Под катом фото, описание процесса, немного схем и детальное описание некоторых моментов создания этого чуда.
Вот попали ко мне старые советские колонки S-50(если руки дойдут – хочу модернизировать их, но пока что есть, то есть), их ТХ:
- Паспортная электрическая мощность не менее 50 Вт
- Номинальная электрическая мощность 25 Вт
- Номинальное электрическое сопротивление 8 Ом
- Диапазон воспроизводимых частот не уже 40-20000 Гц
И в комплекте с ними мне достался великолепный усилитель Одиссей У-010, который сгорел. Разобрав его, понял, что с моим-то мизерным опытом, ничего не сделаю. Немного помучил гугл, посмотрел на профильных сайтах и вот оно решение - сделаем себе сами усилитель на базе микросхемы TDA2050, как замену старому. Ибо «Handmade и DIY навеки », да и не так уж сложно. ТХ TDA2050:
- Номинальная выходная мощность 32Вт
- Интегрированная защита от КЗ
- Интегрированная защита от перегрева
- Питание до 50В от однополярного БП
(Сразу замечание, возможно, мне попалась подделка, однако при КЗ, одна TDA2050 взорвалась так, что осколком микросхемы оставила на моем предплечье довольно глубокую рану, повезло, что не в глаз, будьте внимательны, Техника безопасности превыше всего!)
Корпус
Для начала определимся с корпусом. Как вариант, использование корпуса от сгоревшего Одиссей У-010, отпал сразу, по причине размера того корпуса с небольшую тумбочку (460х360х120). Нам же подойдет что-то более компактное. Сначала смотрел в сторону алюминиевых корпусов, но быстро отказался от затеи ввиду цены этих самых корпусов. Те, что мне нравились от 100$, что уже никак не вписывается в «бюджетный усилитель». Поэтому был выбран промежуточный вариант «временного» самого дешевого корпуса, в котором он стоит уже как 6 месяцев. Этим корпусом стал «Z16 Черный» (легко находится в гугле по этому запросу).Габариты (H/W/L): 89 x 257 x 148
Схема
Далее надо было определиться с самой схемой, ведь под TDA2050 их огромное количество. Выбор пал на так называемую «схему Скифа ». Да и обычные компоненты, не SMD, для меня стали плюсом, ведь опыта в пайке SMD и самой паяльной станции не было, только обычный паяльник на 40Вт.Итак, сама схема (рисунок платы для этой схемы можно скачать по ссылке в конце статьи):
Обращаю ваше внимание на то, что для этой схемы нужно ДВУПОЛЯРНОЕ питание.
Размер готовой платы под один канал усилителя: 35х45мм (а их нужно 2), что вполне компактно в результате.
Блок питания
Итак, для питания 2-х каналов по 32 Вт, нам нужно 64 Вт(хотя это все условно и можно меньше). По счастливой случайности в закромах валялся без дела трансформатор ТПП-287-220-50 мощностью 90 ВА, и с него как раз легко снять двуполярное питание. Фото и схема:Для того, что бы снять с него по 35,26 В переменного тока со средней точкой, необходимо соединить выводы с номерами: 12-15, 11-20, 13-18, 14-21, 17-16, а снимать напряжение мы будем с 16, 19, 21 выводов.
Далее схема выпрямителя:
Вот пример самой платы. Хотя я её сделал, просто нарисовав перманентным маркером на текстолите, и вытравив, без всякого ЛУТа. Все довольно просто.
В случае с трансформатором ТПП-287-220-50 нужно соединить 16 вывод трансформатора с входом «средняя точка» платы выпрямителя. 19 и 21 в оставшиеся два, какой куда решать вам, и припаять перемычку от входа средней точки к площадке между конденсаторами. После подключения можно проверять напряжения на выходах выпрямителя. Между + и – должно быть от 42 до 50 В, в зависимости от напряжения в сети. Между «+» и землей, а так же землей и «-» должны быть одинаковые значения. Если у вас нет в наличии чего-то из элементов для выпрямителя, то не спешите, как разберемся с платой усилителя, поедем на радиорынок брать все кучей. Список всех элементов будет далее по тексту.
