Схема электронных регуляторов громкости

Усилитель звука своими руками

У каждого радиолюбителя есть мечта, собрать мощный усилитель низкой частоты своими руками. Благодаря современным технологиям любую мечту легко осуществить. Например, собрать высококачественный усилитель мощности HI-FI класса устанавливаемый в дорогой радиоаппаратуре на микросхеме TDA7850. Эта микросхема представляет собой 4-х канальный усилитель НЧ с максимальной выходной мощностью 4х50 Вт на каждый канал при подключении динамических головок с сопротивлением 4 Ом, что в сумме составляет 200 Вт. Номинальная мощность усилителя 4х30 Вт. Чем отличается максимальная мощность от номинальной? Тем, что максимальную мощность усилитель выдает кратковременно, например во время воспроизведения баса. Номинальная мощность, это мощность при которой усилитель может работать без повреждений длительное время, например воспроизводить музыку.

На этом рисунке изображена схема усилителя низкой частоты на микросхеме TDA7850.

Усилитель звука НЧ на микросхеме TDA7850

Чтобы собрать эту схему, вам понадобится минимальное количество радиодеталей. Процессором усилителя является микросхема TDA7850 заменить её можно только на TDA7560, других аналогов нет. Ни в коем случае не ставьте сюда микросхемы TDA7850A, TDA7850EP, TDA7850H у них совершенно другая распиновка. Все резисторы металлоплёночные мощностью 0.125 Вт или 0.25 Вт. Чтобы не было искажения звука конденсаторы лучше всего поставить полиэстеровые с рабочим напряжением не менее 25 вольт. Конденсаторы С5, С7, С8 обычные электролитические. Кстати С7 и С8 можно заменить одним конденсатором емкостью 10000 мкФ 25В. Большая емкость нужна, чтобы не было просадки напряжения и хрипов во время сочного баса. У микросхемы имеется функция бесшумного включения ST-BY устраняющая щелчки при включении усилителя и функция MUTE, которая устраняет шипение во время отсутствия сигнала на входе усилителя.

По умолчанию эти две функции желательно включить поставив две перемычки в местах отмеченных на схеме Jmp1 и Jmp2. К усилителю можно подключать четыре динамические головки с сопротивлением катушки 4 Ом и номинальной мощностью 50 Вт. Напряжение питания усилителя однополярное от 12 до 16В. Для питания усилителя лучше всего использовать блок питания от компьютера или бортовую сеть автомобиля. На максимальной громкости с четырьмя динамиками усилитель потребляет более 6А. Во время работы, особенно на максимальной громкости микросхема TDA7850 очень сильно нагревается, поэтому необходимо поставить большой радиатор от компьютерного процессора или принудительное охлаждение в виде небольшого вентилятора.

Детали усилителя разместите на печатной плате размером 80х53 мм. Жёлтыми линиями на печатной плате отмечены перемычки, которые необходимо установить. Если вы хотите подключить усилитель к 4-х канальной магнитоле, тогда необходимо удалить две перемычки соединяющие входы IN1, IN2 и IN3, IN4. При подключении к МП3 плееру, телефону, 2-х канальной магнитоле, перемычки должны стоять на своих местах.

Печатная плата усилителя звука на микросхеме TDA7850

В качестве источника звука я подключил универсальный МП3 плеер. Провода соединяющие вход усилителя с источником звука обязательно должны быть экранированными, иначе будет присутствовать противный фоновый шум.

К усилителю можно подключать 4 динамика с сопротивлением катушки 4 Ом и номинальной мощностью 50 Вт. Я подключил всего два динамика АС JVC CS-DR1720, для моих целей вполне достаточно. Звук очень громкий и качественный, как в дорогих автомобильных магнитолах. Осталось установить динамики на свои места и наслаждаться великолепным звучанием.

Радиодетали для сборки усилителя звука низкой частоты

• Микросхема TDA7850 или TDA7560
• Резисторы 0.125 — 0.25 Вт R1, R5 470K, R2, R3 10K, R4 47K
• Конденсаторы C1, C2, C3, C4 0.1mf, C5 47mf 50V, C6, C9 1mf, C7, C8 4700mf 35V, C10 0.47mf
• Динамики 4 шт. сопротивление катушки 4 Ом номинальная мощность 50 Вт из недорогих и качественных АС JVC CS-DR1720

Друзья, желаю вам удачи и хорошего настроения! До встречи в новых статьях!

