Схема принципиальная
Электрическая схема этого предусилителя имеет свой прототип. Это один из самых уважаемых производителей аудиоусилителей, который является одним из лучших в данной отрасли.
Схема довольно проста, но в данном случае простота это очень даже хорошо, иногда что-то менее сложное работает лучше, чем навороченные устройства. Также приводятся рисунки печатных плат, для облегчения грамотной разводки звуковых цепей. Питать его можно от такого стабилизатора.
На входном каскаде предварительный усилителя собран буфер, затем регулировка тембра с возможностью его отключения с помощью реле, то есть с функция Direct. Реле может управляться подачей напряжения на его контакты от любой автоматики или кнопки. Реализация этой задачи зависит от нашего воображения, можете использовать микроконтроллер, расположенный в усилителе. Тут регулировка тембра невелика и находится в пределах, может быть слишком малых для людей, которым нравится глубокий бас. Этот предусилитель ориентирован скорее на тех людей, которые лишь слегка регулируют цветовой тон, чтобы немного облегчить прослушивание.
Простой усилитель на одном транзисторе
Простейший УНЧ, выполненный по схеме с общим эмиттером, показан на рис. 1. В качестве нагрузки использован телефонный капсюль. Допустимое напряжение питания для этого усилителя 3…12 В.
Величину резистора смещения R1 (десятки кОм) желательно определить экспериментально, поскольку его оптимальная величина зависит от напряжения питания усилителя, сопротивления телефонного капсюля, коэффициента передачи конкретного экземпляра транзистора.
Рис. 1. Схема простого УНЧ на одном транзисторе + конденсатор и резистор.
Для выбора начального значения резистора R1 следует учесть, что его величина примерно в сто и более раз должна превышать сопротивление, включенное в цепь нагрузки. Для подбора резистора смещения рекомендуется последовательно включить постоянный резистор сопротивлением 20…30 кОм и переменный сопротивлением 100… 1000 кОм, после чего, подав на вход усилителя звуковой сигнал небольшой амплитуды, например, от магнитофона или плеера, вращением ручки переменного резистора добиться наилучшего качества сигнала при наибольшей его громкости.
Величина емкости переходного конденсатора С1 (рис. 1) может находиться в пределах от 1 до 100 мкФ: чем больше величина этой емкости, тем более низкие частоты может усиливать УНЧ. Для освоения техники усиления низких частот рекомендуется поэкспериментировать с подбором номиналов элементов и режимов работы усилителей (рис. 1 — 4).
↑ Наладка предварительного усилителя
Трудоемкость настройки усилителя напрямую связана с качеством выполненной работы по отбору элементной базы. Вначале проверяют «ноль» на выходах буферных каскадов. Если напряжение составляет единицы милливольт, настройки не требуется. Часто уровень смещения нуля можно дополнительно уменьшить простой перестановкой базовых резисторов (рис. 4; R3, R4 и R12, R13 соответственно).
При бОльшем постоянном напряжении на выходе подбирают один из резисторов (R3 или R4, R12 или R13). Далее добиваются минимума коэффициента гармоник подбором резисторов R7 и R18. Для измерений использовалась внешняя звуковая карта и программа SpectraPLUS.
Как должно работать звуковое исцеление?
То, как работает звуковое исцеление, зависит от того, какие частоты сольфеджио используются. На клеточном уровне звуковое исцеление запускает генетические изменения. Лечебные частоты могут даже повредить клеточные стенки раковых образований в случае лечения рака с помощью высокочастотной звуковой терапии.
Было показано, что на терапевтическом уровне воздействие определенных звуковых частот изменяет деятельность мозга и тела таким образом, что способствует снижению уровня стресса и более высокому самовосстановлению иммунологического ответа.
Считается, что более низкие частоты колебаний вызывают раздражение, болезни и другие негативные эффекты на человеческий организм, более высокие частоты обычно используются для лечебных целей в альтернативной медицине.
Какое влияние на людей оказывает низкочастотный звук?
