Тест китайского усилителя music box a1 (hdam+toshiba 2sc5200 и 2sa1943) $170-200

ЗАВЕРШЕНИЕ

Да, этот проект отнял у меня много времени и финансов, но знаете что? Ничуть не жалею, в конце концов был собран действительно очень крутой усилитель, который можно использовать и в машине, и дома, а качество звучания на все 200% лучше любого промышленного аудиоцентра аналогичного класса, не зря в комплексе использовал высококачественные схемы УМЗЧ.

Изначально, затял проект и не знал сколько времени он у меня отнимет, но благодаря конкурсу довел его до конца и успел буквально на последний день приема заявок, хотя очень сомневался, что успею в срок.

Усилитель вполне подходит для дискотек в малых залах — колоссальная мощность не подведет даже на свадьбах, осталось сделать блок питания и предварительные усилители со всеми удобствами, которые планирую на следующее лето. На сборку было потрачено 4 месяца, были трудности с компонентами и временем, которого так не хватает, но при наличии всех компонентов и комплектующих частей, можно уложится в гораздо короткий срок.

На счет качества звучания — не могу передать это словами, нужно лишь раз послушать и все станет ясно! Основные проблемы заключались в том, что нужно было все приспособить, резать, травить и смонтировать все это в общий блок. Над видом передней панели думали всей семьей, в конце концов победила версия матери — именно она предложила этот вариант, за это и многое другое — низкий ей поклон — основные идеи подавала она, ну и разумеется жена тоже не оставалась в стороне — помогала и работала почти наравне со мной.

В процессе сборки были некоторые этапы, когда проект забросил, но находил силы и довел до конца, а сегодня с гордостью представляю его вашему суду — здоровья вам, любви и терпения, всегда ваш КАСЬЯН АКА.

Основные характеристики

ОУ, как и другие радиодетали, имеют ТХ, которые можно разделить на типы:

Усилительные.
Входные.
Выходные.
Энергетические.
Дрейфовые.
Частотные.
Быстродействие.

Коэффициент усиления является основной характеристикой ОУ. Он характеризуется отношением выходного сигнала ко входному. Его еще называют амплитудной, или передаточной ТХ, которая представлена в виде графиков зависимости. К входным относятся все величины для входа ОУ: Rвх, токи смещения (Iсм) и сдвига (Iвх), дрейф и максимальное входное дифференциальное U (Uдифмакс). Iсм служит для работы ОУ на входах. Iвх нужен для функционирования входного каскада ОУ. Iвх сдвига — разность Iсм для 2 входных полупроводников ОУ.

Во время построения схем нужно учитывать эти I при подключении резисторов. Если Iвх не учитывать, то это может привести к созданию дифференциального U, которое приведет к некорректной работе ОУ. Uдифмакс — U, которое подается между входами ОУ. Его величина характеризует исключение повреждения полупроводников каскада дифференциального исполнения.

Для надежной защиты между входами ОУ подключаются встречно-параллельно 2 диода и стабилитрона. Дифференциальное входное R характеризуется R между двумя входами, а синфазное входное R — величина между 2 входами ОУ, которые объединены, и массой (земля). К выходным параметрам ОУ относятся выходное R (Rвых), максимальное выходное U и I. Параметр Rвых должен быть меньшим по значению для обеспечения лучших характеристик усиления.

Для достижения маленького Rвых нужно применять эмиттерный повторитель. Iвых изменяется при помощи коллекторного I. Энергетические ТХ оцениваются максимальной мощностью, которую потребляет ОУ. Причина некорректной работы ОУ — разброс ТХ полупроводников дифференциального усилительного каскада, зависящего от температурных показателей (температурный дрейф). Частотные параметры ОУ являются основными. Они способствуют усилению гармонических и импульсных сигналов (быстродействие).

