Усилитель звука своими руками для авто

Данный усилитель мощности основан на PA100, подробно описанный в приложении от National Semiconductor’s AN1192

Когда я собрал свои мощные самодельные 4-х омные колонки, то усилитель не мог "раскачать" такую нагрузку, поэтому решено было собирать более мощный усилитель. Я разработал схему усилителя мощности, в которой используется две микросхемы LM3886 на канал, в схеме с параллельным включением. На 8-ми омной нагрузке выходная мощность усилителя получается порядка 50 Ватт, на 4-х омной 100 Ватт. В данном усилителе используется четыре микросхемы УНЧ LM3886.

Кстати Jeff Rowland в некоторых своих Hi-Fi конструкциях использует LM3886 и имеет хорошие отзывы. Так что недорогой усилитель тоже может быть качественным!

Микросхема LM3886 включена по схеме неинвертирующего усилителя. Входное сопротивление УНЧ зависит от резистора R1 (47 кОм). Резистор R20 (680 Ом) и конденсатор C20 (470 пФ) образуют фильтр высоких частот на входных RCA-разъемах. Конденсаторы C4 и С8 (220 пФ) служат для фильтрации ВЧ на входах микросхемы LM3886.

При сборке усилителя, в некоторых местах я использовал высококачественные конденсаторы: C1 (1 мкФ) "Auricap" для фильтрации постоянной составляющей, С2 и С6 (100 мкФ) "Blackgate" и С12, С16 (1000 мкФ) "Blackgate".

Принципиальная схема усилителя приведена ниже.

Разработка печатной платы велась с учетом того, чтобы силовая земля (питания) и сигнальная были разделены. Сигнальная земля находится в середине и окружена силовой землей. Возле С5 они соединены тонкой дорожкой. Проектирование печатной платы велось в программе PADS PowerPCB 5.0.

Сам делать печатную плату я не стал, а отдал фирме. Когда забрал ее, то обнаружил,что некоторые отверстия были меньшего диаметра чем нужно. Рассверлил уже сам вручную. На фото ниже фотография платы.

Резисторы 1кОм и 20кОм были вручную подобраны с точностью до 0.1%. В качестве выходных резисторов я использовал шесть резисторов номиналом 1 Ом 0.5 Ватт 1%, потому как 3-х Ваттный 1% резистор найти проблематично.

Я использовал изолированную версию микросхемы — LM3886 TF, поэтому я напрямую присоединил к корпусу и радиатору через теплопроводную пасту.

Разделительный конденсатор "Auricap" 1мкФ 450В. Был куплен высококачественный конденсатор, поскольку он задействован в главной сигнальной цепи.

Конденсаторы в ВЧ-фильтре: "Silver Mica" 47пФ и 220пФ.

В фильтре по питанию использовался конденсатор "Blackgate" 1000мкФ 50В

Кондеры C2 и C6 тоже фирмы "Blackgate" номиналом 100мкФ 50В. Для лучшего результата лучше использовать биполярные конденсаторы, однако я использовал электролиты, т.к. биполярные не поместились бы на плату.

Фильтрующая цепочка R20(680 Ом) + C20(470 пФ) помещена прямо на RCA-разъеме. Это помогает отфильтровывать ВЧ-шумы до того, как они попадут на плату усилителя.

Разделительный конденсатор источника питания 0.1мкФ припаян с обратной стороны платы усилителя прямо на ножку LM3886, это позволяет лучше фильтровать ВЧ-шумы.

Микросхема LM3886 посажена на алюминиевый радиатор, а затем к корпусу усилителя. Снаружи корпуса я прикрепил еще 3 радиатора от процессорных вентиляторов PC. Везде использовалась термопаста для лучшей теплоотдачи.

Со всеми этими радиаторами усилитель греется совсем немного на средней громкости.

В источнике питания я использовал микросхему регулируемого стабилизатора напряжения LT1083. Перед ней поставил конденсаторы емкостью 10000 мкФ после — 100 мкФ. Преимущество использования регулируемого стабилизатора напряжения в том, что практически отсутствует напряжение пульсаций. Без него слышен небольшой 50/100 Гц шум.

В диодных мостах использовались мощные диоды MUR860.