Низкочастотные звуки связаны не только с болезнью человека, но и с раздражением, отсутствием способности сосредотачиваться или концентрироваться и неспособностью сохранять информацию (проблемы с памятью).
Некоторые считают, что одни люди действуют с большей частотой, а другие действуют с меньшей частотой, исходя из явного уровня стресса или неразрешенных чувств, которые человек неизбежно излучает в социальных взаимодействиях с другими. Это означает, что один человек, находящийся в состоянии стресса, может передать эту низкую частоту и негативное отношение любому, с кем столкнется.
По совпадению, многие животные выражают неудовольствие или тревогу с помощью звуков более низкой частоты, таких как стоны, шипение или рычание. Показано, что низкочастотные звуки не только причиняют людям психологическое беспокойство — они также могут вызывать физическую усталость и дискомфортное давление на барабанную перепонку.
Окружающие низкочастотные звуки связаны с увеличением количества ошибок на рабочем месте, а также с общим чувством дискомфорта у людей. Это связано с тем, что низкие звуковые частоты конфликтуют с собственными частотами, производимыми человеческим телом.
Вот полный список негативных симптомов, связанных с воздействием низкочастотного звука:
- Потеря сна
- Раздражительность
- Усталость
- Потеря концентрации
- Тошнота
Правительство пошло еще дальше на применение низкочастотного звука в качестве оружия, внедрив инфразвуковую технологию в транспортные средства для разгона толпы, такие как танки LRAD. Эти звуковые резервуары издают низкочастотный звук, призванный вызвать немедленную тошноту и головокружение в беспорядочной толпе с помощью звуковой волны.
Лечебная способность высокочастотных звуков ставится под сомнение в медицинском и холистическом сообществе. Низкие частоты не вызывают сомнений в отвратительной способности при их использовании в акустическом оружии.
Может ли звук исцелить тело?
Если низкочастотные звуки могут навредить телу, само собой разумеется, что высокочастотные звуки могут излечить его, и наука все больше и больше обнаруживает, что это так. Вековые достижения целостной медицины открываются и проверяются с помощью научных исследований.
Ответ в том, что да, звук использовался для исцеления тела в самых разных областях. От шаманской игры на барабанах, используемой для позитивного направления измененных состояний сознания до гиперзвукового лечения рака. Снова и снова доказывалось, что звук оказывает лечебное воздействие на человеческое тело. Это родственная практика Энергетического Исцеления, отличным примером которой является Рейки.
Научные исследования постепенно догоняют многовековую историю древней медицины. Возобновившаяся популярность частотно-зависимых методов лечения, таких как звуковые ванны и пение медитации, также возрождает научный интерес к доказательству объективной основы звуковой терапии в широком спектре медицинских направлений.
Помимо способности физически исцелять тело, звуковое исцеление обладает сильной способностью вызывать положительные психологические воздействия на человеческий разум. От воздействия музыкальной терапии на аутичных детей до когнитивной перестройки, связанной с частотной терапией, было показано, что звук исцеляет организм всеми способами.
Собственные шумы усилителя.
Что же такое шум?
В электронике шумом называют беспорядочные колебания амплитуды сигнала, которые глушат полезный сигнал. Сюда же относятся разного рода помехи. Собственные шумы усилителя — это шумы, которые зарождаются как внутри самого усилителя, так и могут быть вызваны внешним источником помех, либо некачественным питанием усилителя. Давайте рассмотрим основные виды шумов усилителя.
Фон
Этот шум вызван некачественным питанием усилителя. Если источник питания собран на сетевом трансформаторе, то шум будет на частоте 100 Гц (2х50Гц, по схеме диодного моста). То есть на выходе такого усилителя мы услышим гудение, если подцепим к выходу динамик. Думаю, вы часто слышали такое выражение «что-то динамики фонят». Это все из этой серии.
