометр, клапан, радиатор и т. Д.

Основной материал печатной платы: материал, на котором построена печатная плата. Основной материал печатной платы обычно состоит из смолы, металла, керамики или другого материала с тепловыми и электрическими свойствами, которые поддерживают конечную функцию печатной платы.

База данных печатных плат: все данные, которые используются или могут быть использованы для проектирования печатных плат. Эти данные обычно хранятся в компьютерном файле.

PCB: аббревиатура от Printed Circuit Board, печатная плата — это плата, которая содержит проводящий материал и компоненты, которые действуют синхронно для получения заданного отклика.Печатные платы полагаются на электрические схемы, которые либо напечатаны, либо припаяны к плате для достижения желаемого результата. Печатные платы доступны в широком разнообразии форм, размеров и назначения, чтобы соответствовать любой отрасли или области применения.

PCBA: это аббревиатура от Printed Circuit Board Assembly, когда компания припаивает компоненты к платам.

Отслаивающаяся паяльная маска: паяльная маска или слой паяльной маски, который можно отсоединить от платы.

Фотоплоттер: устройство, используемое в производстве для нанесения рисунков на пленку путем нанесения объектов вместо изображений.

Pick-And-Place: метод сборки SMT, при котором машина автоматически берет SMD и размещает их в правильных местах на плате.

Штифт: терминал на компоненте. Его еще называют свинцом.

Шаг: расстояние между центрами выводов SMD.

Металлическое сквозное отверстие: это процедура, также называемая PTH, при которой сквозное отверстие покрывается металлом, чтобы стенка отверстия могла быть проводящей. Это часто используется как точка контакта для компонентов со сквозным отверстием и может использоваться как переходное отверстие.

Препрег: также называется полипропиленом, это ключевой материал для изготовления многослойных печатных плат. в основном он состоит из смолы и упрочняющего материала, который затем подразделяется на стеклоткань, бумажную основу, составной материал и т. д.

Отверстия для прессовой посадки: это отверстие, через которое контактный вывод можно вдавить в печатную плату.

Печатная проводка: процесс, при котором рисунок выгравирован на проводящем металле на плате, в результате чего создается дизайн провода для печатной платы.

Печать: часть процесса производства печатной платы, когда на плате печатается рисунок схемы.

PWB: аббревиатура от Printed Wiring Board, которое является другим названием печатной платы.

Условное обозначение: это имя компонента на печатной плате, которое также называется «Ref Des». Обычно имя компонента начинается с буквы или двух, обозначающих класс компонента, за которыми следует число. Эти обозначения обычно печатаются на шелкографии, чтобы помочь идентифицировать каждый компонент.

Оплавление: это процесс плавления припоя для создания соединения между контактной площадкой и компонентом или свинцом.

RF: сокращение от радиочастоты, RF — это частота электромагнитного излучения в диапазоне от 300 кГц до 300 ГГц. RF также может быть разновидностью высокочастотного электромагнитного сигнала.

RoHS: также известный как «Ограничение содержания опасных веществ», RoHS — это европейский закон об охране окружающей среды. Многие глобальные компании должны соблюдать стандарты RoHS, чтобы продавать продукцию в ЕС.

Маршрут / дорожка: это схема разводки печатной платы, которая важна для правильного функционирования печатной платы.В качестве глагола действие маршрутизации означает проектирование таких структур разводки.

Схема: технический чертеж, иллюстрирующий соединения между компонентами печатной платы. Схемы часто включают абстрактные представления компонентов вместо изображений и являются важным первым шагом в проектировании печатной платы.

Коротко: это альтернативный способ сказать «короткое замыкание», то есть соединение с низким сопротивлением, приводящее к избыточному току в точке соединения. Это может вызвать серьезные проблемы в печатной плате, включая выход из строя.

Шелкография: это слой эпоксидных чернил, нанесенный на печатную плату, который содержит названия и положения компонентов. Этикетки на шелкографии помогают направлять рабочих в процессе сборки. Обычно шелкография белого цвета, что помогает этикеткам выделяться на фоне паяльной маски печатной платы.

Односторонняя печатная плата: конструкция печатной платы с дорожками и контактными площадками, расположенными только на одной стороне платы.

Отверстие для слота: некруглые отверстия на печатной плате, которые могут быть покрыты, а могут и не быть покрыты. Они часто требуются для определенных компонентов, но являются дорогостоящими из-за трудозатрат, необходимых для их резки.

SMD: сокращение от устройств для поверхностного монтажа, это относится к компонентам, предназначенным для пайки на поверхности печатных плат, а не через сквозное отверстие.

SMT: сокращение от технологии поверхностного монтажа, этот тип технологии сборки позволяет напрямую паять SMD на поверхность печатной платы, а не пропускать компоненты через сквозные отверстия. Это позволяет плате функционировать без сверления отверстий в ней, а также помогает улучшить плотность компонентов на поверхности печатной платы.

Паяльная маска / припой: это слой материала, обычно состоящий из эпоксидной смолы, несовместимой с припоем.Этот материал наносится на всю печатную плату, за исключением тех участков, где необходимо припаять содержимое. Этот процесс помогает физически и электрически изолировать следы, предотвращая короткое замыкание. Паяльные маски часто имеют зеленый цвет, хотя также распространены красный и черный цвет.

Сторона пайки: противоположна стороне компонента и обычно считается нижней стороной.

Расстояние: этот термин относится к расстоянию между проводами на печатной плате.

Подложка: это другое слово для «основного материала печатной платы», основного материала для изготовления печатной платы.Обычно этот материал может быть гибким или жестким и может быть изготовлен из эпоксидной смолы, металла, керамики или других материалов. Функция конца печатной платы обычно определяет, какая подложка будет использоваться для проекта.

Поддерживаемое отверстие: это переходное отверстие с контактными площадками на обеих сторонах печатной платы. Он также покрыт металлическим покрытием внутри переходного отверстия. Это означает, что все отверстие может поддерживать функции, относящиеся к теплопроводности или электропроводности.

Обработка поверхности: поскольку медь имеет тенденцию к окислению в естественной среде, обработка поверхности защищает слой от этого.Окисление может привести к выходу пасты из олова или неправильной пайке. Основные типы отделки поверхности включают HASL, ENIG, IMAG, OSP и другие.

Tented Via: это тип переходного отверстия, который имеет паяльную маску из сухой пленки, закрывающую как контактную площадку, так и металлическое сквозное отверстие. Эта паяльная маска полностью изолирует переходное отверстие, защищая печатную плату от короткого замыкания. Некоторые переходные отверстия закреплены только с одной стороны, чтобы можно было проводить тестирование с другой.

Ты: это сокращение от тысячной доли дюйма. Это еще один способ сказать «мил.»

Сквозное отверстие / сквозное отверстие: это относится к отверстию, проходящему как минимум через два слоя многослойной печатной платы. Он также используется в качестве дескриптора для компонентов с частями или выводами, проходящими через плату, которые нужно припаять к другой стороне.

Trace / Track: это относится к медному пути, напечатанному на печатной плате. Он работает аналогично электрическому проводу, соединяя компоненты на печатной плате. Слово «след» также используется для обозначения сегмента пути.

Трассировка: этот термин относится к ширине проводов печатной платы.

UL: UL означает Underwriter’s Laboratories, Inc., известную компанию, специализирующуюся на установлении стандартов безопасности и независимой оценке продуктов в соответствии с этими стандартами.

Отверстие без поддержки: этот тип отверстия имеет площадку на стороне припоя, но не имеет площадки на стороне компонента. Внутри отверстия также отсутствует металлический слой. Это означает, что отверстие не имеет токопроводящей арматуры.

Векторный фотоплоттер: этот тип фотоплоттера, который также называется векторным плоттером или фотоплоттером Gerber, рисует линию за линией, используя технологию управления светом.Этот метод может создавать более крупные участки, но он также намного медленнее, чем более современный метод лазерного фотоплоттера.

Via: этот термин относится к металлическим сквозным отверстиям, которые соединяют сигналы между дорожками на разных слоях печатной платы. Внутри этих отверстий имеется проводящая медь для поддержания электрического соединения.

Переходное отверстие, заполненное смолой / переходное отверстие забито: это переходное отверстие, заполненное эпоксидной смолой. После заполнения медь может быть припаяна к поверхности смолы, не влияя на конечный продукт.

Переходное отверстие в контактной площадке: также называемое сквозным отверстием на контактной площадке, переходное отверстие в контактной площадке выполняет функцию электрического соединения между слоями. Это полезно для многослойных компонентов или для фиксации положения компонентов.

V-Scoring: это неполный разрез панели, который часто используется, чтобы помочь разделить панели печатных плат на отдельные блоки.

Провод: это токопроводящий кабель, который может передавать электричество или тепло. Это также относится к маршруту или дорожке на печатной плате.

Основы печатных плат

— learn.sparkfun.com

Обзор

Одно из ключевых понятий в электронике — это печатная плата или печатная плата. Это настолько фундаментально, что люди часто забывают объяснить, что такое PCB . В этом руководстве мы разберем, из чего состоит печатная плата, и разберем некоторые общие термины, используемые в мире печатных плат.

На следующих нескольких страницах мы обсудим состав печатной платы, рассмотрим некоторую терминологию, взглянем на методы сборки и кратко обсудим процесс проектирования, лежащий в основе создания новой печатной платы.

Рекомендуемая литература

Перед тем, как начать, вы можете прочитать о некоторых концепциях, которые мы используем в этом руководстве:


Переводы

Минь Туун любезно перевел этот учебник на вьетнамский язык. Посмотреть перевод можно здесь.

Что такое печатная плата?

Печатная плата — наиболее распространенное название, но ее также можно назвать «печатными монтажными платами» или «печатными монтажными платами». До появления печатных плат схемы создавались посредством трудоемкого процесса двухточечной проводки.Это приводило к частым отказам в местах соединения проводов и коротким замыканиям, когда изоляция проводов начинала стареть и трескаться.

->
любезно предоставлено пользователем Википедии Wikinaut <-

Значительным достижением стала разработка обмотки проводов, при которой провод небольшого калибра буквально наматывается на столб в каждой точке соединения, создавая газонепроницаемое соединение, которое является очень прочным и легко заменяемым.

По мере того как электроника перешла от электронных ламп и реле к кремниевым и интегральным схемам, размер и стоимость электронных компонентов начали уменьшаться.Электроника стала более распространенной в потребительских товарах, и давление, направленное на уменьшение размеров и затрат на производство электронной продукции, побудило производителей искать лучшие решения. Так родилась печатная плата.

PCB — это аббревиатура от печатной платы . Это доска, на которой есть линии и контактные площадки, соединяющие различные точки вместе. На изображении выше есть следы, которые электрически соединяют различные разъемы и компоненты друг с другом. Печатная плата позволяет передавать сигналы и питание между физическими устройствами.Припой — это металл, который обеспечивает электрические соединения между поверхностью печатной платы и электронными компонентами. Припой, являясь металлом, также служит прочным механическим клеем.

Композиция

Печатная плата похожа на слоеный пирог или лазанью — здесь чередуются слои разных материалов, которые ламинируются вместе с помощью тепла и клея, так что в результате получается единый объект.

Давайте начнем с середины и продолжим работу.

FR4

Основным материалом или подложкой обычно является стекловолокно. Исторически наиболее распространенным обозначением для этого стекловолокна является «FR4». Этот прочный сердечник придает печатной плате жесткость и толщину. Существуют также гибкие печатные платы, построенные на гибком жаропрочном пластике (каптон или аналог).

Вы найдете много печатных плат различной толщины; наиболее распространенная толщина продуктов SparkFun — 1,6 мм (0,063 дюйма). В некоторых наших продуктах — платах LilyPad и Arudino Pro Micro — используется 0.Доска толщиной 8мм.

Более дешевые печатные платы и перфорированные платы (показанные выше) будут изготавливаться из других материалов, таких как эпоксидные смолы или фенолы, которые не обладают долговечностью FR4, но намного дешевле. Вы поймете, что работаете с этим типом печатной платы, когда припаяете к ней — они имеют очень неприятный запах. Эти типы подложек также обычно встречаются в бытовой электронике низкого уровня. Фенольные смолы имеют низкую температуру термического разложения, что приводит к их расслаиванию, дымлению и обугливанию, когда паяльник слишком долго удерживается на плате.