В ИМС ОУ общего и специального вида включается конденсатор, предотвращающий генерацию высокочастотных сигналов. На частотах с низким значением схемы обладают большим коэффициентом Kу без обратной связи (ОС). При ОС используется неинвертирующее включение. Кроме того, в некоторых случаях, например при изготовлении инвертирующего усилителя, ОС не используется. Кроме того, у ОУ есть динамические характеристики:

Скорость нарастания Uвых (СН Uвых).
Время установления Uвых (реакция ОУ при скачке U).

От чего зависит мощность схемы

У этой схемы есть ограничения. Можно поменять VT1 КТ315 на более мощный, у которого коэффициент усиления будет выше, но этот лимит усиления не бесконечный.

В первую очередь, все зависит от используемого транзистора. Если поменять его на более мощный, то и усиление будет выше. Но следует помнить, что чем мощнее транзистор, тем мощнее нужен входной сигнал. К тому же, придется сделать перерасчет всех компонентов. И подключать предусилитель, собирать схему блока питания, а это уже будет совсем другая схема.

У транзисторов есть ряд параметров, которые влияют на схему. Это коэффициент усиления по току (h21э), напряжению, мощности. А также важный параметр — это рассеиваемая мощность на коллекторе. С повышением мощности потребуется радиатор для отвода тепла.

МАЛОМОЩНЫЕ УСИЛИТЕЛИ

Долго решал какой усилитель использовать для маломощных акустических систем. Как дешевый вариант вначале решил использовать микросхемы TDA2030, потом подумал, что 18-ти ватт на канал маловато и перешел к TDA2050 — умощненный аналог на 32 ватта. Затем сравнив звучание основных вариантов выбор впал на любимую микросхему — LM1875, 24 ватта и качество звучания на 2-3 порядка лучше, чем у первых двух микросхем.

Долго копался в сети, но печатную плату под свои нужды так и не нашел. Сидя за компом несколько часов была создана своя версия для пятиканальноо усилителя на микросхемах LM1875, плата получилась довольно компактной, на плате также предусмотрен блок выпрямителей и фильтров. Этот блок был полностью собран за 2 часа — все компоненты к тому времени имелись в наличии.

↑ Функция REM

уже сделана в преобразователе, но она мне не очень нравится. Её я перевел на постоянный плюс, а REM организовал при помощи 2-х релюшек (такие обычно идут с сигнализациями, центральными замками), каждая на свой преобразователь и приклеил их на суперклей к корпусу. Подключил так: там четыре контакта, два на питание и два силовых. На один силовой подключил постоянный плюс, на второй плюс к для питания преобразователя. На одну клему питания приходит постоянный минус, а на вторую клемму питания плюс берется с клеммы REM. Так, при включении магнитолы появляется плюс на релюшке, та включается, и на преобразователь приходит питание. Вот вобщем-то и все, осталось все спаять и скрутить.

Все разъемы и детали были куплены в магазине и на рынке. Итак, первое включение закончилось удачно, все работает, звук радует своей мощностью и четкостью. Я остался доволен.

МАЛОМОЩНЫЕ УСИЛИТЕЛИ

↑ Далее встал вопрос с фильтрами

Мне захотелось сделать такой вариант: купить для каждого канала выключатель на 3 положения. Первое положение (выключатель в крайнем левом положении), усилитель воспроизводит все до 100гц. Второе положение (выключатель в среднем положении), усилитель воспроизводит полностью весь сигнал. Третье положение (выключатель в крайнем правом положении), усилитель воспроизводит все от 200гц. Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.

Фильтр который обрезает все что ниже 200гц я сделал из одного конденсатора 0.047мкф (к73-15А) на каждый канал.

Ну и в конце осталось сделать корпус и функцию REM (управление).

Стабилизация работы схемы

Когда полупроводник нагревается, его сопротивление уменьшается. Транзистор сделан из полупроводника, и соответственно его p-n переходы тоже.

При работе схемы УНЧ ток течет через транзистор, и он нагревается. Обычно вся мощность рассеивается на коллекторе. И тем не менее, характеристики транзистора резко меняются, поскольку сопротивление его p-n переходом резко снижается по мере повышения температуры.