Помехи и наводки
Это могут быть внешние источники, которые так или иначе действуют на усилитель. Это может быть наводка от сети 220 Вольт (очень часто ее можно увидеть, если просто прикоснуться к сигнальному щупу осциллографа), это также может быть какая-либо искра, которая образуется в свечах двигателей внутреннего сгорания.
Небольшое лирическое отступление. Помню, как смотрел диснеевские мультики по первому каналу, а через дорогу сосед пилил дрова с помощью бензопилы Дружба-2. Тогда на экране ТВ были такие помехи, что я про себя тихо материл соседа.
Ну а как же без грозовых разрядов? Благодаря электромагнитному импульсу у нас появилось такое изобретение, как радио.
К источникам помех можно также отнести радио- и ТВ-станции, рядом лежащее и стоящее электрооборудование, типа мощных коммутационных механических ключей, разрядников и тд.
Ну и конечно, это шум самих радиоэлементов. Сюда относится тепловой шум (джонсоновский), дробовой шум, а также фликкер-шум.
Наиболее существенными являются шумы, которые возникают на входе усилителя в самом первом каскаде. Этот шум в дальнейшем усиливается также, как и входной полезный сигнал. В результате на выходе усилителя у нас будет усилен как полезный сигнал, так и шумовой. Поэтому, при проектировании качественных усилителей стараются как можно сильнее минимизировать шум на входе первого каскада усилителя.
Частоты сольфеджио: полный список и преимущества
Хотя звук и частоты используются для воздействия на здоровье человека несколькими способами, существуют определенные частоты, которые в альтернативной медицине считаются особенно целебными для человеческого организма.
40 Гц
Мерцающие огни и звуки с частотой 40 герц использовались в исследованиях терапии болезни Альцгеймера для стимуляции повышенной нервной реакции и борьбы с симптомами деменции. Звук с частотой 40 Гц был связан с гамма-волнами мозга и стимуляцией памяти.
174 Гц
174 герца — одна из частот сольфеджио, серия тонов, используемых в духовной музыке, которая, как считается в альтернативной медицине, оказывает различное положительное влияние на здоровье человека. Эта частота связана с уменьшением боли и стресса.
285 Гц
285 герц также является одной из частот сольфеджио и считается средством заживления порезов, ожогов и других физических ран. Предполагается, что звуковые частоты 285 герц активируют клеточную регенерацию организма, побуждая его к самовосстановлению в случае травмы.
396 Гц
Эта звуковая частота связана с устранением страха и других негативных чувств. Как одна из частот сольфеджио, тон 396 герц помогает избавиться от чувства вины, что делает его эффективным дополнением к духовной музыке. Частота 396 Гц уравновешивает корневую чакру, одновременно преобразуя отрицательные эмоции, такие как горе, в положительные, радостные.
417 Гц
Вместо сосредоточения внимания на физических недугах лечебная звуковая терапия с частотой 417 Гц фокусируется на удалении отрицательной энергии. Травмы прошлого или отрицательные энергии в окружающей среде. Терапия 417 герц предназначена для снятия эмоциональных блокировок и активации сакральной чакры.
432 Гц
Терапия с частотой 432 Гц направлена на сердечную чакру, и предполагается, что прослушивание частоты 432 Гц приведет к более высокому уровню умственной и эмоциональной ясности. Настройка на 432 герца считается оптимальной для настройки оперных певцов и связана с более высоким уровнем духовного развития.
440 Гц
Музыка, настроенная на 440 герц против 432 герц, считается «церебральной» музыкой, которая способствует когнитивному развитию слушателя. Считается, что звуковые частоты в 440 герц активируют чакру третьего глаза.
528 Гц
Также известная как частота любви, 528 герц — одна из самых известных и популярных частот сольфеджио. Этот музыкальный тон также известен как «чудо-нота» и использовался местным населением как звук, связанный с благословениями еще до письменной истории.
639 Гц
639 герц — это частота звука, воздействующая на сердечную чакру. Эта звуковая частота связана с терапией, направленной на то, чтобы вызвать положительные чувства и лучше настроить гармоничные межличностные отношения. Воздействие 639 герц в качестве терапии способствует более четкому общению и ситуационной осведомленности.