Медь

Следующий слой представляет собой тонкую медную фольгу, которую ламинируют на плату с помощью тепла и клея. На обычных двусторонних печатных платах медь наносится на обе стороны подложки. В более дешевых электронных устройствах печатная плата может иметь медь только с одной стороны. Когда мы говорим о двухсторонней плате или двухслойной плате , мы имеем в виду количество слоев меди (2) в нашей лазанье. Это может быть всего лишь 1 слой или целых 16 или более слоев.

Печатная плата с открытой медью, без паяльной маски и шелкографии.

Толщина меди может варьироваться и указывается по весу в унциях на квадратный фут. Подавляющее большинство печатных плат содержат 1 унцию меди на квадратный фут, но некоторые печатные платы, которые работают с очень высокой мощностью, могут использовать 2 или 3 унции меди. Каждая унция на квадрат соответствует примерно 35 микрометрам или 1,4 тысячным дюйма толщины меди.

Паяльная маска

Слой поверх медной фольги называется слоем паяльной маски. Этот слой придает печатной плате зеленый (или, в SparkFun, красный) цвет.Он накладывается на медный слой, чтобы изолировать медные следы от случайного контакта с другим металлом, припоем или токопроводящими насадками. Этот слой помогает пользователю паять в правильных местах и ​​предотвращает возникновение перемычек.

В приведенном ниже примере зеленая паяльная маска применяется к большей части печатной платы, закрывая небольшие следы, но оставляя серебряные кольца и контактные площадки SMD открытыми, чтобы их можно было припаять.

Паяльная маска обычно зеленого цвета, но возможен почти любой цвет.Мы используем красный почти для всех плат SparkFun, белый для платы IOIO и фиолетовый для плат LilyPad.

шелкография

Белый слой шелкографии наносится поверх слоя паяльной маски. Шелкография добавляет к печатной плате буквы, числа и символы, которые упрощают сборку, и индикаторы для лучшего понимания платы людьми. Мы часто используем метки шелкографии, чтобы указать, какова функция каждого контакта или светодиода.

Шелкография чаще всего белая, но можно использовать чернила любого цвета.Широко доступны черный, серый, красный и даже желтый цвета шелкографии; Однако редко можно увидеть более одного цвета на одной доске.

Терминология

Теперь, когда у вас есть представление о структуре печатной платы, давайте определим некоторые термины, которые вы можете услышать при работе с печатными платами:

  • Кольцо кольцевое — кольцо из меди вокруг металлического сквозного отверстия в печатной плате.

Примеры кольцевых колец.

  • DRC — проверка правил проектирования.Программная проверка вашего дизайна, чтобы убедиться, что он не содержит ошибок, таких как неправильно соприкасающиеся следы, слишком тонкие следы или просверливание слишком маленьких отверстий.
  • Drill hit — места на конструкции, в которых следует просверлить отверстия или где они действительно были просверлены на доске. Неточные удары сверла, вызванные затупившимися долотами, являются распространенной производственной проблемой.

Не очень точные, но функциональные попадания сверла.

  • Палец — открытые металлические площадки по краю платы, используемые для соединения двух печатных плат.Распространенные примеры — по краям компьютерных плат расширения или памяти, а также старых видеоигр на картриджах.
  • Мышиные укусы — альтернатива v-score для отделения плат от панелей. Несколько ударов сверла сгруппированы близко друг к другу, создавая слабое место, где доску можно легко сломать. См. Хороший пример на досках SparkFun Protosnap.
Укусы мыши на LilyPad ProtoSnap позволяют легко отделять печатную плату.
  • Контактная площадка — часть оголенного металла на поверхности платы, к которой припаян компонент.

Контактные площадки PTH (сквозное отверстие) слева, контактные площадки SMD (устройство для поверхностного монтажа) справа.

  • Панель — большая печатная плата, состоящая из множества меньших плат, которые перед использованием будут разобраны. У автоматизированного оборудования для работы с печатными платами часто возникают проблемы с меньшими платами, и, объединяя несколько плат одновременно, процесс можно значительно ускорить.
  • Трафарет для пасты — тонкий металлический (или иногда пластиковый) трафарет, который накладывается на плату и позволяет наносить паяльную пасту на определенные участки во время сборки.

Abe быстро демонстрирует, как выровнять трафарет с пастой и нанести паяльную пасту.

  • Самовывоз — машина или процесс, с помощью которого компоненты размещаются на печатной плате.

Боб показывает нам машину SparkFun MyData Pick and Place.Это довольно круто.

  • Плоскость — сплошной медный блок на печатной плате, определяемый границами, а не путем. Также обычно называют «заливкой».

Различные части печатной платы, которые не имеют следов, но вместо них залиты грунтом.

  • Металлическое сквозное отверстие — отверстие на плате, имеющее кольцевое кольцо и покрытое металлической пластиной на всем протяжении доски. Может быть точкой соединения для компонента со сквозным отверстием, переходным отверстием для прохождения сигнала или монтажным отверстием.
Резистор PTH, вставленный в печатную плату FabFM, готовый к пайке. Ножки резистора продеваются сквозь отверстия. К металлическим отверстиям могут быть прикреплены следы на передней и задней части печатной платы.
  • Pogo pin — подпружиненный контакт, используемый для временного подключения в целях тестирования или программирования.
Популярная булавка с заостренным концом. Мы используем их огромное количество на наших испытательных стендах.
  • Оплавление — плавление припоя для создания стыков между контактными площадками и выводами компонентов.
  • Silkscreen — буквы, цифры, символы и изображения на печатной плате. Обычно доступен только один цвет и разрешение обычно довольно низкое.

Шелкография, идентифицирующая этот светодиод как светодиод питания.

  • Паз — любое отверстие в плате, которое не является круглым. Слоты могут быть покрыты, а могут и не быть. Слоты иногда увеличивают стоимость платы, поскольку требуют дополнительного времени на вырезку.
В ProtoSnap — Pro Mini прорезаны сложные слоты.Также показано множество укусов мышей. Примечание: углы пазов не могут быть полностью квадратными, потому что они прорезаются круговой фрезой.
  • Паяльная паста — маленькие шарики припоя, взвешенные в гелевой среде, которые с помощью трафарета для пасты наносятся на контактные площадки для поверхностного монтажа на печатной плате перед размещением компонентов. Во время оплавления припой в пасте плавится, создавая электрические и механические соединения между контактными площадками и компонентом.

Паяльная паста на печатной плате незадолго до установки компонентов. Обязательно ознакомьтесь с описанием * пасты трафарета выше. *

  • Горшок для припоя — горшок, используемый для быстрой пайки плат со сквозными отверстиями. Обычно содержит небольшое количество расплавленного припоя, в который плата быстро погружается, оставляя паяные соединения на всех открытых площадках.
  • Soldermask — слой защитного материала, нанесенный на металл для предотвращения коротких замыканий, коррозии и других проблем.Часто зеленый, хотя возможны и другие цвета (красный SparkFun, синий Arduino или черный Apple). Иногда упоминается как «сопротивляться».

Паяльная маска закрывает сигнальные дорожки, но оставляет контактные площадки для пайки.

  • Паяльная перемычка — небольшая капля припоя, соединяющая два соседних контакта на компоненте на печатной плате. В зависимости от конструкции, для соединения двух контактных площадок или контактов вместе можно использовать паяльную перемычку. Это также может стать причиной нежелательных коротких замыканий.
  • Поверхностный монтаж — метод конструкции, позволяющий просто устанавливать компоненты на плату, не требуя, чтобы провода проходили через отверстия в плате. Сегодня это преобладающий метод сборки, который позволяет быстро и легко устанавливать платы.
  • Thermal — небольшой след, используемый для соединения контактной площадки с плоскостью. Если контактная площадка не подвергается термической разгрузке, становится трудно нагреть контактную площадку до достаточно высокой температуры для создания хорошего паяного соединения.Контактная площадка с неправильной термической разгрузкой будет казаться «липкой» при попытке припаять ее, и на ее оплавление уйдет слишком много времени.

Слева паяльная площадка с двумя небольшими дорожками (термиками), соединяющими контакт с заземляющей пластиной. Справа — переходное отверстие без термиков, полностью соединяющее его с заземляющей пластиной.

  • Воровство — штриховка, линии сетки или точки из меди, оставленные в областях платы, где нет плоскости или следов.Снижает сложность травления, поскольку для удаления ненужной меди требуется меньше времени в ванне.
  • Trace — непрерывный путь меди на печатной плате.

-> Небольшая дорожка, соединяющая площадку Reset с другим местом на плате. Более крупная и толстая дорожка подключается к выводу питания 5V . <-

  • V-образная балка — частичный разрез доски, позволяющий легко защелкнуть доску вдоль линии.
  • Через — отверстие в плате, используемое для передачи сигнала от одного уровня к другому. Переходные отверстия закрыты паяльной маской для защиты от припаивания. Переходные отверстия, к которым должны быть прикреплены разъемы и компоненты, часто открыты (открыты), чтобы их можно было легко припаять.

Передняя и задняя часть одной и той же печатной платы со сквозным соединением. Это переходное отверстие передает сигнал с передней стороны печатной платы через ее середину на заднюю сторону.

  • Волновой припой — метод пайки, используемый на платах с компонентами со сквозными отверстиями, когда плата пропускается над стоячей волной расплавленного припоя, который прилипает к открытым контактным площадкам и выводам компонентов.

Создай свой собственный!

Как вы подходите к разработке своей собственной печатной платы? Все тонкости проектирования печатных плат слишком подробны, чтобы здесь углубляться, но если вы действительно хотите начать, вот несколько советов:

  1. Найдите пакет САПР: на рынке существует множество недорогих или бесплатных вариантов проектирования печатных плат.На что следует обратить внимание при выборе пакета:
    • Поддержка сообщества: много ли людей используют пакет? Чем больше людей будет им пользоваться, тем больше у вас шансов найти готовые библиотеки с нужными вам частями.
    • Простота использования: если пользоваться им больно, не откажитесь.
    • Возможности: некоторые программы накладывают ограничения на ваш проект — количество слоев, количество компонентов, размер платы и т. Д. Большинство из них позволяют вам платить за лицензию, чтобы обновить их возможности.
    • Переносимость: некоторые бесплатные программы не позволяют экспортировать или преобразовывать ваши проекты, ограничивая вас только одним поставщиком.Может быть, это справедливая цена за удобство и цену, а может, и нет.
  2. Посмотрите на макеты других людей, чтобы увидеть, что они сделали. Аппаратное обеспечение с открытым исходным кодом делает это проще, чем когда-либо.
  3. Практика, практика, практика.
  4. Сохраняйте низкие ожидания. У вашего первого дизайна доски будет много проблем. У вашего 20-го дизайна доски будет меньше, но все равно будет. Вы никогда не избавитесь от них всех.
  5. Схемы важны. Пытаться сначала спроектировать плату без хорошей схемы — бесполезное занятие.

Наконец, несколько слов о полезности разработки собственных печатных плат. Если вы планируете реализовать более одного или двух проектов в рамках одного проекта, окупаемость разработки платы будет довольно хорошей — схемы подключения точка-точка на прототипной плате доставляют хлопот, и они, как правило, менее надежны, чем специально разработанные. доски. Это также позволяет вам продавать свой дизайн, если он окажется популярным.

Гибкие микросхемы печатных плат — производственные возможности

По мере развития технологий устройства становятся все меньше и требования к скорости передачи данных на печатных платах возрастают.Каждая гибкая печатная плата предназначена для выполнения определенной функции внутри отведенного пространства, но они также должны быть технологичными, иметь строгие механические допуски и быть рентабельными.

Поскольку размеры компонентов становятся с каждым годом все меньше, это позволяет очень маленьким гибким печатным платам включать значительную функциональность, а также быть пассивным компонентом для обеспечения связи в определенных приложениях.


Насколько маленькой может быть гибкая печатная плата?

Размер микросхемы зависит от области применения, но некоторые из ключевых элементов, которые важны для многих клиентов:

  • Соблюдение очень жестких допусков по контуру.
  • Значения импеданса, которые можно поддерживать на уровне +/- 5% даже в приложениях с большим объемом.
  • Позолота для использования в клеммных колодках разъемов.
  • Использование паяльной маски LPI на гибкой подложке, чтобы не повредить прокладки паяльной маски.
  • Добавление небольших элементов жесткости, чтобы сделать один конец материала жестким.
  • Микросхемы
  • требуют очень тонких линий и пространств, что требует специального оборудования для травления.
  • Собственные возможности по производству пробивных прессов и оснастки сокращают время выхода на рынок.