Рекомендую посмотреть видеоролик о том, как сделать усилитель звука своими руками

Какие преимущества у электронных регуляторов по сравнению с механическими?

Главное преимущество применения блока электронных регуляторов в отсутствии необходимости поиска потенциометров с разными передаточными характеристиками, но одинаковыми типоразмерами.

Сдвоенные потенциометры.

1. Потенциометр типа СП3-4.
2. Потенциометр импортного производства.
3. Потенциометр СП3-33-24 с выводом тонкомпенсации.

Например, для регулятора громкости потребовался бы сдвоенный потенциометр с характеристикой обратной логарифмической, а для регулятора стереобазы – с линейной характеристикой.

Поиск же сдвоенного потенциометра с отводами, для организации тонкомпенсации, и вовсе мог бы не увенчаться успехом.

А при электронной регулировке сигнала, для всех регуляторов можно использовать переменные резисторы с линейной зависимостью. Микросхема сама сформирует нужную передаточную характеристику необходимую для каждого регулятора.

Электронные регуляторы не только упрощают поиск и подбор компонентов, но и снимает проблему, так называемого, «шуршания» потенциометров.

Схема УНЧ на TDA8425 и ATTiny2313

Базой схемы является микроконтроллер U1 (ATTiny2313) вместе с кварцевым резонатором X1 (16 МГц) и конденсаторами C1 (22pF), C2 (22pF). Резисторы R1 (3,3 k) и R2 (3,3 k) подтягивают потенциал линии SCL и SDA шины I2C к плюсу питания, обеспечивая правильные условия работы МК. Обработкой сигнала звука занимается микросхема звуковой процессор U2 (TDA8425). Аудио сигнал подается на разъемы IN1 и IN2 через конденсаторы C13 — C15 (470nF). На выход предусилителя (разъем OUT) сигнал тоже попадает проходя конденсаторы C17 (2,2 мкф) и C18 (2,2 мкф). Остальные конденсаторы C6 — C12 были применены в соответствии с рекомендациями производителя на основе официального даташита.

Резюме.

Усилитель на tda7377 показал себя с самой лучшей стороны. Громкость, которую он выдает, хватает и даже остается с запасом. Для прослушивания музыки в квартире или просмотра фильмов, этот усилитель подойдет просто идеально.

Звук выдается чистый и без помех. Сабвуфер при опыте использовался небольшой, всего на 20 Ватт, но ресурсов усилителя хватило для того, чтобы нагрузить его низкими частотами и воздух вокруг буквально завибрировал.

Усилитель можно подключать не только к акустической системе 2.1, но еще и использовать его в машине. Диапазон напряжения от 10 до 18 Вольт позволяет это. Поэтому усилитель будет чувствовать себя в автомобиле вполне комфортно.

Диодный мост избавляет от надобности искать полярность, поэтому подключить и собрать его смогут даже новички.

Громкость и чистота звучания отлично подойдут для прослушивания аудио в доме или квартире. Что касается машины, то там надо будет использовать более мощный усилитель, чем 20 Ватник.

Свободу тону!

Другой распространенной проблемой можно назвать неправильное управление тоном звука. По какой-то неведомой причине гитаристы настраивают положение регуляторов усилителя аналогично тому, как они повернуты на гитаре. Выкручивание громкости и тона на максимум на гитаре вместе с максимальными значениями на усилителе не даст желаемого запаса по громкости и не внесет больше ясности и яркости в конечный звук, хоть на первый взгляд это и кажется очевидным.

Вместо использования максимальных значений ручки тона, попробуйте несколько поумерить свой пыл, повернув ручку тона на отметку в 6. Только после этого начинайте эксперименты с настройками самого усилителя. Средние положения регулятора тона дадут больше средних и высоких частот, а также добавят гейна. Можно сказать, что при таком развитии событий у вас в руках оказывается еще одна встроенная педаль буста, так как правильная работа с тоном дает больше контроля над своим звуком.