852 Гц
Звуковая терапия 852 герц — это тон, который связан с перенаправлением ума от чрезмерного обдумывания, навязчивых мыслей и негативных стереотипов мышления. Эти образы мышления играют большую роль в депрессии и тревоге. Воздействие этой звуковой частоты может помочь уменьшить роль негативных мыслей в этих психологических недугах.
963 Гц
Звуковые частоты 963 герца связаны с активацией шишковидной железы и более высоким духовным развитием. Частота 963 герца известна как «чистый чудо-тон» и «частота богов». 963 герца связаны с активацией коронной чакры и связью с источником всего человечества.
В каких областях медицины практикуются лечебные частоты сольфеджио?
Хотя эффективность целительных частот оспаривается некоторыми учеными, нет сомнений в том, что музыкальные инструменты создают частоты, способные изменять человеческое сознание. Вот почему мистики и музыканты использовали это мощное манипулирование звуковыми частотами, чтобы двигать толпы в течение сотен лет.
Восстановительная терапия после инсульта
Музыкальная терапия, проводимая жертвам инсульта, увеличивает скорость восстановления основных двигательных функций и речи.
Больничные условия
Музыкальные частоты снижают тревожность и способствуют повышению морального духа в больницах и медицинских учреждениях с высоким уровнем стресса.
Улучшение акупунктуры
Наряду с терапией цветным светом, использование камертонов в сочетании с иглоукалыванием, как неофициально доказано, более эффективно, чем использование только иглоукалывания.
Лечение рака без хирургического вмешательства
Ученые только недавно обнаружили, что высокочастотный шум можно использовать для атаки и разрушения раковых клеток, устраняя при этом необходимость в хирургическом вмешательстве, которое подвергает пациента риску послеоперационных осложнений.
Управление мозговыми волнами
Рекламируемое специалистами по альтернативной медицине как эффективный способ лечения различных заболеваний. Вовлечение мозговых волн включает в себя воздействие на мозг различных звуковых частот для решения множества когнитивных проблем, от головных болей и стресса до предменструальных симптомов и хронической боли.
Изменение гормонов стресса
Музыкальные частоты уже давно используются в терапевтических целях, чтобы успокоить людей, которые злятся, разочарованы или находятся в стрессе.
Усиление нейрогенеза
Как у нерожденных младенцев, так и у пожилых людей, страдающих деменцией, использование частот исцеления и музыкальной терапии использовалось для улучшения нервного здоровья, снижения стресса и улучшения памяти. Похожий подход к снижению стресса, который набирает популярность — это снижение стресса на основе осознанности.
Улучшение программ физической реабилитации
Было показано, что люди, проходящие физическую реабилитацию, улучшают результаты при выполнении упражнений под музыку, которая их мотивирует.
Снижение восприятия боли
Для тех пациентов, которым приходится иметь дело с проблемами хронической боли, музыкальная терапия связана со снижением восприятия боли и является эффективным методом лечения, не требующим приема лекарств.
Врачи в древние времена знали достаточно из наблюдательной медицины, чтобы обнаружить связь между звуком и исцелением. Когда человечество разработало технологию двадцать первого века, мы начали последовательно проводить измерения мощного воздействия музыки и звуковых частот. в наших умах и телах.
Image by Gerd Altmann from Pixabay
Входное и выходное сопротивление
Кто в первый раз сталкивается с этими понятиями, читайте эту статью. Кому лень читать, вкратце объясню здесь из прошлой статьи. Каждый усилительный каскад имеем свое входное и выходное сопротивление. На схеме Rвх и Rвых
Входное сопротивление усилителя находится по формуле Rвх =Uвх / Iвх . Думаю, здесь вопросов возникать не должно. Эта формула справедлива как для постоянного тока, так и для переменного. В случае с постоянным током — это у нас будет усилитель постоянного тока (УПТ).