Усилитель
Для начала травим две вот такие платы:
И пока они травятся, можем съездить в ближайший магазин радиокомпонентов или радиорынок.
Итак, нам понадобятся на весь усилитель:
Блок питания:
- Эл. литические конденсаторы минимум 10 000 мкФ х 25 (или больше) В
- Диодный мост практически любой, до 10А (с огромным запасом) и более 50 В. (я взял на 10А и 400В – стоит копейки)
Конденсаторы эл. литические:
- С7, С8 – 1000мкФ x 25 В
- С3 – 22мкФ x 25 В
- С2- 220пФ
- С1, С4, С6 – 4,7мкФ
- С5 - 0,47мкФ
- R1, R3 – 2,2k
- R2, R5 – 22k
- R4 – 680
- R6 – 2,2
- R7 – 10
Ну и конечно сама TDA2050, возьмите штуки 3, что бы запас был, а то мало ли.
Ещё вам понадобится:
- 2 RCA входа,
- 4 зажима под выход на колонки
- выключатель
- и сдвоенный переменный резистор на 50 кОм
- ручка регулятора на этот самый резистор (но я просто снял алюминиевую со старого радио)
- Радиатор от старого процессора (если у вас нет ненужного)
После чего сверлим и собираем по схеме. У меня все заработало сразу, вот только был треск в динамиках, но об этом я расскажу позже. Единственное, что хочу заметить, так это радиаторы. Я пошел легким путем и просто разрезал, обычной ножовкой, старый радиатор от какого-то AMD пополам, и на каждую половину прикрутил микросхему, предварительно просверлив и нарезав резьбу. Вот только мои микросхемы не на самих платах расположены, а на отдельно стоящих радиаторах, соединены с платами небольшими шлейфами примерно вот так:
А катушка L1 по схеме мотается очень просто, берете одну жилу с витой пары, и мотаете 5 витков прямо на резисторе R7, концы припаиваете к выводам этого же резистора.
Вот и все, с электроникой закончили, к этому моменту у вас должны быть готовы 3 платы: выпрямитель и 2 одинаковые платы усилителя на оба канала.
Компоновка и сборка
А после этого можем приступать к сборке всего этого уже в корпусе. Итак, для начала лучше разметить и высверлить отверстия для крепления плат, трансформатора, радиаторов охлаждения микросхем, входов-выходов. Кстати, если вы купили прямоугольный выключатель для своего усилителя, есть маленький хинт, как под него легко сделать отверстие на панели. Для начала размечаете размеры вашего будущего отверстия прямо на панели, и сверлите тонким сверлом аккуратную дырочку внутри периметра этого самого отверстия. А теперь самое интересное: возьмите самую обычную хлопковую нить (желательно потолще, тонкая часто рвется в процессе), проденьте в отверстие и, натянув нить, можно, как полотном лобзика, вырезать любую форму. Вот только лобзиком вы вырезаете, а здесь, как бы «расплавляете». Именно поэтому лучше вырезать немного меньшее отверстие, что бы потом надфилем довести его до ровного. Ещё желательно сделать вентиляционные отверстия недалеко от радиаторов. Я перестраховался и ставил ещё кулер, который оказался бесполезен, усилитель сильно не греется даже на максимальной громкости. Включаю только тогда, когда усилитель летом на улице работает.
Моя компоновка выглядит так (и хотя куча проводов и вообще не красиво, но все работает как часы уже полгода при регулярном использовании):
Крайняя слева плата – выпрямитель, остальные 2 – усилители.
Вот и все, можно начинать собирать и спаивать. Я спаивал прямо в корпусе, без всяких зажимов, штекеров и прочего. Возможно, кто-то захочет сделать все удобнее.
Схема подключения регулятора громкость (два резистора - это один сдвоенный):
- Выходы с усилителей лучше выполнить как можно более толстым кабелем.