Стабилизатор напряжения LT1083 может обеспечивать ток до 8А.

Трансформатор использовался мощностью 500ВА 2х25В. После стабилизатора, напряжение 30 Вольт.

В дальнейшем планирую заменить стабилизатор на более мощный (см. схему ниже). Транзистор TIP2955 способен выдерживать токи до 15А.

После сборки усилителя я измерил постоянное напряжение и получил смещение около 7 мВ на разъемах динамика. Разница напряжения между двумя выходами микросхем меньше чем 1 мВ.

Читайте также:  Как подключить андроид к магнитоле через usb

Звучание усилителя чем то похоже на звучание собранного мною ранее усилителя на LM3875 — очень чистое. Не слышен ни шум, ни шипение, ни гудение. Сравнивая с усилителем на LM3875, данный усилитель развивает примерно вдвое большую мощность на моих 4-х Омных колонках и обеспечивает глубокий и напористый бас и хорошую динамику.

Если сделать усилитель для сабвуфера своими руками, то можно выбирать и контролировать параметры звучания в соответствии с собственными предпочтениями. При правильной сборке он будет работать надежно и качественно.

Предназначение

Автомобильный усилитель предназначен для повышения мощности звука аудиосистемы в машине, а также нормального функционирования сабвуфера. Это устройство будет полезным, если штатные динамики создают недостаточно громкий звук.

Нередко автомагнитолы не имеют специального усилителя, предназначенного для работы с сабвуфером. Если подключить низкочастотный динамик напрямую, то качество аудио оставит желать лучшего.

Основные характеристики

Громкость звучания напрямую зависит от выходной мощности устройства. Чем больше этот показатель, тем более громкий и неискаженный звук могут воспроизводить динамики.

Выходная мощность для сабвуфера должна быть больше, чем для широкополосных колонок. Еще одна важная характеристика — выходное сопротивление. Чем оно меньше, тем выше выходная мощность и ток потребления устройства.

Как сделать самому

Усилитель звука в автомобиле можно сделать своими руками, используя готовые наборы. Это упростит проверку и наладку, сократит вероятность ошибок, способных привести к неправильной работе. Еще одно достоинство заключается в том, что не потребуются радиотехнические навыки.

Набор для самостоятельной сборки усилителя состоит из блоков ограничителя, предусилителя, усилителя мощности, кроссовера, стабилизатора и устройства управления. Другой вариант — сборка устройства из дискретных деталей по схеме.

Корпус

Он должен обеспечивать надлежащее охлаждение компонентов усилителя, которые могут нагреваться во время работы. Для этого следует предусмотреть щели или отверстия, которые должны располагаться как можно ближе к выходной микросхеме. Для улучшения охлаждения мощного усилителя устанавливается вентилятор, рассчитанный на 12 В. Он обеспечит дополнительную защиту от перегрева.

Корпус можно изготовить из фанеры или металла, например, листового алюминия или жести. В этом случае необходимо обеспечить изоляцию компонентов и платы устройства. Для улучшения экранирования можно соединить отрицательный полюс платы с корпусом. На нем нужно предусмотреть посадочные места под клеммы, которые прикрепляются с обратной стороны. Чтобы не ошибиться при подключении, следует нанести на корпус пояснительные надписи.

Усилитель для колонок

Вначале рекомендуется сделать фильтр питания с предохранителем. Его номинал составляет не менее 20 А. В состав самого фильтра входит дроссель, который можно взять с неисправной магнитолы, и конденсаторы. Они объединяются в батарею для повышения эффективности работы.

Емкость фильтра должна быть не менее 6000 мкФ. Чем она больше, тем лучше будет работать усилитель на большой громкости. Для автоматического включения устройства следует установить механическое или электронное реле управления. Обмотка подключается к массе и голубому с белой полосой проводу магнитолы. Контакты включаются в разрыв плюсового провода перед конденсатором фильтра.

Если собирается автоусилитель звука своими руками из готового набора, то следует соединить блоки в соответствии с инструкцией. Усилитель и предусилитель подключаются друг к другу прилагаемыми кабелями. К этим блокам подсоединяется стабилизатор питания или преобразователь напряжения, если для нормальной работы микросхемы необходимо более 14 В.