Немного иначе обстоят дела с выходным сопротивлением. В теории, можно замкнуть выходные клеммы 3 и 4 накоротко. В этом случае во выходной цепи усилителя у нас появится ток короткого замыкания Iкз
Более наглядно:
Ну и по закону Ома нетрудно догадаться, что Rвых = Eвых / Iкз . Но как же найти Евых ? Достаточно разомкнуть цепь и просто и замерить напряжение мультиметром. Это и будет Eвых. Физический смысл очень простой. Так как вольтметр обладает очень высоким входным сопротивлением, то в цепи у нас почти не будет течь ток, так как по закону Ома I=U/R. А если сопротивление нагрузки бесконечно большое, то, следовательно, Iкз будет бесконечно малое.
В этом случае этим бесконечно маленьким током можно пренебречь и считать, что в цепи нет никакой силы тока. А раз сила тока равна нулю, то и падение напряжения на Rвых также будет равняться нулю или формулой: URвых = IRвых = 0 Вольт. Следовательно, на клеммах 3 и 4 мы будем замерять Eвых .
Выходное сопротивление усилителя можно найти двумя способами: теоретическим и практическим. Теоретический способ, часто сложен, поскольку неизвестны многие параметры «черного ящика», называемого усилителем. Проще определить выходное сопротивление практическим путем.
Как найти выходное сопротивление на практике
Что нужно для этого? Номинальная мощность усилителя и допустимое напряжение на выходе
Не важно — усилитель это постоянного или переменного тока (напряжения). Тестирование усилителя любого типа желательно выполнять на уровне 70% допустимой выходной мощности
Это общая практика.
Если вы не забыли, мультиметр в этом случае нам покажет ЭДС Eвых , т. е. в данном случае Eвых = Uвых . (Что такое ЭДС).
Номинал нагрузочного сопротивления должен выбираться исходя из допустимого тока и мощности усилителя.
Пример:
Выходная мощность усилителя 10 Вт, допустимое выходное напряжение (эффективное) 100 В. В этом случае, резистор нагрузки должен иметь сопротивление не менее R=U2/P = 10000/10 = 1 кОм. Мощность резистора: PR = U2/R = 10000/1000 = 10 Вт
Какой же физический смысл этого опыта? В результате этих шагов, у нас цепь станет замкнутой, а два сопротивления, Rвых и Rн , образуют делитель напряжения. Сюда же можно приписать закон Ома для полной цепи, который выражается формулой:
где
I — сила тока в цепи, А
E — ЭДС, В
R — сопротивление нагрузки, Ом
r — внутреннее сопротивление источника ЭДС, Ом
Применительно к нашей ситуации, формула будет иметь такой вид:
Отсюда получаем:
Или словами, ЭДС равняется сумме падений напряжения на каждом сопротивлении.
Как вы могли заметить, падение напряжения на сопротивлении Rвых зависит от силы тока в цепи. Чем больше сила тока в цепи, тем больше падение напряжения на выходном сопротивлении Rвых . Но от чего же зависит сила тока в цепи? От нагрузки Rн ! Чем она меньше, тем больше сила Iвых в цепи, тем больше будет падение напряжения на Rвых , а значит, падение напряжения на URн будет меньше.
Теперь, зная этот принцип, можно косвенно вычислить выходное сопротивление Rвых .
Шаг номер 3: Замеряем напряжение на нагрузке URн. Вспоминаем формулу выше:
отсюда
из формулы
Получаем, что
Далее что нам требуется — это увеличивать входное напряжение и снимать выходное напряжение — так мы увидим всю нелинейность выходной характеристики от тока и сможем замерить выходное сопротивление в диапазоне нагрузок, так как большинство усилителей мощности имеют нелинейность выходного сопротивления от допустимого тока нагрузки.