Уменьшение тона может стать отличным подспорьем в моменты исполнения лид-партий. Чем выше положение ручки, тем больше гейна и буста в районе верха и середины, что в конечном счете может сделать звучание соло по-настоящему ярким. Более низкие положение ручки тона подойдут при игре ритм-партий, особенно если достигнут идеальный баланс между тоном и громкостью.

Сборка конструкции УНЧ

Схема управления предусилителя паяется на печатной плате. Монтаж следует начинать с установки всех перемычек (4 шт). Далее паяем резисторы и панельки под микроконтроллер и процессор звука TDA8425. В дальнейшем следует установить остальные элементы, в соответствии с принципом от самых маленьких — до самых больших. Под дисплей хорошо бы использовать прокладку, чтобы его прикрутить заподлицо с энкодером на передней панели.

Управление предварительным усилителем очень простое. Все выполняется с помощью одного энкодерара с кнопкой. Сразу после включения система находится в режиме регулировки громкости. Вращение поворотной ручки увеличивает или уменьшает уровень звука. Нажав на кнопку в энкодере переходим в настройки баса, высоких частот и выбора входа.

Два первых индикатора дисплея отображают в двоичном виде четыре режима настроек предусилителя, а остальные — это обычная линейка, в которой последовательно загорающиеся светодиоды показывают уровень настройки данного параметра — больше зажженных светодиодов это больше, например, громкость.

Схема УНЧ

Схема из даташита TDA7297SA

Более красивый вариант цветной схемы

Цепи питания подключены к автомобильному аккумулятору или к 12 вольтовому стабилизированному блоку питания. Положительный контакт идет к выводам 3 и 13, а минус идет к 8 (GNDP – силовая питающая земля) и 9 (GNDS — масса звукового сигнала). Левый и правый стерео входы подключены соответственно к выводам 4 и 12 через конденсаторы фильтра 2,2 мкФ (чтобы удалить постоянную составляющую сигнала). Плавный запуск выполнен на резисторах 47к и конденсаторе 10 мкФ.

Печатная плата

Потребляемый ток в режиме ожидания — около 50мА, а во время отключения St-by порядка 100 мкА.

БП предусилителя

Для питания всего устройства используется блок питания, построенный на стабилизаторах U3 (7812), U4 (7805) и фильтрующих конденсаторах C3 (470uF), C4 (47uF) и C5 (47uF). Он создает напряжения 12 В и 5 В, необходимые для работы микроконтроллера и процессора звука.

Для прошивки микроконтроллера U1 используется разъем для программирования Prog. Подключение платы контроллера с дисплеем возможно благодаря разъемам GP1 и GP2. Схема дисплея на рисунке далее.

Плата дисплея не содержит никаких особенностей. Основной ее частью является LED дисплей — линейка светодиодов. Ток дисплея ограничивается резисторами R1 — R10 (330 Ом). Энкодер I1 позволяет регулировать параметры усилителя, он выполняет одновременно функцию кнопки. Разъемы GP1 и GP2 обеспечивают подключение платы дисплея к плате предварительного усилителя.

Техническая документация к электронным компонентам на русском языке.

Описание

ВЫСОКАЯ ВЫХОДНАЯ МОЩНОСТЬ (возможные варианты включения) :

2 x35 Вт макс./4 Ом 2 x30 Вт/4 Ом по стандарту EIAJ 2 x30 Вт/4 Ом по стандарту EIAJ 2 x 20 Вт/4 Ом при 14.4 В, 1 кГц, 10% 4 x 6 Вт/4 Ом при 14.4 В, 1 кГц, 10% 4 x 10 Вт/2 Ом при 14.4 В, 1 кГц, 10%

Минимальное количество подключаемых внешних компонентов:

— Нет конденсатора в цепи компенсационной обратной связи

— Внутренне фиксированное усиление (26 дБ BTL)

• Функция ожидания (КМОП-совместима)
• Беззвучный режим
• Проверка на:

— Короткое замыкание выхода на землю

— Короткого замыкания выхода на + источника питания

— Перегрев и отключение в случае перегрева

— От короткого замыкания

— Отключение нагрузки при перенапряжении

— От очень большой индуктивности нагрузки

— От случайного отключения земли

— От неправильного подключения полюсов источника питания

— От электростатических напряжений

Внутренняя схема усилителя

TDA7377 — микросхема для автомобильных усилителей класса AB, способная работать по мостовой схеме или как четырехканальный усилитель. Полностью комплементарная структура выходного каскада и постоянный коэффициент усиления дают возможность получить максимальную при минимальном количестве внешних компонентов.