Чтобы стабилизировать работу транзистора, нужно сбалансировать его сопротивление другим источником. Это можно сделать при помощи дополнительного сопротивления.
Когда сопротивление транзистора VT1 уменьшается, резистор R3 забирает часть напряжения на себя и не позволяет увеличить ток в цепи.

Благодаря этому транзистор:

не закрывается;
не переходит в режим насыщения;
не искажает сигнал;
и не перегревается.

Это называется термостабилизация работы усилителя.

А чтобы в нормальном режиме работы, когда VT1 не нагревается, резистор R3 не уменьшал мощность схемы, в цепь включен шунтирующий электролитический конденсатор C2. Через него переменная составляющая входного сигнала проходит без потерь.

Область применения транзисторов 13001

Транзисторы серии 13001 разработаны специально для применения в преобразовательных устройствах небольшой мощности в качестве ключевых (переключающих) элементов.

сетевые адаптеры мобильных устройств;
электронная пускорегулирующая аппаратура люминесцентных ламп малой мощности;
электронные трансформаторы;
другие импульсные устройства.

Нет принципиальных ограничений на использование транзисторов 13001 в качестве транзисторных ключей. Также можно применять данные полупроводниковые приборы в усилителях низкой частоты в случаях, где не требуется особое усиление (коэффициент передачи по току у серии 13001 по современным меркам невелик), но в этих случаях не реализуются довольно высокие параметры этих транзисторов по рабочему напряжению и их высокое быстродействие.

Лучше в этих случаях применить более распространенные и дешевые типы транзисторов. Также при построении усилителей надо помнить, что комплементарная пара у транзистора 31001 отсутствует, поэтому с организацией двухтактного каскада могут быть проблемы.

На рисунке приведен характерный пример использования транзистора 13001 в сетевом зарядном устройстве для аккумулятора переносного устройства. Кремниевый триод включен в качестве ключевого элемента, формирующего импульсы на первичной обмотке трансформатора ТР1. Он с большим запасом выдерживает полное выпрямленное сетевое напряжение и не требует дополнительных схемотехнических мер.

Температурный профиль для пайки бессвинцовым припоем

При пайке транзисторов надо соблюдать определенную осторожность, не допуская излишнего нагрева. Идеальный температурный профиль указан на рисунке и состоит из трех этапов:

этап предварительного нагрева длится около 2 минут, за это время транзистор прогревается от 25 до 125 градусов;
собственно пайка длится около 5 секунд при максимальной температуре 255 градусов;
заключительный этап – расхолаживание со скоростью от 2 до 10 градусов в секунду.

Этот график сложно соблюсти в домашних условиях или в мастерской, да и не так это важно при демонтаже-монтаже единичного транзистора. Главное – не превышать максимально допустимую температуру пайки

Смотрите это видео на YouTube

Транзисторы 13001 имеют репутацию достаточно надежных изделий, и при условиях эксплуатации, не выходящих за установленные пределы, могут прослужить долго без отказов.

Описание, технические характеристики и аналоги выпрямительных диодов серии 1N4001-1N4007

Описание, характеристики и схема включения стабилизатора напряжения КРЕН 142

Как работает транзистор и где используется?

Как работает микросхема TL431, схемы включения, описание характеристик и проверка на работоспособность

Описание, устройство и принцип работы полевого транзистора

Описание характеристик, назначение выводов и примеры схем включения линейного стабилизатора напряжения LM317

ВИДЕО УСИЛИТЕЛЯ

Плата для LM крепится на основную плату УНЧ через стойки в виде трубок и болтов. Питание для этого блока берется со второго инвертора, предусмотрена отдельная обмотка. Выпрямитель и фильтрующие конденсаторы расположены непосредственно на плате усилителя. В качестве выпрямительных диодов уже традиционные КД213А. Дросселей для сглаживания ВЧ помех не использовал, да и нет нужды их применять, поскольку даже в довольно брендовых автомобильных усилителях их часто не ставят. В качестве теплоотвода использовал набор дюралюминиевых болванок 200х40х10 мм.