↑ Анализ даташитов и реальных измерений TDA7379
Сразу признаюсь, что я собрал и испытал два УНЧ только на TDA7379, но чип TDA7375 его близнец с минимальными отличиями той же ценой на Али, а главное — доступная на них справочная информация дополняет друг друга, поэтому надо изучить оба datasheet. У данных микросхем заявлена бОльшая мощность, вот это в первую очередь я и стал проверять. Для краткости сокращенные и несколько округленные результаты для TDA7379. Микросхемы отключаются при питании ниже 7,5 В (в datasheet 8 В).
↑ Зависимость выходной мощности TDA7379 от питания на нагрузке 4 Ом
В скобках мощность TDA7297 для сравнения. Видно что при нагрузке 8 Ом разница минимальна, а при нагрузке 4 Ом — значительна.
Поскольку у моего лабораторного блока питания защита срабатывает при токе 2 А, бОльшие напряжения я не смог подать т. к. уже на 15 В ток достиг 2,1 А. Но я решил проверить на что максимально способна TDA7379 в запредельном режиме.
Запитал её от импульсного БП с выходным напряжением 24 В и заявленным током 5 А. Цель — получить максимальный синусоидальный сигнал до ограничения на нагрузке 4 Ом. В справочном листке отмечено, что 24 В — абсолютный максимум напряжения питания обязательно без сигнала, что я проигнорировал, предельный ток 4 А, и 5 А с частотой не более 10 Гц. И это проигнорировал, подавая непрерывный сигнал частотой 1000 Гц от Г3-102.
К моему удивлению, максимальная выходная мощность составила почти 50 Вт на канал! Повторил испытания несколько раз по нескольку минут.
«Компьютерный» радиатор нагревался на ощупь до 60 градусов, проволочные резисторы (2 шт. по 8,2 Ом на 25 Вт каждый) дымились, припой, которым были припаяны провода к резисторам, расплавился (я предусмотрительно паяю не встык, а так, как учили в институте).
Микросхемы и плата спокойно перенесли такое издевательство. Конечно, долго в таком режиме микросхема работать не сможет, особенно если будут включены оба канала сразу. Но есть два существенных момента. 1 — Запас по току и мощности явно есть, а он никогда не помешает. 2 — При музыкальном (реальном, а не синусоидальном) режиме, средняя тепловая мощность будет примерно в 6 раз ниже.
Пытка подачей в течение длительного времени максимального синусоидального, а тем более — прямоугольного сигнала, самая тяжелая для усилителя, при эксплуатации такого не бывает. Именно по этой причине мощность силового трансформатора обычно меньше общей заявленной выходной мощности усилителей. Да, «синус» такой трансформатор не вытянет, а «музыку» — легко т. к. музыкальный сигнал подобен шумовому сигналу, его амплитуда непрерывно меняется и пики очень недолги по времени, конденсаторы в блоке питания справляются с пиками. Этим пользуются производители техники, и мы этим воспользуемся.
Заявленные 2×38W/4Ω @18V, 1KHz возможны, если питание будет стабилизированным. Кроме того, мощность указана при искажениях 10%, а это невыносимые искажения при значительном ограничении. Реально, на пороге ограничения неискаженная мощность будет на 20…30% ниже, это 25…30 Вт на канал, очень неплохо для такой микросхемы. Кстати, ограничение наступает весьма мягко, по осциллографу куда лучше, чем в классе D.
Конечно, один доллар будет стоить только микросхема, а понадобится её обвязка, блок питания, корпус и т. д. Тем не менее, неплохой вариант при умеренных требованиях к качеству звука. Думаю, основные проблемы — это блок питания и хороший теплоотвод.
Итак, подведём итоги.
Чтобы минимизировать паразитные токи и другие влияния источников помех на полезный сигнал, нужно ещё на стадии проектирования усилителя минимизировать любую возможность протекания токов разных источников по общим шинам.
Металлический корпус усилителя должен быть соединён с общей шиной усилителя только в одной точке. Хотя другие элементы экранирования, за исключением тех, по которым протекает полезный сигнал, могут быть соединены с корпусом произвольно.
Для подключения слабых источников сигнала, таких как головка динамического микрофона или электромагнитного звукоснимателя, следует использовать витую экранированную пару.