Возможности миниатюрной гибкой печатной платы

В следующей таблице представлены общие возможности гибких микросхем. Однако каждое приложение индивидуально, поэтому, пожалуйста, свяжитесь с нами, если у вас возникнут вопросы по дизайну, чтобы мы могли проверить параметры вашего приложения.

Наименьший размер печатной платы 5 мм x 5 мм
Ширина строки и интервал 0,002 дюйма (0,05 мм)
Толщина меди 1/4 унции, 1/3 унции, 1/2 унции 1 унция, 2 унции и выше
Размер отверстия / сверла
Минимальный диаметр сверла (механическое) 0.004 «(0,1 мм)
Минимальный размер переходного отверстия (лазер) 2 мил (0,05 мм)
Минимальный размер микроперехода (лазер) 3 мил (0,07 мм)
Паяльная маска / покрытие
Паяльная маска Мост между плотиной 3 мил (0.08 мм)
Допуск регистрации паяльной маски 2 мил (0,05 мм)
Регистрация Coverlay 8 мил (0,20 мм)
Регистрация PIC 7 мил (0,18 мм)
Ребро жесткости
Регистрация ребра жесткости 8 мил (0.28 мм)
Допуск толщины 10%
Наименьший размер ребра жесткости 0 мм x 0 мм
Импеданс
Импеданс +/- 8%
Стальная линейчатая матрица (SRD))
Допуск контура 4 мил (0.1 мм)
Минимальный радиус 4 мил (0,1 мм)
Внутренний радиус 0,51 мм (20 мил)
Минимальный размер отверстия пуансона 28 мил (0,7 мм)
Допуск размера отверстия перфорации +/- 2 мил (0.051 мм)
Ширина слота 0,51 мм (20 мил)
Допуск отверстия до контура +/- 2 мил (0,05 мм)
Допуск края отверстия до контура +/- 3 мил (0,07 мм)
Минимум от трассы до контура 8 мил (0.20 мм)
Электрические испытания
Испытательное напряжение 50 — 300 В
Доступная отделка поверхности
Жесткое золото, ENIG, ENEPIG, OSP, иммерсионное серебро, иммерсионное олово, плакированное олово

Приложения для гибких микросхем

Непрерывная миниатюризация устройств привела к тому, что печатные платы стали меньше и плотнее и требовали больше возможностей.Применения, которые мы поставляем гибкие мини-платы, включают:

  • Высокоскоростные цифровые / ВЧ / СВЧ-разъемы
  • Промышленные датчики
  • Расходные материалы для КИП
  • Медицинские изделия — носимые устройства
  • Слуховые аппараты
  • Упаковка для полупроводников
  • RFID-метки / антенны
  • И многое другое…

Epec — ведущий опытный разработчик и производитель миниатюрных печатных плат, следящий за отраслевыми допусками и обслуживанием клиентов. Мы предлагаем полный комплекс услуг по проектированию и производству, которые можно быстро адаптировать к любым вашим требованиям при больших или малых объемах.

Предварительная унч на транзисторах. Самый простой усилитель звука. Настройка и тестирование усилителя

В этой статье мы поговорим об усилителях. Это УНЧ (усилители низкой частоты), это УМЗЧ (усилители мощности звука).Эти устройства могут быть выполнены как на транзисторах, так и на микросхемах. Хотя некоторые радиолюбители, отдавая должное винтажной моде, делают их по старинке — на лампах. Советуем посмотреть здесь. Особое внимание новичков хочу обратить на микросхемы автомобильных усилителей с питанием от 12 вольт. Используя их, можно получить на выходе достаточно качественный звук, а знаний школьного курса физики практически хватит на сборку. Иногда от обвеса, или иными словами тех деталей на схеме, без которых микросхема работать не будет, на схеме буквально 5 штук.Один из них, усилитель на микросхеме TDA1557Q показан на рисунке:

Такой усилитель когда-то собирал я, уже несколько лет использую вместе с советской акустикой 8 Ом 8 Вт, вместе с компьютером. Качество звука намного выше, чем у китайских пластиковых динамиков. Однако, чтобы ощутить существенную разницу, пришлось купить звуковую карту Creative, по встроенному звуку разница была незначительной.

Усилитель можно собрать путем поверхностного монтажа

Также усилитель можно собрать путем монтажа, прямо на выводах деталей, но я бы не рекомендовал собирать этот метод.Лучше потратить еще немного времени, найти распаянную печатную плату (или развести самостоятельно), перенести рисунок на текстолит, протравить и в итоге получить усилитель, который проработает долгие годы. Все эти технологии неоднократно описывались в Интернете, поэтому я не буду на них останавливаться.

Усилитель на радиаторе

Сразу скажу, что микросхемы усилителя сильно нагреваются при работе и их необходимо исправить, нанеся термопасту на радиатор.Тем, кто просто хочет собрать один усилитель и не имеет времени и желания изучать программы разводки печатных плат, технологии LUT и травления, могу предложить специальные макеты с отверстиями под пайку. Один из них представлен на фото ниже:

Как видно на фото, соединения производятся не дорожками на печатной плате, как в случае с печатной разводкой, а гибкими проводами, припаянными к контактам на плате. Единственная проблема при сборке таких усилителей — это блок питания, который выдает напряжение 12-16 вольт, при токе потребления усилителя до 5 ампер.Конечно, такой трансформатор (5 ампер) будет достаточно большим, поэтому некоторые используют импульсные блоки питания.

Трансформатор усилителя — фото

Я думаю, что у многих есть дома компьютерные блоки питания, которые сейчас морально устарели и больше не используются как часть системных блоков, поэтому такие блоки питания способны подавать +12 вольт по цепям, токи намного превышающие 4 амперы. Конечно, такой блок питания среди ценителей звука считается хуже стандартного трансформаторного блока питания, но для питания своего усилителя я подключил импульсный блок питания, после чего поменял его на трансформаторный блок питания — разница в звуке может быть говорят, что он незаметен.

После выхода из трансформатора, конечно, должен быть установлен диодный мост для выпрямления тока, который должен быть рассчитан на работу с большими токами, потребляемыми усилителем.

После диодного моста идет фильтр на электролитическом конденсаторе, который должен быть рассчитан на заметно более высокое напряжение, чем у нас в цепи. Например, если у нас в цепи 16 вольт, конденсатор должен быть на 25 вольт. Причем этот конденсатор должен быть как можно большего размера, у меня параллельно подключено 2 конденсатора по 2200 мкФ, и это не предел.Параллельно источнику питания (байпасу) необходимо подключить керамический конденсатор емкостью 100 нФ. На входе усилителя установлены пленочные разделительные конденсаторы емкостью от 0,22 до 1 мкФ.

Пленочные конденсаторы

Подключение сигнала к усилителю для снижения уровня наведенных помех должно осуществляться экранированным кабелем, для этого удобно использовать кабель Jack 3.5 — 2 Tulips, с соответствующими гнездами на разъеме. усилитель мощности.

Кабель Jack 3.5 — 2 тюльпана

Уровень сигнала (громкость на усилителе) регулируется потенциометром, если усилитель стерео, то двойной. Схема подключения переменного резистора представлена ​​на рисунке ниже:

Конечно, усилители тоже могут быть сделаны на транзисторах, при этом питание, подключение и регулировка громкости используются в них так же, как в усилителях на микросхемах. Рассмотрим, например, схему однотранзисторного усилителя:

Тут же и блокирующий конденсатор, а минус сигнала подключен к минусу блока питания.Ниже представлена ​​схема двухтактного усилителя мощности на двух транзисторах:

Следующая схема тоже на двух транзисторах, но собранная из двух каскадов. Действительно, если присмотреться, кажется, что он состоит из 2-х практически одинаковых частей. В первый этап входят: C1, R1, R2, V1. На втором этапе C2, R3, V2 и загружаем наушники B1.

Двухкаскадный транзисторный усилитель — схема

Если мы хотим сделать стереоусилитель, нам нужно собрать два одинаковых канала.Таким же образом мы можем, собрав две схемы любого моноусилителя, превратить его в стерео. Ниже представлена ​​схема трехкаскадного транзисторного усилителя мощности:

Трехкаскадный транзисторный усилитель — схема

Цепи усилителя

также различаются по напряжению питания, некоторым для работы нужно 3-5 вольт, другим — 20 и более. Некоторым усилителям для работы требуется биполярное питание. Ниже представлены 2 схемы усилителя на микросхеме TDA2822 , первое стерео подключение:

На схеме подключения громкоговорителей обозначены в виде резисторов RL.Усилитель нормально работает от напряжения 4 вольта. На следующем рисунке показана схема подключения моста, в нем используется один динамик, но он производит большую мощность, чем стереофоническая версия:

На следующем рисунке показаны схемы усилителя, обе схемы взяты из таблицы данных. Блок питания 18 вольт, мощность 14 Вт:

Акустика, подключаемая к усилителю, может иметь разное сопротивление, чаще всего 4-8 Ом, иногда встречаются колонки на 16 Ом.Узнать сопротивление динамика можно, перевернув его спиной к себе, там обычно пишут номинальную мощность и сопротивление динамика. В нашем случае это 8 Ом, 15 Вт.

Если динамик находится внутри колонки и нет возможности увидеть, что на нем написано, то динамик можно вызвать тестером в режиме омметра, выбрав предел измерения 200 Ом.

Колонки поляризованы. Кабели, с помощью которых подключается акустика, обычно помечены красным цветом для провода, который подключен к плюсу динамика.

Если на проводах нет отметок, можно проверить правильность подключения, соединив аккумулятор плюс с плюсом, минус с минусом динамик (условно), если выдвигается диффузор динамика, значит, полярность угадали. Больше различных УНЧ-схем, в том числе ламповых, можно найти в. Мы думаем, что он содержит самый большой выбор схем в Интернете.

Время чтения ≈ 6 минут

Усилители

— наверное, одни из первых устройств, которые начинают конструировать начинающие радиолюбители.Собирая УНЧ на транзисторах своими руками по готовой схеме, многие используют микросхемы.

Транзисторные усилители хоть и отличаются огромным количеством, но каждый электронщик постоянно стремится сделать что-то новое, более мощное, более сложное, интересное.

Тем более, что если вам нужен качественный и надежный усилитель, то стоит присмотреться к моделям на транзисторах. В конце концов, они самые дешевые, способны воспроизводить чистый звук, и любой новичок может легко их спроектировать.

Поэтому давайте разберемся, как сделать самодельный басовый усилитель класса B.

Примечание! Да, усилители класса В тоже могут быть хорошими. Многие говорят, что только ламповые устройства могут воспроизводить качественный звук. Отчасти это правда. Но посмотрите на их стоимость.

Тем более что собрать такой прибор в домашних условиях — задача не из легких. Ведь нужные радиолампы придется долго искать, а потом покупать по довольно высокой цене.Да и сам процесс сборки и пайки требует некоторого опыта.

Поэтому рассмотрим схему простого и в то же время качественного усилителя низкой частоты, способного выдавать звуковую мощность 50 Вт.

Старая, но проверенная временем схема из 90-х.

УНЧ схема, которую мы будем собирать, впервые была опубликована в журнале «Радио» в 1991 году. Ее успешно собрали сотни тысяч радиолюбителей. Причем не только для повышения квалификации, но и для использования в своих аудиосистемах.

Итак, знаменитый усилитель низкой частоты Дорофеева:

Уникальность и гениальность этой схемы заключается в ее простоте. В этом УНЧ используется минимальное количество радиоэлементов и чрезвычайно простой источник питания. Но устройство способно «брать» нагрузку в 4 Ом и обеспечивать выходную мощность 50 Вт, чего вполне достаточно для домашней или автомобильной акустической системы.

Многие инженеры-электрики улучшили и доработали эту схему. И для удобства мы взяли самую современную его версию, заменив старые компоненты на новые, чтобы вам было проще спроектировать ULF:

Описание схемы усилителя низкой частоты

В «переработанном» Доровеевском УНЧ использованы уникальные и наиболее эффективные схемные решения.Например, сопротивление R12. Этот резистор ограничивает ток коллектора выходного транзистора, тем самым ограничивая максимальную мощность усилителя.