Обозначение	Параметр	Значение	Ед. изм.
Vop	Рабочее значение напряжения питания	18	В
VS	Постоянное напряжение источника питания	28	В
Vpeak	Максимум напряжения питания ( t= 50 мс)	50	В
IO	Максимум выходного тока (не повторяющийся t = 100 мкс)	4.5	А
IO	Максимум выходного тока (повторяющийся f > 10 Гц)	3.5	А
Tstg, Tj	Температура хранения и температура перехода	от — 40 до 150	°C
Rth j-case	Тепловое сопротивление кристалл-корпус	1.8	°C/Вт

  Bosch silence plus serie 2

Цоколевка (вид сверху)

Обозначение	Параметр	Условия	Мин.	Тип.	Макс.	Ед. изм.
VS	Диапазон питающего напряжения	8	18	В
Id	Потребляемый ток	RL = ∞	150	мА
VOS	Выходное напряжение смещения	150	мВ
PO	Выходная мощность	THD = 10%; RL = 4 Ом
Мостовая схема	18	20	Вт
С несимметричным выходом	5.5	6	Вт
С несимметричным выходом, RL = 2 Ом	10	Вт
PO max	Максимальная выходная мощность (***)	VS = 14.4 В, Мост	31	35	Вт
PO EIAJ	Выходная мощность по EIAJ	VS = 13.7 В, Мост	27	30	Вт
THD	Коэффициент нелинейных искажений	RL = 4 Ом
Несимметричная схема, PO = от 0.1 до 4 Вт	0.02	%
Мостовая схема, PO = от 0.1 до 10 Вт	0.03	03	%
CT	Перекрестные помехи	f = 1 кГц, Несимметричная схема	70	дБ
f = 10 кГц, Несимметричная схема	60	дБ
f = 1 кГц, Мостовая схема	55	дБ
f = 10 кГц, Мостовая схема	60	дБ
RIN	Входное сопротивление	Несимметричная схема	20	30	кОм
Мостовая схема	10	15	кОм
GV	Усиление по напряжению	Несимметричная схема	19	20	21	дБ
Мостовая схема	25	26	27	дБ

Схема четырехканального усилителя

В данной схеме можно использовать конденсаторы C9, C10, C11, C12 меньшей емкости, если не будет подключаться нагрузка 2 Ома.

Купить TDA7377 можно здесь.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Печатная плата.

Данная Печатная Плата (ПП) была сконструирована исходя из имеющихся в наличии потенциометров СП4-1 и выбранного корпуса. При этом ПП крепится не к корпусу УНЧ, а к токоведущим контактам потенциометров, что устраняет необходимость использования соединительного кабеля между регуляторами и ПП.

Отмеченные стрелками отверстия проходят через центры валов потенциометров и могут использоваться для разметки соответствующих отверстий в корпусе усилителя.

Площадь некоторых дорожек ПП была увеличена для повышения надёжности крепления ПП к ножкам потенциометров. Площадь сплошных заливок была видоизменена для получения приемлемого качества при использовании изношенного принтерного картриджа. Подробно об этот технологии можно почитать здесь.

А это уже готовая печатная плата, изготовленная по описанной здесь технологии. Для соединения ПП с другими блоками, в соответствующие отверстия ПП заклёпаны медные штырьки.

Изготовление конструкции

Схема паяется на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. Плата не содержит перемычек, а два кажущихся разрыва в цепи массы будут местами пайки корпуса кнопок. Монтаж следует начать с припаивания интегральных микросхем, потому что это делается гораздо удобнее, когда нет выступающих элементов от другой стороны. Порядок пайки остальных элементов произвольный. Схему необходимо питать напряжением 5 В, желательно стабилизированным.