На плату также укреплен кулер, который одновременно отводит теплый воздух с этого блока и отдувает теплоотводы инверторов. С электроникой аудиокомплекса полностью разобрались — переходим к механике и слесарным работам…

Основа любой радиолюбительской конструкции — красивый удобный корпус, тем более он должен прилично смотреться у аппарата, который занимает достойное место в гостинной или вашем рабочем кабинете.

↑ Корпус

делал из листа аллюминия толщиной 1мм, и размерами 22х50см. Этот лист до моего использования выглядел как табличка номера маршрутки. Досталась она так: брат ехал с друзьями в маршрутном такси, маршрутчик серьезно и необоснованно нагрубил, вот и сперли её. С этой табличкой я намучался, отчищаяя её от наклеек, ушло около 2-х дней. Затем принялся гнуть, гнул с помошью металического уголка 4х4см и резинового молотка. Сначала гнул руками прижимая аллюминий уголком к полу. Затем на нем-же выстукивал углы корпуса.

Получился корпус с такими размерами: днище- 30х22см, высота — 4.1см, верхние части получились 10х22см. Потом по углам корпуса прикрутил аллюминевые брусочки 10х10мм, к которым будет крепится передняя и задняя стенки. Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.

Весь корпус покрасил матовой краской с балончика.

. Все транзисторы и микросхемы изолированы от корпуса слюдяными прокладками.

Стенки делал из оргстекла толщиной 4мм, так как других вариантов не придумалось. В этих стенках с помошью паяльника и надфеля вырезал отверстия под все разъемы и выключатели. Покрасил с внутренней стороны матовой краской с балончика и установил все разъемы, выключатели, переменные резисторы и светодиоды. На передней стенке установлены: выключатели, раземы RCA,спаренные резисторы по 50кОм категории B, светодиоды, красный (индикация питания всего усилителя) подключен к входу питания преобразователя через резистор на 1кОм 0.25вт, два зеленых (индикация работы преобразователей) подключены к выходам преобразователей на плюсовое плечо через резисторы по 3кОм 0.25вт.

На задней стенке размещены разъемы для подключения динамиков (не самый удачный вариант разъемов для авто-усилителя), разъем для подключения питания (этот девайс должен был использоватся как тройничек, но я его применил в таком исполнении), а также сзади два разъема под предохранители.

Эти стенки крепятся к корпусу двумя большими болтами, которые вкручиваются в брусочки по углам, а также 4мя маленькими болтиками вкручеными непосредственно в оргстекло (резьбу в нем нарезал метчиком на 1.2мм).

Как протекает ток по схеме

В начальный момент времени, при подключении питания, электролитический конденсатор С3 заряжается, и начинят питать коллектор и эмиттер транзистора VT1. А также ток проходит через делитель напряжения.
Делитель напряжения R1, R2 смещает базу VT1. Начинает течь ток смещения база-эмиттер (Б-Э), тем самым устанавливается рабочая точка УНЧ.

Когда входной сигнал поступает на клемму Х1, он проходит С1 и через делитель поступает на базу VT1 и частично уходит через эмиттер.

Входной сигнал притягивается коллектором VT1 и тем самым усиливается.

Та часть переменного сигнала, которая перешла на эмиттер транзистора, усиливается эмиттерными током. Он свободно проходит через С2, который в паре с R3 стабилизирует режим работы усилителя от перегрева и искажений.
В итоге входной сигнал усиленный коллекторно-эмиттерным (К-Э) током VT1 поступает на выход, то есть на динамическую головку BF1.

Усилительные параметры транзистора

Усилительные свойства транзисторов для малого переменного сигнала оцениваются с помощью различных систем параметров, связывающих входные токи и напряжения, но нормируются только два основных параметра: h_21e и f_Т (или f_h21b). Зная параметр транзистора h_21e для заданного режима покоя I_E, можно с помощью следующих формул определить основные параметры усилительного каскада в области НЧ:

где S — проводимость транзистора, r_e — сопротивление эмиттера транзистора.