- Если после сборки и спайки в колонках слышите отчетливый шум – проверяйте конденсаторы на платах усилителя
- Если треск в колонках, то проверяйте дорожки питания на усилителях – я плохо отмыл флюс кислотный, и если присмотреться в темноте были видны маленькие искры между дорожками, как только отмыл плату от флюса, треск пропал.
В итоге выглядит все так:
Расходы:
- Все конденсаторы и резисторы в сумме – 4$
- Микросхемы TDA2050(3 шт) – 2$
- Корпус – 3$
- Все штекера, гнезда, ручки, выключатели – 7-8$
Итого 17$ и куча положительных эмоций «Оно работает!»
Архив со всеми схемами и рисунками плат в формате Sprint-Layout 6.
Этот проект представляет собой самодельный стерео усилитель с дополнительным выходом на наушники. Усилитель построен на одной интегральной микросхеме TDA2050 которая предназначена для использования в качестве аудио усилителя класса hi-fi. Она будет работать в диапазоне напряжений питания от +/-4.5 до +/-25 В. Около 30 Вт выходной мощности, КПД составляет около 65%. Однако стоит отметить, что для поддержания стабильности, коэффициент усиления цепи должен быть не менее 24 дБ. Усилитель был построен, для полочных колонок Klipsch RB-51. Динамики 8 ом, чувствительностью 92 дБ. Усилитель может работать с большинством линейных источников, таких как mp3-плеер, cd-плеер, тюнер и т.д. Небольшая микросхема TDA2050 может выдать очень хорошее звучание. Прежде чем мы начнем, предлагаю вам взглянуть на даташит , особенно если вы хотите внести некоторые изменения, чтобы они соответствовали вашей стерео установке.
Принципиальная схема
Также там имеется печатная плата. Схему усилителя сделал, как показано ниже. Показан только один канал. Двухполюсной переключатель является общим для обоих каналов, и это позволяет переключать выход с колонок на наушники. Если вам не нужен выход на наушники, вы можете убрать переключатель и резистор.
Схема была сделана на печатной плате. Для блокирования входного тока использовал конденсатор 1 мкФ (металлизированная полипропиленовая пленка). Большинство конденсаторов должно быть из полипропилена, полиэстера, майлара, электролитические конденсаторы я бы не рекомендовал.
Блок питания
Правильная схема заземления поможет получить низкий уровень шума. Если хотите, сделайте две звезды точками заземления - для сигнала и для питания. Попробуйте сделать сигнальные провода как можно короче. Кроме того, сигнальные провода должны быть плотно скручены вместе. Также постарайтесь держать их вдали от источников переменного тока, как проводов питания, так и трансформатора. Ведите провода как можно ближе к корпусу, помогает. Используйте отдельный источник питания для каждого канала.
Прежде чем описывать питание, я хочу сказать несколько слов о безопасности. Этот проект требует сетевого подключение проводов 220 В. Неправильно выбранное сечение провода для электросети, может привести к серьезным травмам! Также необходимо использовать только подходящие предохранители и подключить шасси к "земле".
Тороидальный трансформатор с двумя вторичными обмотками по 18 вольт. Для выпрямителей использовал 35 А диодные мосты. В оригинале схемы используются отдельные диоды. Каждый выход имеет конденсатор ёмкостью 10 000 мкФ.
Для корпуса использовал подходящее по размеру шасси. Трансформатор и платы прикреплены снизу верхней части корпуса. Выключатель питания, регулятор громкости и разъем для наушников расположены на передней части корпуса для удобного доступа.