Полезное: Двухканальный модуль ШИМ генератора импульсов XY-PWM

Готовые для пайки платы

Определенным неудобством является программирование микроконтроллера, так как здесь не предусмотрено разъема программирования. Чтобы запрограммировать МК U1 — подпаяйте аккуратно к его выводам тонкие провода, которые затем будут подключены к программатору. Вывод VB (VBias) соединен с массой схемы, однако, если необходимо подключение этого входа к другой полярности, просто вырежьте фрагмент дорожки между выводами на плате. Когда потенциометр работает для регулировки громкости предусилителя и амплитуда сигнала, что на него подается не превышает 0,5 вольта, то выход VB следует поляризировать относительно отрицательного напряжения -5 В относительно массы. Это обеспечит правильную передачу аналогового сигнала.

кнопочный регулятор — потенциометр

Следует иметь в виду, что потенциометр имеет максимально допустимое напряжение, которое может присутствовать на любом из контактов (относительно GND) от -0.1 до +7 В для Vb = 0 и от -5 до +7 В для Vb = -5 В. При эксплуатации регулятора следует позаботиться о том, чтобы не превышать указанные допустимые границы напряжений. Когда вы питаете схему от отдельного БП, необходимо убедиться, что масса потенциометра (GND) и масса схемы назначения связаны между собой.

Фьюзы биты

На рисунке показаны настройки фузов для микроконтроллера ATTiny13

Описание усилителя tda7377

Самым главным элементом усилителя является микросхема tda7377. Она считается квадро-схемой. У нее один канал мостовой, и два других сателиты.

В комплект также входят две печатные платы

При покупке плат обращайте внимание на наличие лужения на задней стороне плат

Для чего это нужно? Как всем известно, микросхемы потребляют большой ток и дорожки на схеме, если они сделаны из одной фольги, просто выгорят.

На лицевой стороне платы есть маркировка. В них разберется даже самый начинающий пользователь.

Маленькая плата предназначена для регулировочных ручек. Второй, основной, является главным модулем усилителя. Кстати, на него не нужно ничего паять, все подкручивается с помощью наклеммников.

Положительным моментом является наличие диодного моста на лицевой панели. Мост защищает усилитель от переполюсовки и играет роль ключа.

Входами являются два «тюльпана» и два клеммника. Справа находится питающий, слева — дополнительный по главному входу, используется для подключения модуля МР-3.

Платы соединяются специальным шлейфом, что упрощает задачу по взаимодействию плат. Однако у этого шлейфа есть один недостаток. Шлейф не экранированный. То есть если вокруг усилителя будут помехи, то могут появиться наводки на него. Но тут может быть, что они появятся, а может и нет.

Если наводки появятся, то можно поменять провода на шлейфе на экранированные и эта проблема решится.

Еще одним важным элементом является операционный усилитель, на основе которого построен фильтр низких частот.

Цифровой регулятор громкости на BA3520

Операционные усилители (ОУ) внутри — обычные, с той лишь разницей, что некоторые резисторы обратной связи уже установлены в микросхеме. Выходной ток предварительных усилителей — несколько миллиампер, выходных — около сотни миллиампер. На рисунках указаны рекомендуемые схемы включения, но, в принципе, ОУ можно включать по любой стандартной схеме, за исключением, разве что, дифференциальной.

Если слишком большое усиление не требуется, предваритепьные уси- лители можно не использовать, подав входной сигнал непосредственно на выходные усилители (их коэффициент усиления при максимальной громкости — около 7). При этом входы предварительных усилителей желательно соединить с выходом REF микросхемы. Если использовать эти микросхемы для замены переменного резистора, сигнал на входы лучше подавать через резисторы сопротивлением около 100 кОм (для компенсации усиления выходных усилителей), как показано на рис.За.

И вообще, во всех схемах с использованием ВА3520 сигнал на входы оконечных усилителей лучше подавать через резисторы сопротивлением не менее 10 кОм. Это значительно уменьшает шумы на выходе (микросхема “не любит” слишком низкоомные источники сигнала), но выход предварительного усилителя микросхемы можно соединять со входом оконечного непосредственно. К ТА8119 это тоже относится, хотя выражено гораздо слабее.