Важно! Не меняйте номинал R12 с целью увеличения выходной мощности, так как он точно соответствует компонентам, используемым в схеме. Этот резистор защищает всю цепь от короткого замыкания. .

Выходной каскад транзисторов:

Тот же R12 «живой»:

Резистор R12 должен иметь мощность 1 Вт, если такого под рукой нет, берите полватта.Он имеет параметры, обеспечивающие коэффициент гармонических искажений до 0,1% на частоте 1 кГц и не более 0,2% на частоте 20 кГц. То есть на слух никаких изменений вы не заметите. Даже при работе на максимальной мощности.

Блок питания нашего усилителя нужно выбрать биполярный, с выходными напряжениями в пределах 15-25 В (+ — 1%):

Чтобы «поднять» мощность звука, можно увеличить напряжение. Но тогда необходимо будет параллельно заменить транзисторы в конечном каскаде схемы.Их нужно заменить на более мощные, после чего необходимо пересчитать несколько сопротивлений.

Компоненты R9 и R10 должны быть рассчитаны в соответствии с подаваемым напряжением:

Они с помощью стабилитрона ограничивают проходящий ток. В этой же части схемы собран параметрический стабилизатор, который нужен для стабилизации напряжения и тока перед операционным усилителем:


Несколько слов о микросхеме TL071 — «сердце» нашего УНЧ.Он считается отличным операционным усилителем, который можно найти как в любительском, так и в профессиональном звуковом оборудовании. Если подходящего операционного усилителя нет, его можно заменить на TL081:

.

Вид «наяву» на плате:

Важно! Если вы решили использовать в этой схеме какие-либо другие операционные усилители, внимательно изучите их распиновку, поскольку «ножки» могут иметь другое значение.

Для удобства микросхему TL071 следует установить на пластиковую розетку, предварительно впаянную в плату.Так можно будет при необходимости быстро заменить компонент на другой.

Полезно знать! Для ознакомления представим вам еще одну схему этого УНЧ, но без усилительной микросхемы. Устройство состоит исключительно из транзисторов, но редко собирается из-за устаревания и непригодности.

Для удобства мы постарались сделать печатную плату как можно меньше — для компактности и удобства установки в аудиосистему:


Все перемычки на плате необходимо припаивать сразу после травления.

Блоки транзисторов (входной и выходной каскады) необходимо монтировать на общем радиаторе. Конечно, они тщательно изолированы от радиатора.

На схеме они здесь:

А вот на печатной плате:

При отсутствии готовых радиаторы могут быть из алюминиевых или медных пластин:

Транзисторы выходного каскада должны иметь рассеиваемую мощность не менее 55 Вт, а еще лучше — 70 или целых 100 Вт.Но этот параметр зависит от напряжения питания, подаваемого на плату.


Из схемы видно, что на входном и выходном каскадах используются 2 комплементарных транзистора. Для нас важно подобрать их по коэффициенту усиления. Для определения этого параметра можно взять любой мультиметр с функцией проверки транзисторов:


Если у вас нет такого устройства, то вам придется позаимствовать тестер транзисторов у некоторых мастеров:


Стабилитроны

следует выбирать по их мощности на полВт.Напряжение их стабилизации должно быть 15-20 В:


Блок питания. Если вы планируете установить на свой УНЧ трансформаторный блок питания, то выбирайте фильтрующие конденсаторы емкостью не менее 5000 мкФ. Здесь чем больше — тем лучше.


Собранный нами басовый усилитель относится к B-классу. Работает стабильно, обеспечивая практически кристально чистый звук. Но лучше всего подбирать БН, чтобы он не мог работать на полную мощность. Оптимальный вариант — трансформатор общей мощностью не менее 80 Вт.

Вот и все. Мы разобрались, как собрать УНЧ на транзисторах своими руками по простой схеме, и как ее можно улучшить в будущем. Все комплектующие устройства найдутся, а если их нет, стоит разобрать пару старых магнитофонов или заказать в интернете радиодетали (стоят почти копейки).

Схема № 2

Схема нашего второго усилителя намного сложнее, но также позволяет получить лучшее качество звука.Это достигается за счет более совершенной схемы, большего коэффициента усиления усилителя (и, следовательно, более глубокой обратной связи), а также возможности регулировки начального смещения транзисторов выходного каскада.

Схема новой версии усилителя представлена ​​на рис. 11.20. Этот усилитель, в отличие от своего предшественника, питается от биполярного источника напряжения.

Входной каскад усилителя на транзисторах VT1-VT3 образует т. Н. дифференциальный усилитель. Транзистор VT2 в дифференциальном усилителе является источником тока (довольно часто в дифференциальных усилителях в качестве источника тока используется обычный резистор достаточно большого номинала).А транзисторы VT1 и VT3 образуют две дорожки, по которым ток от источника идет в нагрузку.

Если ток в цепи одного транзистора увеличивается, то ток в цепи другого транзистора будет уменьшаться точно на такую ​​же величину — источник тока поддерживает постоянную сумму токов обоих транзисторов.

В результате транзисторы дифференциального усилителя образуют практически «идеальное» устройство сравнения, что важно для качественной работы обратной связи.На базу одного транзистора подается усиленный сигнал, на базу другого — сигнал обратной связи через делитель напряжения на резисторах R6, R8.

Противофазный сигнал «несоответствие» выделяется на резисторах R4 и R5 и поступает на две цепи усиления:

  • транзистор VT7;
  • транзисторы VT4-VT6.

При отсутствии сигнала рассогласования токи обеих цепей, т. Е. Транзисторов VT7 и VT6, равны, а напряжение в точке соединения их коллекторов (в нашей схеме такой точкой можно считать транзистор VT8) ровно ноль.

Когда появляется сигнал рассогласования, токи транзисторов становятся разными, и напряжение на переходе становится больше или меньше нуля. Это напряжение усиливается составным эмиттерным повторителем, собранным на комплементарных парах VT9, VT10 и VT11, VT12, и подается на переменный ток — это выходной сигнал усилителя.

Транзистор VT8 используется для регулирования т.н. текущий «отдых» выходного каскада. Когда двигатель подстроечного резистора R14 находится в верхнем положении по схеме, транзистор VT8 полностью открыт.В этом случае падение напряжения на нем близко к нулю. Если переместить ползунок резистора в нижнее положение, падение напряжения на транзисторе VT8 увеличится. А это равносильно подаче сигнала смещения в базы транзисторов выходного эмиттерного повторителя. Происходит смещение их режима работы с класса C на класс B и, в принципе, на класс A. Это, как мы уже знаем, один из способов улучшить качество звука — не стоит полагаться только на обратную связь.

Оплатить … Усилитель собран на односторонней плате из стеклопластика толщиной 1,5 мм и размерами 50 × 47,5 мм. Зеркальный макет и макет печатной платы доступны для загрузки. Смотрим работу усилителя. Внешний вид усилителя показан на рис. 11.21.

Аналоги и элементная база … При отсутствии необходимых деталей транзисторы VT1, VT3 можно заменить любыми малошумящими транзисторами с допустимым током не менее 100 мА, допустимым напряжением не ниже напряжения питания усилителя и максимально возможным коэффициентом усиления. .

Специально для таких схем промышленность выпускает транзисторные сборки, которые представляют собой пару транзисторов в одном корпусе с максимально похожими характеристиками — это было бы идеально.

Транзисторы VT9 и VT10 должны дополнять друг друга, как и VT11 и VT12. Они должны быть рассчитаны как минимум на удвоенное напряжение питания усилителя. Вы забыли, уважаемый радиолюбитель, что усилитель питается от биполярного источника напряжения?

Для зарубежных аналогов в документации на транзистор обычно указываются комплементарные пары, для отечественных устройств придется попотеть в интернете! Транзисторы выходного каскада VT11, VT12 должны дополнительно выдерживать ток не менее:

I в = U / R, A,

U — напряжение питания усилителя,
R — сопротивление динамика.

Для транзисторов VT9, VT10 допустимый ток должен быть не менее:

I п = I в / В, А ,

I в — максимальный ток выходных транзисторов;
B — коэффициент усиления выходных транзисторов.

Обратите внимание, что документация на мощные транзисторы иногда дает два коэффициента усиления — один для режима усиления «слабого сигнала», другой для схемы оригинального оборудования. Для расчета нужен другой, чем для «слабого сигнала».Обратите внимание также на особенность транзисторов КТ972 / КТ973 — их коэффициент усиления более 750.

Найденный вами аналог должен иметь не меньшее усиление — это необходимо для данной схемы. Остальные транзисторы должны иметь допустимое напряжение как минимум в два раза превышающее напряжение питания усилителя и допустимый ток не менее 100 мА. Резисторы — любые с допустимой рассеиваемой мощностью не менее 0,125 Вт. Конденсаторы — электролитические, емкостью не менее указанной и рабочим напряжением не менее напряжения питания усилителя.

Читать далее

  • 20.09.2014

    Рейтинг пассивных компонентов для поверхностного монтажа указан в соответствии с определенными стандартами и не соответствует напрямую цифрам, нанесенным на корпус. Статья знакомит с этими стандартами и поможет избежать ошибок при замене компонентов микросхемы. Основой производства современного электронного и компьютерного оборудования является технология поверхностного монтажа или технология SMT (SMT — Surface Mount Technology)….

  • 21.09.2014

    На рисунке показана схема простого сенсорного переключателя на микросхеме 555 IC. Таймер 555 работает в режиме компаратора. Когда пластины соприкасаются, включается компаратор, который, в свою очередь, управляет транзистором с открытым коллектором VT1. К «открытому» коллектору может быть подключена внешняя нагрузка, питание от внешнего или внутреннего источника питания, внешнее питание …

  • 12.12.2015

    В предусилителе для динамического микрофона используется двухканальный операционный усилитель uA739. усилитель мощности.Оба канала предусилителя одинаковы, поэтому на схеме показан только один. На неинвертирующий вход операционного усилителя подается 50% -ное напряжение питания, которое задается резисторами R1 и R4 (делитель напряжения), при этом это напряжение используется одновременно двумя каналами усилителя. Схема R3C3 …

  • 23.09.2014

    Часы со статической индикацией имеют более яркое свечение индикаторов по сравнению с динамической индикацией, схема таких часов представлена ​​на рисунке 1. Используется декодер K176ID2 В качестве устройства управления индикатором данная микросхема обеспечит достаточно высокую яркость свечения светодиодного индикатора… Микросхемы К561ИЕ10 используются в качестве счетчиков, каждая содержит по 20 четырехбитных …

Сейчас в Интернете можно найти огромное количество схем различных усилителей на микросхемах, в основном серии TDA. Они имеют неплохие характеристики, хороший КПД и не такие дорогие, поэтому так популярны. Однако на их фоне они незаслуженно забыты. транзисторные усилители, которые хоть и сложны в настройке, но не менее интересны.

Схема усилителя

В этой статье мы рассмотрим процесс сборки очень необычного усилителя, работающего по классу «А» и содержащего всего 4 транзистора.Эта схема была разработана еще в 1969 году английским инженером Джоном Линсли Худом, несмотря на преклонный возраст, актуальна и по сей день.

В отличие от усилителей на микросхемах, транзисторные усилители требуют тщательной настройки и выбора транзисторов. Эта схема не исключение, хотя выглядит предельно просто. Транзистор VT1 — входной, структура PNP. Можно поэкспериментировать с различными маломощными PNP-транзисторами, в том числе и германиевыми, например, MP42. Такие транзисторы, как 2N3906, BC212, BC546, KT361, хорошо зарекомендовали себя в этой схеме в качестве VT1.Транзистор VT2 — NPN структуры, средней или малой мощности, здесь подходят КТ801, КТ630, КТ602, 2N697, BD139, 2SC5707, 2SD2165. Особое внимание стоит уделить выходным транзисторам VT3 и VT4, а точнее их усилению. Здесь хорошо подходят KT805, 2SC5200, 2N3055, 2SC5198. Необходимо выбрать два одинаковых транзистора с максимально близким коэффициентом усиления, при этом он должен быть больше 120. Если коэффициент усиления выходных транзисторов меньше 120, то необходимо установить транзистор с высоким коэффициентом усиления (300 и более). драйверная ступень (VT2).