Для ввода звука ставим стандартные позолоченные RCA разъемы. Выход на динамик через разъем типа банан диаметром 4 мм. Обратите внимание, что входные разъемы, динамик и соединительные клеммы изолированы от корпуса с помощью имеющихся нейлоновых прокладок. Радиаторы размещены на задней панели корпуса. Каждый радиатор размером 50 х 90 мм. Вырезал отверстие в корпусе так, что TDA2050 может быть установлена непосредственно на радиатор. Обратите внимание, что микросхема TDA2050 должна быть изолированы от земли (корпуса), а отрицательный потенциал находится на металлической вкладке TO-220. Если так не сделать микроконтроллер сгорит после подачи питания. Для изоляции можно использовать кремневые колодки или слюдяные и не забудьте прокладки для крепежного винта, которые обеспечивают крепление микроконтроллера на радиатор. После установки проверьте, чтобы убедиться, что нет никакого соприкосновения между микроконтроллером, радиатором и шасси (землёй). Также, чтобы обеспечить хороший тепловой контакт нужно использовать термопасту.
Не буду давать оценок качеству звука, так как окончательное мнение зависит от конкретного слушателя. Для моих ушей микросхема TDA2050 выдает очень хороший звук, который может поспорить со звуком различных высококачественных усилителей. Усилитель имеет возможность производить глубокий бас, четкие средние частоты с широкой звуковой амплитудой и четкие максимумы, которые не являются слишком острыми. По сравнению с на 20 Вт, этот работает заметно мощнее.
Усилитель класса АВ предназначен для использования в качестве усилителя мощности в бытовой технике. Микросхема TDA2050 имеет тепловую защиту и защиту от короткого замыкания выхода на корпус. Особенностью этого усилителя является очень большой диапазон питающих напряжений: от ±4,5 до ±20 В, причем возможно и однополярное питание.
Рис.1. Цоколевка микросхемы TDA2050
Коэффициент усиления в усилителях с обратной связью не должен быть меньше 24 дБ. Рекомендованные значения навесных элементов приведены в таблице, но могут быть использованы и другие значения. Таблица предназначена для ориентирования разработчиков автоаппаратуры.
Рис.2. Схема включения микросхемы TDA2050 с двуполярным питанием
Рис.3. Печатная плата усилителя на TDA2050 с двуполярным питанием
Рис.4. Схема включения микросхемы TDA2050 с однополярным питанием
Рис.5. Печатная плата усилителя на TDA2050 с однополярным питанием
Защитные цепи микросхемы TDA2050 ограничивают выходные токи выходных транзисторов таким образом, что их рабочие режимы не выходят за пределы зоны безопасной работы. Эта функция скорей может быть отнесена к классу ограничителей пиковой мощности, чем к ограничителям тока. Благодаря ей значительно уменьшается вероятность повреждения устройства в результате случайного короткого замыкания выхода усилителя на корпус.
Что касается тепловой защиты, то при повышении температуры кристалла выше 150°С, система тепловой защиты ограничивает ток потребления и рассеиваемую мощность. Поэтому даже постоянная перегрузка выхода или слишком высокая температура воздуха не приведут к порче микросхемы TDA2050. Радиатор можно делать без запаса на безопасность при перегреве, как это делается в классическом варианте теплового расчета.
Между микросхемой TDA2050 и теплоотводом изоляция не требуется. Рекомендуется применение теплопроводящей пасты.
TDA2050
— монофонический усилитель
низкой частоты с выходной мощностью 32 ватт на нагрузку 4 Ом. Микросхема стоит всего полтора доллара и выпускается в стандартных 5-выводных корпусах.
В последнее время микросхему
начали использовать в автомобиле
, сложность заключается в том, что нужен встроенный инвертор для питания микросхемы от бортовой сети 12 Вольт, но не смотря на это микросхему с успехом используют для питания штатных «блинов» и других головок в авто.
32 ватта — думаете мало? на самом деле это чистая мощность под синусом 1кГц, а максимальная мощность микросхемы — 80 ватт! Этой мощи вполне хватит, для того, чтобы при желании разорвать любой штатный динамик, который используют в автомобильной акустике.
В китайской индустрии, данная микросхема используется в бытовых аудиосистемах, представляет из себя законченный выходной каскад, который питает сабвуферную головку, редко используется для питания широкополосных аудиосистем.
Питание двухполярное, ниже основные характеристики микросхемы TDA2050 в случае однополярного включения.