После этого собранная конструкция устанавливается в корпус и закрепляется элементами, входящими в комплект поставки набора.

Если усилитель собирается на плате из отдельных деталей, то потребуется припаять их к нужным точкам. При подключении этого устройства напрямую к выходам динамиков магнитолы необходимо предусмотреть регулируемый делитель. Он не потребуется, если подключение осуществляется к линейному выходу низкого уровня. В разрыв выводов колонок включаются проволочные резисторы, необходимые для защиты и согласования. Их сопротивление — 1-2 Ом.

Читайте также:  Замена резонатора и глушителя ваз 2114

Усилитель для сабвуфера

Он отличается большей мощностью, необходимой для раскачки саба, а также наличием фильтра низких частот. Микросхема усилителя устанавливается на теплоотвод повышенной площади для более эффективного охлаждения.

Мощность звучания сабвуфера можно увеличить, если выполнить подключение по мостовой схеме. Если требуется усилок в авто и для колонок, и для сабвуфера, то для каждого канала собирается свой блок. Вся конструкция помещается в 1 корпус.

Как установить и подключить

Перед установкой следует тщательно проверить качество сборки и соответствие схеме в условиях гаража или дома. Если усилитель собирался из дискретных деталей, то проверяется чистота печатной платы, отсутствие капель припоя между выводами компонентов. После этого следует подать питание на устройство от аккумулятора на 12 В для автомобиля или шуруповерта через предохранитель на 5 А. Это необходимо для того, чтобы снизить риск пожара в случае критических ошибок в монтаже.

Если после подключения питания в колонках и сабвуфере раздался щелчок, а затем слабый шум или фон, а предохранитель не перегорел, то усилитель собран правильно. Если коснуться звукового входа отверткой, то раздастся фон переменного тока. Если перегорает предохранитель, раздаются громкие щелчки или проскакивают искры между проводами питания и клеммами аккумулятора, то в 1 или нескольких деталях есть короткое замыкание.

Если же отсутствует звук, щелчки или фон в динамиках, то подозревается обрыв.

Следующий этап — это проверка с магнитолой. Она подключается к аудиовходу усилителя, а питание подается от того же аккумулятора путем ответвления проводов. Вначале следует подать питание только на магнитолу, выставить наименьший уровень громкости, чтобы избежать перегрузки и затем включить усилитель. Звук должен быть качественным и неискаженным. В противном случае нужно проверить монтаж на наличие ошибок.

Колонки и сабвуфер подключаются к выходным клеммам устройства, питание и звук с магнитолы — к входным. Установка усилителя в машину своими руками осуществляется после полной проверки. Устройство ставится там, где обеспечивается надлежащий доступ и охлаждение.

Чтобы сконструировать автомобильный усилитель звука своими руками, необходимо иметь достаточно много свободного времени. Этот процесс требует определенных знаний и умений, а еще не малых финансовых вложений. Однако, результат приятно удивит, поскольку звук будет чистым и громким.

Процесс создания автомобильного усилителя усложняется тем, что достать все детали довольно не просто. Но изготовление усилительного комплекса, способного питать аудиосистему транспортного средства, это хоть и хлопотный процесс, но, по итогу, получается сконструировать 5 небольших усилителей, суммарная мощность которых будет равна 680 Ватт. В некоторых случаях удается увеличить данный показатель до 750 Ватт.

Требования к усилителю

Необходимо сначала определиться с теми техническими характеристиками, которых хотелось бы добиться в конечном результате. В основном это звук высокого качества, высокий показатель выходной мощности, простота конструкции, удобство в использовании, небольшая затратная часть, способность питать до 12 динамических головок и сабвуфер.

Реализация задуманного процесса возможна при наличии отдельных усилителей мощности в количестве 5 штук, среди которых один должен питать канал сабвуфера. Для этого необходимо собрать усилитель по схеме Ланзара.

Для изготовления понадобятся 4 микросхемы. Необходимы TDA 7384 — 4x40W и TDA 2005 — 1x20W – каждой по 2 штуки. Данные конструкции помогают питать фронтальную акустику. Эти микросхемы не дорогие. Если удастся их раздобыть, то на усилитель не придется слишком потратиться.