Выбор номиналов усилителя

Некоторые номиналы схемы выбираются на основе напряжения питания цепи и сопротивления нагрузки, некоторые возможные варианты указаны в таблице:


Не рекомендуется повышать напряжение питания более чем на 40 вольт, выходные транзисторы могут выйти из строя. Особенность усилителей класса А — большой ток покоя, а значит, сильный нагрев транзисторов. При напряжении питания, например, 20 вольт и токе покоя 1.5 ампер усилитель потребляет 30 Вт вне зависимости от того, подан на его вход сигнал или нет. В этом случае на каждом из выходных транзисторов будет рассеиваться по 15 Вт тепла, а это мощность небольшого паяльника! Поэтому транзисторы VT3 и VT4 необходимо устанавливать на большой радиатор с использованием термопасты.
Этот усилитель склонен к самовозбуждению, поэтому на его выходе установлена ​​схема Зобеля: резистор 10 Ом и конденсатор 100 нФ, включенные последовательно между массой и общей точкой выходных транзисторов (эта схема показана пунктирной линией на схеме).
Когда вы впервые включаете усилитель, чтобы оборвать его провод питания, вы должны включить амперметр для контроля тока покоя. Пока выходные транзисторы не прогреются до рабочей температуры, он может немного поплавать, это вполне нормально. Также при первом включении нужно измерить напряжение между общей точкой выходных транзисторов (коллектор VT4 и эмиттер VT3) и землей, должно быть половина напряжения питания. Если напряжение отличается в большую или меньшую сторону, нужно подстроечный резистор R2 покрутить.

Плата усилителя:

(Скачиваний: 605)


Плата изготовлена ​​методом ЛУТ.

Усилитель, который я собрал


Несколько слов о конденсаторах, входе и выходе. Емкость входного конденсатора на схеме обозначена 0,1 мкФ, но этой емкости недостаточно. В качестве входа следует использовать пленочный конденсатор емкостью 0,68 — 1 мкФ, иначе возможно нежелательное срезание низких частот.Выходной конденсатор С5 следует брать на напряжение не ниже напряжения питания; также не следует жадничать с емкостью.
Преимущество схемы этого усилителя в том, что она не представляет опасности для динамиков акустической системы, потому что динамик подключен через разделительный конденсатор (C5), что означает, что при постоянном выходном напряжении, например, если усилитель выйдет из строя, динамик останется целым, потому что конденсатор не будет пропускать постоянное напряжение.

История печатных плат с 1870 г. по настоящее время | ОРЕЛ

Как и многие другие великие изобретения в истории, известная нам сегодня печатная плата была построена на основе достижений на протяжении всей истории. В нашем маленьком уголке мира мы можем проследить историю печатных плат более 130 лет назад, когда великая промышленная машина мира только начинала движение. В этом блоге мы расскажем не о полной истории, а о тех ярких моментах, которые превратили печатные платы в то, чем они являются сегодня.

Почему печатные платы?

Со временем печатные платы превратились в инструмент оптимизации производства электроники. То, что когда-то легко собиралось вручную, вскоре уступило место микроскопическим компонентам, которые требовали точности и эффективности машин. Возьмем, к примеру, две печатные платы, показанные ниже. Одна из них — старая плата для калькулятора, сделанная в 1960-х годах. Другая — типичная материнская плата высокой плотности, которую вы сегодня увидите в компьютерах.

Сравнение печатных плат калькулятора 1968 года и современных материнских плат.( Источник изображения 1 , Источник изображения 2 )

В калькуляторе у нас, вероятно, более 30 транзисторов, но на одном кристалле на материнской плате вы найдете более миллиона транзисторов. Дело в том, что скорость развития технологий и дизайна печатных плат впечатляет. Все, что есть на плате калькулятора, теперь может уместиться в одном кристалле в современных конструкциях. Это позволяет выделить несколько заметных тенденций в производстве печатных плат:

  • Мы расширяем функциональность передовых устройств, таких как интегральные схемы (ИС) и микропроцессоры.
  • Мы сокращаем пассивные компоненты, такие как резисторы, конденсаторы и т. Д., До микроскопических уровней.
  • Все это приводит к увеличению плотности компонентов и сложности на наших платах.

Все эти достижения в первую очередь обусловлены увеличением скорости и функциональности наших продуктов. Мы ожидаем, что наши устройства будут реагировать мгновенно, и даже задержка в несколько секунд может привести нас в безумие. Что касается функциональности, подумайте о видеоиграх. В 80-е вы, вероятно, играли в Pacman в аркаде.Теперь мы видим фотореалистичные представления реальности. Прогресс просто безумный.

В наши дни визуальные эффекты видеоигр почти фотореалистичны. (Источник изображения)

Совершенно очевидно, что эволюция печатных плат находится в прямом ответе на наши ожидания от наших устройств. Мы требуем более быстрых, дешевых и мощных продуктов, и единственный способ удовлетворить эти потребности — это миниатюризировать и сделать производственный процесс более эффективным. Когда впервые началось это повальное увлечение электроникой и печатными платами? На заре позолоченного века.

Позолоченный век (1879-1900)

Мы вышли из Гражданской войны в США в 60-х годах, и сейчас производство в Соединенных Штатах процветает. В этот период мы делаем все, что можем, от еды до одежды, мебели и железнодорожных путей. Транспортная индустрия упала, и наши величайшие инженеры придумывали, как доставить кого-нибудь с восточного побережья США на западное за 5-7 дней вместо 5-7 месяцев.

Железная дорога позволяла путешествовать с восточного побережья на запад за дни, а не месяцы.(Источник изображения)

В это время мы также вводили электроэнергию в домохозяйства, сначала в городах, затем в пригороды и сельские районы. Электричество стало альтернативой углю, дровам и нефти. Подумайте о том, как вы живете в Нью-Йорке в разгар зимы, пытаетесь приготовить еду или обогреть свой дом грязным углем или штабелями дров. Электричество все изменило.

Интересно отметить, что Standard Oil, имевшая монополию на нефтяном рынке, не поставляла нефть в обмен на бензин.Их рынок горел маслом для приготовления пищи, жарки и освещения. С появлением электричества Standard Oil необходимо будет определить новую цель для нефти, которая появится с появлением автомобилей.

Акции Standard Oil Company выпущены в мае 1878 года, когда началась нефтяная монополия. (Источник изображения)

В период позолоченного века мы стали свидетелями некоторых крупных открытий в области электромагнетизма. У нас есть изобретение двигателя, который преобразует электрическую энергию в механическую.Мы также видим генераторы, которые делают противоположное, преобразовывая механическую энергию в электрическую.

Это был также период гениальных изобретателей, которые до сих пор влияют на наш мир электроники, в том числе:

  • Томас Эдисон изобрел лампочку в 1879 году, кино в 1889 году и многие другие инновации.
  • Никола Тесла изобрел двигатель в 1888 году и мощность переменного тока в 1895 году.
  • Александр Грэм Белл изобрел телефон в 1876 году.
  • Компания Kodak Джорджа Истмана изобрела первую потребительскую камеру в 1884 году.
  • Герман Холлерит изобрел табулятор в 1890 году и впоследствии основал IBM.

Одна из самых больших дискуссий в этот интенсивный период инноваций велась между переменным и постоянным током. AC Tesla оказался идеальным способом транспортировки электроэнергии на большие расстояния. Однако интересно отметить, как мы до сих пор решаем проблемы преобразования переменного тока в постоянный.

AC мог бы выиграть битву, но DC по-прежнему доминирует в электронике.

Посмотрите на любое электронное устройство, которое вы подключаете к стене, и вам нужно будет преобразовать переменный ток в постоянный. Или, если вы посмотрите на инфраструктуру, необходимую для солнечных панелей, они вырабатывают электроэнергию в постоянном токе, который нужно снова превратить в переменный ток для сети, а затем обратно в постоянный ток, который будет использоваться нашими устройствами. Можно почти сказать, что дебаты по AC-DC никогда не заканчивались, просто был установлен баланс между двумя противоположными идеями.

В солнечных батареях существует много колебаний между переменным и постоянным током. (Источник изображения)

Обратите внимание, что первоначальные идеи печатных плат были изобретены не во времена позолоченного века. Однако без производственного мастерства того времени и распространяющегося влияния электричества печатные платы никогда не были бы такими, какими они являются сегодня.

Эра прогрессивного развития (1890-1920)

Эра прогрессивного развития ознаменовалась периодом социальных реформ с принятием такого законодательства, как Антимонопольный закон Шермана, который разрушает монополию Standard Oil.Это также время, когда мы видим первый патент на печатную плату. В 1903 году немецкий изобретатель Альберт Хансон подает британский патент на устройство, описанное как плоский провод из фольги на изолирующей плите с несколькими слоями. Звучит знакомо?

Рисунок, изображающий первый патент на печатную плату, защищенный Альбертом Хансоном. (Источник изображения)

Хэнсон также описал концепцию сквозного приложения в своем патенте. Здесь он показал, что можно пробить дыру в двух слоях с перпендикулярными проводами, чтобы установить электрическое соединение.

В это время мы начинаем видеть серьезный толчок в пользу электрических устройств в повседневной жизни со стороны Эдисона и других лидеров бизнеса. Проблемой этого толчка было полное отсутствие стандартизации. Если бы вы жили в Нью-Йорке или Нью-Джерси и использовали электрические изобретения Эдисона для освещения, отопления или приготовления пищи, что бы произошло, если бы вы использовали их в другом городе? Они были непригодны для использования, потому что в каждом городе были свои конфигурации розеток.

Эта проблема усугублялась еще и тем, что Эдисон не просто хотел продать людям лампочку, он хотел продать услугу.Эдисон подключил бы вашу электрическую сеть за ежемесячную плату; затем вы покупаете лампочки, бытовую технику и т. д. Конечно, ни одна из этих услуг не была совместима с другими конкурирующими методами.

Мы должны поблагодарить Харви Хаббела за то, что он наконец положил конец этому беспорядку. В 1915 году он подал патент на стандартную розетку, которая используется до сих пор. Теперь у нас нет необходимости подключать тостеры или нагревательные пластины к розеткам лампочек. Это огромная победа для стандартизации в отрасли.

Благодаря Харви Хаббелю у нас теперь есть стандартизированная настенная розетка для всей электроники. (Источник изображения)

И последнее, что следует отметить, это то, что эпоха прогрессивного развития ознаменовала собой первую мировую войну. Этот конфликт был сосредоточен исключительно на механических устройствах и позиционной войне. Концепция печатных плат и даже базовая электроника еще не вошли в употребление в военных целях, но скоро начнутся.

Бурные двадцатые (1920-е годы)

С приближением окончания Первой мировой войны мы переживаем бурные двадцатые годы и наблюдаем гигантский экономический бум в Соединенных Штатах.Впервые в истории в городах проживало больше людей, чем на фермах. Мы также начинаем видеть появление сетевых магазинов и брендов по всей территории Соединенных Штатов. Возможно, у вас был один или два семейных магазина в двух разных городах, но теперь у нас есть крупные бренды и магазины, которые стали национальными.

Величайшим изобретением того периода был автомобиль Генри Форда и необходимая для него инфраструктура. Эта ситуация похожа на 1990-е годы, когда нам пришлось построить основную инфраструктуру для управления Интернетом и нашим информационным веком, построив коммутаторы, маршрутизаторы и оптоволоконные кабели.Автомобиль ничем не отличался.

Первая машина Генри Форда — квадрицикл. (Источник изображения)

Здесь мы видим дороги, которые когда-то были вымощены грязью. Людям нужен был бензин, чтобы приводить в движение автомобили, поэтому возникли заправочные станции. У вас также есть ремонтные мастерские, аксессуары и т. Д. Целый образ жизни многих людей родился из изобретения автомобиля, как и сегодня.

Именно в это время мы стали свидетелями появления современной бытовой техники, на которую мы все еще полагаемся, например, стиральных машин, пылесосов и холодильников.Это был первый раз, когда люди могли делать покупки в магазине для скоропортящихся продуктов и хранить их для продолжительной свежести.

А где же наши печатные платы? Мы до сих пор не видим, чтобы они использовались ни в каких бытовых приборах или автомобилях, выпущенных за это время. Однако в 1925 году Чарльз Дукас подал патент, в котором описывается процесс добавления проводящих чернил в изоляционный материал. Позже это привело к появлению печатной монтажной платы (PWB). Этот патент был первым настоящим приложением, напоминающим печатную плату, но использовавшимся только в качестве плоской нагревательной катушки.Мы все еще не достигли реальной электрической связи между платой и компонентами, но мы приближаемся.