Напряжение питания: 10 — 50 В.
Пиковое значение выходного тока: 5 А.
Ток в режиме покоя: 30 — 55 мА.
Долговременная выходная мощность при коэффициенте гармоник = 0,5 % и
Uп = 36 В, Rн = 4 Ом: 28 Вт,
Uп = 36 В, Rн = 8 Ом: 18 Вт,
Uп = 44 В, Rн = 8 Ом: 25 Вт.
Долговременная выходная мощность при коэффициенте гармоник = 10 % и
Uп = 36 В, Rн = 4 Ом: 35 Вт,
Uп = 36 В, Rн = 8 Ом: 22 Вт,
Uп = 44 В, Rн = 8 Ом: 32 Вт.
Uп = 36 В, Rн = 4 Ом, F = 1 кГц, Pвых = 0,1 — 24 Вт: 0,03 %.
Суммарное значение коэффициента нелинейных искажений при
Uп = 44 В, Rн = 8 Ом, F = 1 кГц, Pвых = 0,1 — 20 Вт: 0,02 %.
Коэффициент усиления по напряжению Au: 30 дБ.
Входное сопротивление: 22 кОм.
Диапазон воспроизводимых частот: 20 — 25000 Гц.
Судя из параметров, микросхема способна отдавать максимальную мощность до 35 ватт при питании ±25 В на нагрузку 4 Ом, но так ли это?
На самом деле да! но это не все, максимальная мощность микросхемы на самом деле не 35, а 80 ватт!!! как это возможно?
Дело в том, что мною делались разные замеры выходной мощности при частоте входного сигнала 1кГц и питании ±29Вольт на нагрузку 4Ом. С такими параметры получил на выходе порядка 13 Вольт, из этого следует — 13х13/4=42.25 ватт, при питании ±25 В выходная мощность составила 36 ватт — эта же и мощность указана в паспортных данных микросхемы.
Увеличивая номинал выходного сигнала до 1-1,2 Вольт и подняв питания до 31 Вольт (в плече) удалось получить до 80 ватт!!! но это кратковременная мощность, и так извращаться можно в том случае, если к выходу УМЗЧ подключена сабвуферная головка, в случае широкополосной акустики, КНИ будут в районе 10% — а это уже ой как не качественно.
Автор — АКА КАСЬЯН
- 06.01.2016
На ИМС LM2896 можно сделать простой двухканальный усилитель мощности звуковой частоты. Напряжение питания усилителя может находится в пределах от 3 до 15В. При напряжении питания 12В выходная мощность усилителя составит 2,5 Вт на канал при 8-и омной нагрузке. КНИ на частоте 1 кГц и выходной мощности 1Вт не превышает 0,14%. …
- 05.10.2014
Главной задачей схемы представленной на рисунке это подключить громкоговорители к усилителю мощность с некоторой задержкой, чтобы избежать возможных щелчков вызванных переходными процессами протекающими в усилителе после подачи питания. Схема очень проста, она управляет обмоткой реле (300 Ом 24В) подавая на нее питание с небольшой задержкой (5сек.) Схема не нуждается в …
- 24.11.2014
Предложенный преобразователь напряжения преобразует постоянное напряжение 12В в 28В, которое может использоваться для питания других уст-в, напряжение питания которых выше основного (например аккумулятора). Основой преобразователя является микросхема LM2585, которая повышает напряжение за счет накопленной энергии в катушке индуктивности L1. Частота работы преобразователя 100кГц. Для защиты уст-ва от КЗ рекомендуется на выходе …
- 05.10.2014
Регулирующие транзисторы выбираются, исходя из тока нагрузки. Для тока 25 А можно использовать один транзистор КТ878, или два КТ848А, включенных параллельно, или три 10-амперных транзистора (КГ819, КТ808, КТ841), снабдив их, конечно, уравнивающими ток резисторами сопротивлением 0,1 Ом. Их наматывают константановой проволокой диаметром 0,3 мм или более на корпусе резистора МЛТ-2. …