Для более плавной регулировки громкости в микросхеме ТА8119Р и ВА3520, а также для устранения “шороха” при вращении движка переменного резистора, между движком и общим проводом рекомендуется включить конденсатор емкостью 1…10 мкФ (“+” к движку). При “частичной неисправности” переменного резистора (перегорела или истерлась дорожка возле одного из крайних выводов) можно “выкрутиться”, несколько усложнив схему.

Переменный регулятор громкости на резисторе, транзисторе, микросхеме

Если перегорел контакт, к которому подводится движок резистора для установки минимальной громкости, используется схема на рис.36 или рис.Зв. Здесь резисторы R1 и R2 образуют делитель напряжения. Но следует отметить, что напряжение в средней точке такого делителя никогда не уменьшится до нуля: при указанных номиналах резисторов оно превышает 0,3 В. т.е. “нулевая” громкость недостижима.

Для устранения этого недостатка в схему добавлен повторитель на транзисторе VT1. При таком напряжении он все еще закрыт (порог открывания — около 0.6 В). В схеме на рис.3б достичь максимальной громкости также невозможно из-за упомянутого выше падения напряжения на транзисторе (около 0,6 В). Поэтому лучше использовать схему, изображенную на рис.3в.

Источник питания (+5 В) должен быть стабилизированным — иначе громкость будет “плавать”. При настройке этой схемы, возможно, понадобится подобрать сопротивления R3 и R4 для получения максимальной громкости. Если же перегорел “верхний” вывод переменного резистора, схема для его “лечения” становится еще проще (рис.Зг). Источник питания тоже должен быть стабилизированным.

Но если переменный резистор “восстановлению не подлежит”, единственный выход — использование цифровых регуляторов. В принципе, такие регуляторы можно построить и на обычной цифровой логике, пропуская звуковой сигнал через микросхему цифро-аналогового преобразователя (ЦАП). Подобные схемы неоднократно публиковались в отечественной литературе начала 90-х годов, но дешевле и удобней воспользоваться специализированной микросхемой, например, КА2250 (Samsung) или ТС9153 (Toshiba).

Итог по комплекту

Он совершенно не сложный. Как и говорилось выше, с его сборкой сможет разобраться даже начинающий модельер, самое главное, чтобы пользователь умел работать паяльником, чтобы все эти детали припаять к платам. Если пользователь не умеет этого делать, то можно либо попросить того, кто справится с этой задачей, или же купить готовый, собранный усилитель на платах.

Присутствует радиатор, для того, чтобы охлаждать микросхему. Чтобы радиатор работал нормально, его нужно будет еще дополнительно обдувать, чтобы он сам тоже не нагревался.

Можно ли использовать усилитель на tda7377 для сабвуфера (системы 2.1)

Можно. Для примера разберем самую простую схему подключения. Источником звука был выбран смартфон. Провод выходит из него и подключается к клеммнику, предназначенного для МР-3 устройств. Можно его припаять с обратной стороны, если нету провода с соответствующим клеммником.

При подключении питания к усилителю, используются два клеммника, находящиеся с правой стороны. При подключении можно не заморачиваться с полярностью. Потому что на плате есть диодный мост, который выпрямит напряжение так как нужно. Поэтому не бойтесь, что сможете спалить усилитель.

Тут же подключается сабвуфер, а сателиты подключаются обратной (левой) стороны.

Регулировку (вторую плату) подключать нужно с помощью шлейфового соединения.

Важное замечание. Усилитель является универсальным, поэтому если можете обойтись без сателитных колонок, то будет достаточно лишь подключить к усилителю сабвуфер

При подключении питания вы услышите коммутационный щелчок в динамиках, это значит, что усилитель подключился. После этого необходимо будет подключить источник звука к усилителю.

В нашем случае — это обычный смартфон.

Для регулировки звука как раз понадобится вторая плата с регулировочными трубками. Правая отвечает за уровень громкости. Вторая, которая по середине — это тембр, делает звук выше или глуше.

Наконец, самая интересная регулировка, находящаяся слева с краю, отвечает за уровень баса.