Печатная плата развивается, на этот раз она используется в качестве нагревательной спирали от Charles Ducas. (Источник изображения)

Великая депрессия (1930-е годы)

В 1929 году фондовый рынок резко упал, и все великие изобретения нашего времени рухнули. Здесь мы видим период безработицы более 25%, когда 25 000 банков терпят крах, а по всему миру царит масса лишений.Это было печальное время для человечества в целом и проложило путь к возвышению Гитлера, Муссолини, Сталина и нашему будущему мировому конфликту. Печатные платы, возможно, до сих пор лежали тихо, но вскоре все изменилось.

Великая депрессия затронула всех, от банков до рядового рабочего. (Источник изображения)

Вторая мировая война (1939-1945)

Идет Вторая мировая война, и Соединенные Штаты вступают в бой в 1942 году после бомбардировки Перл-Харбора.Что интересно отметить в Перл-Харборе, так это полный отказ связи, приведший к атаке. У Соединенных Штатов были веские доказательства надвигающегося кризиса, но все методы связи с их военной базой в Гонолулу оказались безуспешными, и остров был застигнут врасплох.

Линкор, потерянный при атаке на Перл-Харбор. (Источник изображения)

Из-за этой ошибки Министерство обороны США осознало, что им нужен более надежный способ связи.Это выдвинуло на передний план электронику в качестве основного средства связи, заменившего азбуку Морзе.

Также во время Второй мировой войны мы впервые увидели печатную плату в том виде, в котором мы ее знаем сегодня, в бесконтактном предохранителе. Это устройство использовалось для высокоскоростных артиллерийских снарядов, которые должны были стрелять точно на огромные расстояния как в небе, так и на земле. Неконтактный взрыватель изначально был разработан британцами для борьбы с натиском гитлеровской армии. Позже он был передан Соединенным Штатам, которые усовершенствовали дизайн и производство.

Одно из первых военных приложений, использующих печатную плату — бесконтактный предохранитель. (Источник изображения)

В это время у нас также есть Пауль Эйслер, австриец, живущий в Великобритании, который подал патент на медную фольгу на непроводящей основе из стекла. Звучит знакомо? Эту концепцию мы до сих пор используем для производства печатных плат с изолирующим слоем и медью сверху / снизу. Эйслер сделал еще один шаг вперед, создав радиоприемник на своей печатной плате в 1943 году, что проложило путь для будущих военных применений.

Радиоприемник производства Пола Эйслера с первой печатной платой. (Источник изображения)

Бэби-бумеры (1940-е годы)

По мере того, как Вторая мировая война подходит к концу, мы видим, как наши солдаты прибывают домой, заводят семьи и рожают много детей. Реплика поколения бэби-бумеров. Именно в этот послевоенный период мы видим массу улучшений в существующей бытовой технике, такой как пылесосы, стиральные машины, телевизоры и радиоприемники. Теперь, когда Великая депрессия прошла, многие потребители, наконец, могут позволить себе эти устройства в своих домах.

Но мы до сих пор не видим печатных плат потребительского уровня. Где работа Пола Эйслера? Взгляните на этот старый телевизор ниже, и вы увидите все компоненты, но не основную печатную плату.

Старый телевизор Motorola 1948 года выпуска без печатной платы. (Источник изображения)

Несмотря на отсутствие печатных плат, мы действительно увидели появление транзистора в Bell Labs в 1947 году. Потребовалось еще шесть лет в 1953 году, чтобы это устройство, наконец, использовалось в продуктах, но почему так долго? В те времена информация распространялась через журналы, конференции и т. Д.Перед информационным веком для распространения информации просто требовалось время.

Первый транзистор, родившийся в Bell Labs в 1947 году. (Источник изображения)

Эра холодной войны (1947 — 1991)

Наступает эра холодной войны, ознаменовавшая собой период значительной напряженности между Соединенными Штатами и Советским Союзом. Эти два гиганта почти вступают в битву друг с другом и держат мир в подвешенном состоянии под угрозой ядерного уничтожения из-за различий между капитализмом и коммунизмом.

Чтобы опередить эту гонку вооружений, обеим сторонам пришлось усилить свои коммуникативные способности, чтобы понять, что делает противник. Именно здесь мы видим, как печатные платы используются в полной мере. В 1956 году армия США выпустила патент на «Обработку сборки электрических схем». Теперь у производителей был способ удерживать электронику и устанавливать связь между компонентами с помощью медных проводов.

По мере того, как печатные платы начинают появляться в производственной сфере, мы оказываемся в первой в мире космической гонке.За это время Россия добилась поразительных достижений, в том числе:

Первый спутник, Спутник, запущен Россией в 1957 году. (Источник изображения)

Где во всем этом были Соединенные Штаты? В основном отстает, часто на разработку одних и тех же технологий уходит год или два. В ответ на этот пробел мы видим, что космический бюджет США увеличился в 5 раз в 1960 году. У нас также есть знаменитая речь президента Кеннеди в 1962 году, часть которой заслуживает того, чтобы ее процитировать ниже:

«Мы выбираем полет на Луну! Мы решили отправиться на Луну в этом десятилетии и заняться другими делами не потому, что это легко, а потому, что они трудны; потому что эта цель будет служить для организации и измерения лучших из наших сил и навыков, потому что эта задача — та, которую мы готовы принять, которую мы не желаем откладывать, и которую мы намерены победить.»- Президент США Джон Ф. Кеннеди, 12 сентября 1962 г.

Все это приводит к знаменательному моменту в истории. 20 июля 1969 года Соединенные Штаты высадили первого человека на Луну.

Первый человек на Луне, исторический момент для человечества. (Источник изображения)

Возвращаясь к печатным платам, в 1963 году корпорация Hazeltyne подала патент на первую технологию изготовления сквозных отверстий. Это позволит расположить компоненты на печатной плате близко друг к другу, не беспокоясь о кроссоверных соединениях.Мы также видим внедрение технологии поверхностного монтажа (SMT), разработанной IBM. Эти плотно упакованные компоненты впервые нашли практическое применение в ракетных ускорителях «Сатурн».

Первый патент на технологию печатных плат со сквозными отверстиями в 1967 году. (Источник изображения)

Рассвет микропроцессоров (1970-е годы)

70-е годы принесли нам первый микропроцессор в виде интегральной схемы (ИС). Первоначально он был разработан в 1958 году Джеком Килби из Texas Instruments.Килби был новичком в TI, поэтому его новаторские идеи относительно IC в основном оставались при себе. Однако, когда старших инженеров TI отправили на недельную конференцию, Килби остался, чтобы обдумать идеи в своей голове. Здесь он разработал первую микросхему в лабораториях TI, и вернувшимся инженерам она понравилась.

Джек Килби держит первую интегральную схему. (Источник изображения)

Именно в 1970-х годах мы впервые видим, что ИС начали использовать в производстве электроники.К этому времени, если вы не использовали печатную плату для подключения, у вас были большие проблемы.

Начало цифровой эпохи (1980-е годы)

Эпоха цифровых технологий привела к огромным изменениям в том, как мы потребляем мультимедиа, с появлением персональных устройств, таких как компакт-диски, видеокассеты, камеры, игровые консоли, портативные устройства и т. Д.

Воплощение детской мечты с игровой приставкой Atari в 1980 году. (Источник изображения)

Важно отметить, что печатные платы все еще рисовались вручную с помощью световой доски и трафаретов, но затем появились компьютеры и EDA.Здесь мы видим, как программное обеспечение EDA, такое как Protel и EAGLE, полностью меняет то, как мы разрабатываем и производим электронику. Вместо фотографий печатных плат мы теперь можем сохранять наши проекты в виде текстовых файлов Gerber, координаты которых могут быть введены в производственное оборудование для производства печатной платы.

Рисование печатной платы с помощью ленты и майлара до прибытия EDA. (Источник изображения)

Эпоха Интернета (1990-е)

В 90-е мы видим, что использование кремния вошло в полный размах с появлением BGA.Теперь мы можем разместить больше вентилей на одном чипе и начать встраивать память и системы на кристалле (SoC) вместе. Это также период интенсивной миниатюризации электроники. Мы не видим никаких новых функций, добавленных к печатным платам, но весь процесс проектирования начинает меняться и развиваться, переходя к ИС.

Теперь дизайнеры должны внедрять стратегии Design for Test (DFT) в свои макеты. Не так просто снять компонент и добавить синий провод. Инженеры должны разрабатывать свои схемы с учетом будущих доработок.Все ли эти компоненты размещены таким образом, чтобы их можно было легко удалить? Это огромная проблема.

Это также время, когда меньшие пакеты компонентов, такие как 0402, делают ручную пайку плат практически невозможной. Сейчас дизайнер живет в своем программном обеспечении EDA, а производитель занимается физическим производством и сборкой.

Компоненты для поверхностного монтажа от самых больших до самых маленьких. (Источник изображения)

Эпоха гибридов (2000-е и последующие годы)

Акцент на современную эпоху электроники и дизайна печатных плат; мы называем это гибридным веком.Раньше у нас было несколько устройств для разных нужд. Вам нужен был калькулятор; вы купили калькулятор. Вы хотели поиграть в видеоигры; вы купили игровую приставку. Теперь вы можете купить смартфон и получить 30 различных уровней встроенной функциональности. Это может показаться невероятно очевидным, но если вы внимательно посмотрите на все, что могут делать наши смартфоны, это будет просто поразительно:

Игровое устройство Адресная книга Электронная почта Сканер штрих-кода
Фонарик Часы Камера Навигация
Музыкальный проигрыватель График Видеорегистратор Карта
Интернет-браузер Календарь Movie Player Калькулятор
Телефон Блокнот Билеты Диктофон
Автоответчик Текстовое сообщение Банковское дело Книги

Мы живем в эпоху консолидации устройств, но что нас ждет дальше? Печатные платы созданы, у нас есть процессы и процедуры почти для всего.Высокоскоростные приложения становятся нормой. Мы также видим только 25% разработчиков печатных плат моложе 45 лет, а 75% готовятся к выходу на пенсию. Похоже, отрасль переживает период кризиса.

Может ли будущее проектирования печатных плат быть за робототехникой? Может быть, в носимых устройствах с гибкой схемой? Или, возможно, мы могли бы увидеть, как протоны заменяют электроны фотоникой. Что касается физических печатных плат, которые мы узнали, даже они могут измениться в будущем. Вместо того, чтобы нуждаться в физической среде для связи между компонентами, есть потенциал для волновой технологии.Это позволит частям передавать сигналы по беспроводной сети без использования меди.

Что ждет в будущем?

Никто точно не знает, в каком направлении будет развиваться дизайн печатных плат или даже электроники в целом. Прошло почти 130 лет с тех пор, как наши производственные мышцы пришли в движение. С тех пор мир навсегда изменился с появлением новых автомобилей, электроприборов, компьютеров, смартфонов и многого другого. Прошли те времена, когда мы полагались на уголь, древесину или нефть как на все наши основные средства к существованию и выживание.Теперь у нас есть электроника, которая может удовлетворить наши повседневные потребности.

Но что нас ждет в будущем? Это большая неизвестность. Что известно, так это то, что каждое изобретение, которое было до нас, опиралось на плечи своего предшественника. Наши предки создали дизайн печатных плат таким, каким он является сегодня, и теперь наша задача — вводить новшества и революционизировать то, как мы проектируем и взаимодействуем с технологиями. Будущее может быть любым. Будущее зависит от тебя.

Готовы создавать технологии будущего? Попробуйте Autodesk EAGLE бесплатно сегодня!

Схем создания унча своими руками.Как сделать недорогой усилитель звука для колонок своими руками

Когда женщина приходит в магазин за шампунем, ей сложно сразу определиться с покупкой, и она часами бродит по полкам, перебирая десятки вариантов. Здесь многие радиолюбители, ухаживая за самодельными углами, могут долго выбирать среди большого разнообразия схем и микросхем. Это слабенькие TDA2282. , и простой TDA1557, , и серьезный TDA7294., и уважаемый STK40. … Выбор, который предоставляют производители специализированных аудиочипов, очень велик. Что остаться? Предлагаем вариант, по праву считающийся золотой серединой в усилителе — микросхему TDA2050 (), которая по цене пары десятков рублей обеспечит нам честную мощность в 30 ватт. То, что уже в стерео 60 — для квартиры вполне.