Преобразователь напряжения

Изготовление преобразователя напряжения – самая трудоемкая часть всего процесса. Поэтому именно с него и надо начинать.

В основе ПН лежит микросхема TL494, которая является контроллером высокой точности. Есть также ее аналог, который также ожно использовать. Это 1114ЕУ3/4. В микросхеме нет дополнительного усилителя на выходе. Хоть эта микросхема и подходит больше других, однако и ее придется немного изменить. На плечах установлены полевики, которые укреплены на теплоотводы посредством теплопроводимых прокладок, снятых с компьютерных БП.

Читайте также:  Принцип работы пуско зарядного устройства

В микросхеме есть выпрямительная часть с диодами, которые способны работать на чистоте до 100 кГц. Для изготовления автомобильного усилителя необходимы реле по питанию в количестве 2 штук. Можно использовать 20-ти амперные, но лучше всего взять 60-ти амперные. Это связано с тем, что преобразователь потребляет немалое количество тока. Удобство преобразователя напряжения в том, что не нужно устанавливать в нем мощные переключатели для включения сабвуфера. Питание ПН происходит в момент срабатывания реле.

Сложности могут возникнуть с намоткой трансформатора. Это связано с тем, что трансформатор был сделан по собственной технологии. Из-за того, что нет ферритовых колец, нужно искать прочие варианты, например, блоки питания компьютеров. Из них достаточно просто изготовить трансформаторы больших размеров. Чтобы добыть феррит, который очень крепко припаян, нужно прогреть его в течение нескольких секунд, а после аккуратно достать из каркаса. С трансформаторов удалось отмотать штатные обмотки.

После необходимо отрезать боковую стенку каждого каркаса, которые, впоследствии, соединяются между собой. По итогу получается один, но длинный каркас. На него можно производить обмотку 10-ю витками одновременно 5 жилами. При этом используется провод диаметром 0,8 мм. Как только намотаны первые 5 витков, то нужно заизолировать их, а затем на них нужно обмотать последние витки. Выполнять эту процедуру нужно в одном выбранном направлении, а оставшиеся провода скрутить в косичку.

У каждой обмотки есть начало и конец. Их нужно соединить, а в месте стыка образовывается отвод, к которому и будет подаваться плюс. Как только фазировки выполнены, то можно приступать к намотке вторичной обмотки. В ней может быть совершенно любое количество витков.

Обязательно нужно провести проверку изготовленных элементов. Для этого их необходимо просто подсоединить к источнику питания. При включении трансформатор не должен издавать посторонних звуков в виде жужжания, при этом транзистор не должен нагреваться. Нужно подключить на вторую обмотку лампу накаливания, которая должна сразу же загораться, но транзистор все время должен быть холодным, а со временем немного нагреться. Если все работает верно, то можно избавиться от пробной обмотки и сделать нормальную. Процедура по изготовлению трансформатора завершена.

Сборка конструкции

Как только все блоки изготовлены и проверены на работоспособность, то можно смело приступать к монтажу усилителя звука. В качестве корпуса подойдет соответствующая деталь от DVD. Дисплей нужно удалить, а на его место поставить светодиоды индикатора. Платы укладываются на дно усилителя, а для крепления используются шайбы изолирующие.

К теплоотводам нужно приделать транзисторы, а также микросхемы. Входные разъемы взяты из DVD, а клеммы изготовлены из разъема автомагнитолы. Охлаждающую функцию будет выполнять кулер. С его помощью не будет перегрев теплоотводов. Непосредственно сабвуфер в охлаждении не нуждается. Усилители «питаются» благодаря реле. Это происходит после того, кагда подается плюсна вывод. Все изготовленные усилители работают по отдельности, но их объединяет контактная платформа, на которую выведены системы ромоут контроля.

Прекрасный результат

Результат должен приятно удивить каждого, кто решился взяться за процесс изготовления усилителя звука своими руками. Получившийся агрегат имеет довольно хорошие технические характеристики, но при этом он не принесет больших затрат. Что нельзя сказать об усилителях звука, изготовленных профессионалами. Альтернативным вариантом дорогим моделям являются произведенные в Китае, однако нет гарантий того, что они действительно надежные и качественные. Поэтому необходимо приложить усилия и получить отличный усилитель звука для автомобиля.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock detector