Схема усилителя для самостоятельного изготовления

Под это устройство печатная плата рассчитана на TDA2050 или LM1875 и имеет все необходимые узлы — питание, защиту от динамики, включение и быстрое отключение.Достигается это с помощью удобного, но мало популярного на отечественном рынке микросхемы UPC1237. Если нет возможности купить, просто уберите со схемы все элементы его обвязки, начиная от резисторов R12, R13. Тогда в вопросе защиты вы будете полагаться на сами чипы CLEAN, которые имеют термо- и защиту от замыкания. Правда не очень надежный. Да, возможны щелчки при включении из динамиков. Параметры самого усилителя подробно описаны в документации.

М / с TDA2050 и LM1875 полностью взаимозаменяемы, отличия в их схемах только значения пары резисторов и одного конденсатора.

Все это позволяет сделать универсальную печатную плату, подходящую для любой из этих двух микросхем.

Источник напряжения питания

Сам УМП

на 2х30 Вт, но мощность зависит от напряжения питания и сопротивления подключаемых к выходу колонок. Если вы не нашли трансформатор, способный обеспечить указанное двухполюсное питание (от 2 до 17 В) — не беда.Схема может работать и от пониженного напряжения, например от 2 до 12 В. При этом мощность будет просто пропорционально. Но такой трансформатор найти проще — можно даже взять два стандартных по 12 В и последовательно соединить их выходные обмотки.

По всевозможным тарифам, как показала практика — это ненужное усложнение схемы, чреватое лишними шумами. Можно изменить АЧХ и на компьютере (телефоне). Здесь довольно обычный регулятор громкости.И, как вариант, баланс каналов.

Коробка для самодельного усилителя

Корпус в нашем случае пластиковый, с передней и задней стенками в виде металлических пластин толщиной 1 мм. Можно взять абсолютно любую подходящую коробку, даже пластиковую (проще в обращении и сверлении), хоть металлическую (защита от помех и прочность).

Все подключения стандартные — сеть 220 В, вход RCA и выходы для педалирования акустических систем. Отдельное внимание уделим резистору звукового контроллера.Перед тем, как поставить в UNUC, просто подключите и слушайте, из динамиков при повороте ручки нет шороха и треска.

Обсудить статью как сделать усилитель своими руками

Всем привет! В этой статье я расскажу, как собрать самый простой усилитель звука. Схема достаточно распределена и не требует дополнительной настройки. Если вы еще не паяли усилители, советую начать с этой конструкции. Эта схема очень дешевая по сравнению с остальными усилителями.На покупку деталей уйдет около 50 рублей.

Принципиальная схема УНГ.

Вариант схемы получше. Для сборки нам потребуются следующие детали:

  1. Резистор 10 ком
  2. Электролитический конденсатор 220 мкФ 16 В
  3. Микросхема LM386.
  4. Батарея типа Крона и соединение для нее.

Чип можно скинуть с малогабаритной китайской магнитолы или купить в магазине радиодеталей. Динамик подходит практически любой, так как мощность усилителя не превышает 1 ватт.Еще можно использовать динамик от китайских игрушек — но качество разберется какое …

Схема может использоваться от батареи на 9 вольт или другого источника, например, от импульсного блока питания. Если питать от аккума, то быстро сядет аккум и опускает блок питания схемы, мощность падает, звук теряет качество и становится совсем плохим.

Очень важно при пайке не перекрывать микросхему, для этого нужно взять паяльник мощностью не более 40 Вт и провода к микросхеме паять быстро, не перегревая микросхему.

Резистор нужен сопротивлением 10 ком, и мощностью не более 0,5 Вт. Если нет конденсатора на 16 В, можно использовать 25 В — на работу схемы это не повлияет. Если собираетесь делать корпус для этого дяди, то нужно выставить места пайки или сделать печатную плату.

При пайке микросхемы очень важно не перепутать расположение контактов, для этого на корпусе микросхемы есть выемка (ключ), определяющая нумерацию выводов.На фишке необходимо поставить ключ, слева вверху будет первый вывод, внизу будет второй, а на правой стороне фишки будет пятый вывод, над шестым, седьмым и восьмым. Второй и четвертый выводы нужно соединить и припаять к ним проводом, который идет на динамик, миниджек, минус питание. К третьему выводу нужно припаять резистор, а к пятому — плюс от конденсатора. Первый, седьмой и восьмой выходы не используются, их можно зацепить или полностью откусить.

Перед включением нужно убедиться, что все правильно припаяно. Если схема не работает, возможно, где-то неправильно заряжен элемент или при пайке у вас сгорела микросхема.

Один из недостатков этой микросхемы — малая мощность (примерно 1 ватт). Но сборка очень проста и доступна любому начинающему. В общем, желаю всем удачи! Специально для сайта site — Кирилл

— Этот аппарат на полевых транзисторах в выходном тракте реализован по схеме с «плавающей землей».То есть «плавающая» земля образуется в том случае, когда общий провод какой-либо части системы электрически не подключен к шине заземления. За время существования данной схемы усилителя в нее были внесены существенные изменения, которые повысили технические характеристики УМЗ.

Sample Power Amplifier Sample 2016.

Создание устройства «виртуальный ноль» или как говорят «средняя точка» имеет свои особенности: усилитель звука для колонок своими руками не требует установки напряжения в «ноль», не требуется защита акустической системы от постоянной мощности; Значительно упрощается производство силового трансформатора.Для поверхности окончания с постоянной средней точкой нужны две пары отдельных обмоток на один сердечник или нужны два транса с двумя обмотками.

Немного о тестировании и измерении характеристик ранней версии этого блока, которая также была собрана с использованием MOSFET транзисторов в выходном каскаде. Параметры измерения показали явное присутствие помех от сети во входной цепочке UMP. А если сравнить его с усилителем со средней постоянной точкой, то там огромное количество дезинфицирующих шумов 50 Гц в диапазоне до 1 кГц.

Уменьшение количества шумов

Для кардинального уменьшения количества радиодоменов, появляющихся во входной цепи усилителя через постоянный резистор R3, было решено: цепь смещения напряжения на управляющий электрод (затвор) Полевой транзистор Q2 должен быть реализован с полной симметрией по переменному напряжению. Исходя из того, что резисторы R4 и R11 идентичны и еще добавлена ​​емкостная цепочка C4-C6, то подбором номинала резисторов R5-R12 можно установить приемлемое напряжение смещения для входного ключа.В дополнение к этому емкостная цепь C4-C6 фильтруется переменным напряжением, появляющимся на выходах источников тока.

На этапе проектирования усилителя звука модели для колонок своими руками я потребовал тщательно проработать задачу генерации аппарата на сверхнизких частотах в диапазоне ниже 20 Гц. А именно при слишком малой суммарной емкости конденсаторов в цепи питания и значительной емкости на входе С1. Таким образом, подъем усилителя к самовозбуждению вызван цепью R-C на питающем напряжении R16-C5 (R17-C3) и, естественно, конденсаторами в источнике питания.Для обеспечения стабильной и стабильной работы усилителя суммарная емкость электролитических конденсаторов в каждом из блоков питания должна быть установлена ​​10000мкФ при С1 до 0,15 мкФ, 15000 мкФ при С1 = 0,22 мкФ и 20000мкф при С1 = 0,33 мкФ.

Для качественного воспроизведения звука на низких частотах увеличено сопротивление UMP на входе. С этой целью вместо биполярного транзистора на входе был установлен MOSFET-транзистор Q2, а вместо отражателя тока в первичном каскаде реализован источник тока.Второй каскад усилителя собран по схемам с общим эмиттером.

Надежность усилителя

Для обеспечения надежности работы устройства в каждом плече схемы была включена пара биполярных транзисторов Q11-Q15, выполняющих функцию ограничения пикового тока, проходящего в выходных транзисторах 7a-8a. . Кроме того, для ограничения прямого и обратного напряжения относительно конвейерных конвейеров Q14 добавлен выпрямительный диод 1N4148 (D7).

Важные технические характеристики усилителя мощности:

Ток покоя на схеме задается переменным резистором R23A (100 Ом). Оптимальный резервуар для нормальной работы прибора нужен в пределах 80 мА. Даже при таком значении тока восстановления сигнала на выходе этого оконечного усилителя находятся в пределах 0,09% с коротким мгновенно сокращающимся диапазоном гармоник.

Модернизированный блок питания.

Трансформатор силовой

Трансформатор силовой мощностью 140 Вт собран на тороидальном сердечнике с двумя вторичными обмотками напряжением ~ 36В каждая.Выпрямительный блок состоит из двух диодных мостов, рассчитанных на номинальное напряжение 100В и ток 10а. Фильтры выпрямителя по схеме выполнены на четырех емкостях от 10 000 Ф до 63 В со средней точкой. Причем отдельно для каждого канала, а также без гальваники с общей покрышкой. Именно по этим средним значениям акустические провода обслуживаются знаком «-» из левого и правого каналов. В зависимости от конструкции корпуса трансформатора вы можете установить два, мощностью 70-80 Вт каждый.Электролитические контейнеры C3-C4 необходимо шунтировать параллельно в виде бумажных конденсаторов C1-C2.

Когда я нашел на eBay крохотный усилитель «PAM8610 STEREO MINI CLASS D DIGITAL POWER AMPLIFIER Board 2 x15w», размером 2,5 * 3 см и стоимостью около 350 рублей, я понял, что просто не могу пройти мимо.

Оказалось, что 2 * 15w — единственный вариант для колонок на 4 Ом. Такого у меня не было, поэтому подключил 2 * 10вт с индикатором на 6 Ом.

Усилители

класса D имеют много отрицательных отзывов от «серьезных» ценителей музыки, но для моего уха все звучало просто идеально (и громко!), Особенно с хорошими колонками и MP3-плеером со встроенным графическим эквалайзером и с разными дополнительными настройками .

Использование MP3-плеера также означает, что нет необходимости управлять носами, верхами и средними частотами через самодельный аудиоусилитель, ему нужна только громкость уровня громкости.

Благодаря тому, что разводка между компонентами очень проста, этот проект сможет собрать даже начинающих любителей.

Шаг 1: Собираем необходимые комплектующие

Для создания усилителя нам потребуется:

  • 1 шт. * Пластиковая коробка.Моя была примерно 8 * 5 * 2,2 см
  • 1 шт. * Цифровой усилитель мощности PAM8610 2 x 15 Вт
  • 1 шт. * Двойной потенциометр 50K + 50K
  • 1 шт. * Кнопка двойного потенциометра — подбери цвет на свой вкус.
  • 1 шт. * Переключатель однополюсного типа (SPDT, однополюсный — двусторонний)
  • 1 шт. * Гнездо 3.5мм Стереокоза для установки на корпус
  • 1 шт. * Гнездо питания для установки на корпус
  • 2 шт. * 10 мкФ 25 В конденсаторы электролитические — чем меньше, тем лучше
  • 2 шт. * 2-полюсные или 1 шт. * 4-полюсные блокирующие винтовые клеммы
  • 1 шт. * 3мм светодиод (любой цвет на ваш вкус)
  • 1 шт. * 4.Резистор 7 кОм 1/8 Вт (ограничение тока для светодиодов — более подробная информация в приложении)
  • 1 шт. * Адаптер переменного тока 12В 2А (более подробная информация в приложении)
  • 1 шт. * Диод 1N5401 или 1N5822 (опционально)

Кроме того, вам понадобится многоцветный многожильный (7 жилой) провод для подключения компонентов.

Я приложил PDF-файл с очень подробным описанием каждого компонента из списка. Я написал этот документ в основном для новичков, поэтому, если вам нужен только список компонентов, пропустите большую часть документа и прочтите только об адаптере переменного тока (AC Adapter), что очень важно.

Файлы

Шаг 2: Необходимые устройства

В этом проекте объем механической работы сведен к минимуму, поэтому вам понадобится всего три основных инструмента. Инструменты необходимы для сверления отверстий и пайки:

  1. Ручное сверло с резервуаром 1 мм для сверления отверстий.
  2. Большое сверло для увеличения отверстий.
  3. Бур-расширитель.
  4. Паяльник 18Вт — 25Вт.

Расточный расширитель — мой любимый инструмент для проделывания отверстий в пластике и металле. Я рекомендую постоянно держать его в ящике вместе с инструментом.Проведя в центре площадки отверстие на 3 мм, на котором будет располагаться нужный компонент, берете икра и медленно надавливаете на нее, поворачивая по часовой стрелке. После каждых нескольких оборотов вы проверяете, что компонент помещен в отверстие и плотно ли сидит в нем.

Паяльник. Об этом средстве нельзя сказать ничего нового, чего не было бы описано в сотнях других статей. Все, что вам нужно знать: практика — залог совершенства. Вы будете работать с печатной платой, на поверхности которой установлены микросхемы, так что будьте очень аккуратны.Избегайте разбрызгивания припоя — одна капля может вывести из строя весь усилитель.

Шаг 3: Подготовьте корпус




На этом этапе мы подготовим коробку для установки в нее всех необходимых компонентов.

Обрежьте чистую белую ленту на поверхности корпуса, на который вы собираетесь установить переключатели и органы управления. В моем случае я решил сделать переднюю и заднюю панели, как это бывает у настоящих усилителей, и отметил, где будет располагаться каждый компонент (см. Фото).

Наклейка позволяет обозначить расположение всех элементов управления и одновременно защищает поверхность корпуса от царапин, пока вы не просверлите отверстия и т. Д.

С помощью мини-сверла на 1 мм просверлите пилотные отверстия по тем отметкам, которые вы сделали ранее. Далее расширяем отверстия сверлом на 3 мм (не считая отверстий для разъемов динамиков). Затем расширьте дырочки коричневого цвета (следуя подсказкам из предыдущей части инструкции). Не расширяйте отверстие для светодиода диаметром 3 мм, если вы не собираетесь использовать диод большего диаметра.

Результат работы вы можете увидеть на прикрепленных фото — аккуратные проемы не требуют дальнейшей обработки.

Вы можете заметить, что все компоненты уже прикручены к корпусу, за исключением управляющих клемм, они продвинуты в отверстия диаметром 1 мм и приклеены к корпусу сверхключа. Светодиод просто плотно сидит в отверстии, но есть возможность исправить суперклапом.

Шаг 4: Соедините компоненты


Электромонтаж очень простой.Для легкой отладки, если вдруг что-то не получится, рекомендую использовать провода разных цветов. Например, красный для положительных проводов, черный для отрицательного или заземляющего, оранжевый для всех правых каналов и синий для левого. Для подключения динамиков я использовал оранжевый для правого +, белый для правого -, синий для левого +, коричневый для левого -. Вы можете использовать свою комбинацию цветов, но постарайтесь использовать одни и те же цвета для левого и правого каналов.

Есть пара простых вещей, которые вам нужно знать о полярности. Прочтите прикрепленный PDF-файл, чтобы ознакомиться с этой информацией.

Также учтите, что я поместил все в корпус, используя его как верх моего усилителя, а крышка корпуса будет нижней частью. Это значит, что я работаю по фиксированной схеме сборки. В реальной жизни все компоненты, установленные слева, будут справа и наоборот. Будьте осторожны, подключая провода динамиков, если у вас такая же разводка, как у меня, то звенья левого динамика будут справа, а соединения правого динамика — слева. Таким образом, при повороте корпуса усилителя все встанет на свои места.

Посмотрев на приложенную фотографию, можно убедиться, насколько легко все это соединяется.

Файлы

Шаг 5: Устранение неисправностей и меры предосторожности после сборки

После того, как вы все поплыли и перед тем, как подключить колонки и включить усилитель, необходимо провести предварительные тесты.

Проверьте правильность подключения компонентов, а лучше доверьте это своему другу, и убедитесь, что все подключено правильно. Свежий взгляд на проект поможет увидеть то, чего вы не заметите после часов, проведенных дома на работе.

С помощью мультиметра на малых диапазонах сопротивлений проверить цепь на замыкание в точках 1, 3, 4, 5 и 6:

  • Если у вас есть цепь в точке 1, то ваш адаптер питания взорвется, как только вы включите его в розетку.
  • Если у вас есть доводчик между контактами динамика или между любыми контактами в точках 3 или 4 и землей, ваш модуль усилителя взорвется. Правая и левая части не являются общими точками, поэтому ни в коем случае не замыкайте их вместе и не соединяйте с земли.
  • Если замыкание между левым или правым каналом и землей в точке 5, то один из каналов при включении может не работать.
  • Если закрытие в точке 6, то ваш адаптер питания взорвется, как только вы включите переключатель на корпусе.

Что касается переключателя питания (точка 2), если вы ожидаете, что он будет включен в «нижнем» положении и выключен в «верхнем» положении, установите переключатель в положение «вниз» и используйте мультиметр в Ом диапазона, измерьте сопротивление между двумя точками пайки.Если вы получите что-нибудь, кроме царапины, выключатель перевернется. Ослабьте крепежный винт и поверните переключатель на 180 градусов, пока он не перейдет в положение «вверх». Переведите его в нижнее положение и снова проверьте сопротивление. Если он по-прежнему не равен нулю, то, скорее всего, ваш переключатель неисправен.

Дополнительная защита. Как уже отмечалось ранее, вы можете повредить адаптер переменного тока, используя полярность, обратную полярности, создаваемой проводкой вашего усилителя. Вы можете защитить себя, добавив один диод последовательно к плюсовому контакту платы.Схема подключения представлена ​​на прилагаемой схеме.

В этом случае, если подключить адаптер обратной полярности и включить прибор, диод не даст напряжению достичь модуля усилителя. При этом светодиод не загорится — это будет для вас индикатором того, что полярность адаптера неправильная или сам адаптер неисправен.

Единственный недостаток такой защиты — после перехода тока через диод будет небольшой спад напряжения, что очень важно, если ваш адаптер выдает ровно 12 В.

Рекомендую брать оба диода по 3а. Отличие заключается в прямом падении напряжения. Если вы используете стандартный выпрямитель 1N5401, падение напряжения составляет около 0,7 В, поэтому доступное напряжение будет 11,3 В или меньше. При использовании выпрямителя Schottky Barrier Rectifier 1N5822 падение составляет всего 0,4 В при 2 А, поэтому у вас будет не менее 11,7 В (что ближе к 12 В). Выберите один из этих диодов в зависимости от ваших потребностей. Например, если выходное напряжение вашего адаптера переменного тока составляет 13 В (что вполне возможно), то 0.Падение 7В значения не имеет, поэтому можно использовать 1N5401.

Максимальное напряжение устройства: максимальное напряжение, которое может быть освоено модулем усилителя, составляет 16 В. Во избежание повреждений проверьте фактическое выходное напряжение адаптера переменного тока перед подключением с помощью мультиметра и убедитесь, что оно значительно ниже 16 В.

Шаг 6. Включите устройство

Как только вы проверили, что все хорошо запитано, и что в схеме нет замыканий (а также заливки рекомендуемых диодов), можно подключать адаптер переменного тока, колонки (отшлифовать всю площадь провода до конца, чтобы сделать изоляцию добрался до клипсы) и мп3 плеера, немного приподнимите уровень громкости и включите музыку.Наслаждайтесь звуком.

Если вы не использовали диод для защиты, это еще одна мера предосторожности, которую вы можете предпринять при включении. Провод + 12В, идущий на модуль усилителя, держите, подключите адаптер переменного тока, включите питание и используйте мультиметр в диапазоне постоянного тока, подключите его к выключенному красному проводу, а черный к любому черному разъему (земля ), убедитесь, что значение напряжения — плюс в диапазоне около 12 В.

Убедившись, что напряжение и полярность правильные, выключите устройство, отключите адаптер, припаяйте красный провод +12 В к модулю усилителя и включите все, следуя инструкциям, описанным выше.Вы уже на пути к хорошему звуку!

Шаг 7: Выводы

В начале работы над инструкцией я хотел сделать все просто и быстро, чтобы каждый новичок понимал, насколько просто создать недорогой и небольшой стереоксилидер. По мере написания статьи появлялось все больше и больше нюансов, о которых хотелось бы рассказать подробнее. Вместо того, чтобы вставлять все это в основной текст, я сделал пару файлов PDF и прикрепил их к нужным шагам.Надеюсь, я не провожу грань между информативностью и скукой.

Если вы новичок в электронике и собираетесь создать свой усилитель, то у вас должны быть хотя бы основные устройства, такие как паяльник, припой, мультиметр, отвертка, плоскогубцы и кусачки. Также перед запуском прочтите все прикрепленные файлы PDF.

Многие сведения основаны на моем многолетнем опыте ремонта бытовой техники, а также при обучении технических специалистов для выполнения этих задач. Мне было очень сложно не упомянуть все описанные нюансы, в частности, из-за того, что большинство авторов не вникают в эти проблемы.Для меня это разница между успехом или провалом проекта.

Надеюсь, вам понравится!

Иногда для подключения к телевизору, ноутбуку или другому подобному источнику музыки требуется усиление сигнала с помощью определенного инструмента. При наличии элементарных технических знаний можно сделать усилитель в домашних условиях лично.

Как создать усилитель звука

Прежде всего, для сборки аналогичного устройства для колонн потребуются инструменты, а также необходимые комплектующие элементы.Симптомы простейших усилителей собраны с помощью паяльника, обладающего высокой степенью устойчивости. Желательно применять определенные паяльные станции.

В процессе самостоятельной сборки усилителя для проверки соответствующей схемы, или применения на короткий промежуток времени модель на проводе будет хорошим вариантом, однако для нее будет много свободного места для расположения составных элементов.

Печатная плата — гарантия максимальной компактности устройства и удобного использования в будущем.

Удивительный и доступный по цене усилитель, предназначенный для наушников или небольшой колонки, выполнен на базе микросхемы, которая представляет собой небольшой блок блока с вшитым набором команд для управления электрическим сигналом.

К схеме нужно приложить пару резисторов с нужной микросхемой и, конечно же, конденсаторами. В сумме цена усилителя, собранного своими руками, будет намного ниже стоимости оборудования, приобретенного в специализированном магазине, при этом предел функционала — изменение громкости сигнала.

Не стоит забывать об особенностях одноканальных усилителей, самостоятельное изготовление которых осуществляется как на основе схем ТДА, так и их аналогов.

Схема выделяет много тепла во время рабочего процесса, именно по этой причине следует минимизировать ее контакт с элементами устройства. Решетка радиатора, предназначенная для отвода тепла, желательна к эксплуатации.

В зависимости от приобретаемой микросхемы, а также мощности устройства размер желаемого радиатора увеличивается.Собирая усилитель внутри корпусной части, нужно заранее продумать место, предусмотренное под радиатор.

К еще одной особенности создания усилителя своими руками, как показано на фото, относится минимальная потребляемая мощность, что дает возможность применить упрощенный усилитель в машинах, в дороге или дома. Некоторым простым усилителям достаточно всего нескольких вольт.

Потребляемая мощность напрямую зависит от требуемого уровня усиления сигнала.Усилитель звука от плеера для необходимых наушников потребляет примерно 3 Вт.

Для изготовления схем у неопытного радиолюбителя лучше использовать специальную программу, у которой файлы имеют нужное расширение.

Персональное создание необходимой схемы возможно при наличии определенных знаний и желания поэкспериментировать с ними. Напротив, лучше скачать файлы, чтобы быстро собрать замену усилителя как можно дешевле.


Для ноутбука

Инструкция, как сделать усилитель для ноутбука своими руками, сборка такого устройства строится в таких случаях: сломались динамики встроенного типа или имеют низкое качество громкости.

Обычному усилителю мощности потребуется несколько ватт при сопротивлении обмоток в 40 Ом. Помимо обычных сборочных инструментов потребуется печатная плата, блок питания и микросхема. Подберите себе корпус, где будут располагаться элементы усилителя.

Процесс сборки должен зависеть от формата загруженной микросхемы. В радиаторе подбирается такой параметр, чтобы теплостойкость позволяла поддерживать необходимую температуру микросхемы.

Если прибор постоянно применяется вместе с ноутбуком не в помещении, то ему потребуется самостоятельно выполненный корпус с определенными прорезями или отверстиями, чтобы не препятствовать циркуляции воздуха.

Сборка аналогичного корпуса производится из пластиковой емкости или остатков вышедшего из строя оборудования, а плата крепится винтами.

Ламповый усилитель

Этот усилитель своими руками, как на фото, относится к довольно дорогому устройству, если полностью покупать комплектующие.

У некоторых радиолюбителей в запасе есть лампы и остальные нужные детали. Сборка усилителя лампового типа в домашних условиях считается несложным делом, если можно потратить время на поиск необходимых схем в рунете.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.