Таким образом, можно вычислить значения |K| — коэффициент усиления напряжения транзистора, |K_i| — коэффициент усиления тока транзистора, Z_ВХ — входное сопротивление транзистора:

Параметры усилительного каскада	Схема включения
ОЭ	ОБ	ОК
\|K\|	S*R_H	S*R_H	SR_H /( 1 + SR_H)
\|K_i\|	h_21e	h_21e/(1 + h_21e)	h_21e
Z_ВХ	h_21e*r_e	r_e	h_21e*R_H

Области применения усилительных каскадов ОЭ, ОБ и ОК определяются их свойствами.

Каскад с общим эмиттером обеспечивает усиление, как по напряжению, так и по току. Его входное сопротивление порядка сотен Ом, а выходное – десятков кОм. Отличительная особенность – изменяет фазу усиливаемого сигнала на 180°. Обладает лучшими усилительными свойствами по сравнению с ОБ и ОК и поэтому является основным типом каскада для усиления малых сигналов.

Каскад с общей базой обеспечивает усиление только по напряжению (практически такое же, как ОЭ). Входное сопротивление каскада в (1+h_21e) раз меньше, чем ОЭ, а выходное – в (1+h_21e) раз больше. В отличие от ОЭ каскад ОБ не изменяет фазы усиливаемого сигнала. Малое входное сопротивление каскада ОБ ограничивает его применение в УНЧ: практически он используется только как элемент дифференциального усилителя.

Каскад с общим коллектором обеспечивает усиление только по току (практически такое же, как ОЭ). В отличие от ОЭ каскад ОК не изменяет фазы усиливаемого сигнала. При К = 1 каскад ОК как бы повторяет усиливаемое напряжение по величине и фазе. Поэтому такой каскад называется эмиттерным повторителем. Входное сопротивление ОК зависит от сопротивления нагрузки R_H и велико (почти в h_21e раз больше R_H), а выходное сопротивление зависит от сопротивления источника сигнала R_Г и мало (почти в h_21e раз меньше R_Г). Каскад ОК благодаря большому входному и малому выходному сопротивлению находит применение как в предварительных, так и в мощных УНЧ.

↑ Корпус

Весь корпус покрасил матовой краской с балончика.

. Все транзисторы и микросхемы изолированы от корпуса слюдяными прокладками.

ОПЛЕУХА МИКРОСХЕМАМ

Оплеуха микрухам — не самый простой, но высококачественный усилитель мощности НЧ. Усилитель способен развивать максимальную выходную мощность в 130 ватт и работает в довольно широком диапазоне входного напряжения. Выходной каскад усилителя построен на паре 2sa1943 2sc5200 и работает в режиме АВ. Эта версия, автором была разработана в этом году, ниже ее основные параметры.

Диапазон питающих напряжений = +/- 20В … +/- 60В
Номинальное напряжение питания (100Вт, 4 Ом) = +/- 36В
Номинальное напряжение питания (100Вт, 8 Ом) = +/- 48В

С мощностью все понятно, а что со стороны искажений?

THD+N (при Pвых<=60Вт, 20кГц) <= 0,0009%
THD+N (при максимальной выходной мощности, 1кГц) = 0,003%
THD+N (при максимальной выходной мощности, 20кГц) = 0,008%

Детали, используемые в этом модуле — подстроечные резисторы, маломощные и среднемощные транзисторы:

Устройство биполярного транзистора

Биполярный транзистор представляет собой полупроводниковый прибор, имеющий два р-n-перехода, образованных в одном монокристалле полупроводника. Эти переходы образуют в полупроводнике три области с различными типами электропроводности. Одна крайняя область называется эмиттером (Э), другая — коллектором (К), средняя — базой (Б). К каждой области припаивают металлические выводы для включения транзистора в электрическую цепь.

Электропроводность эмиттера и коллектора противоположна электропроводности базы.

В зависимости от порядка чередования р- и n-областей различают транзисторы со структурой р-n-р (рис. 1, а) и n-р-n (рис. 1, б) (иногда их еще называют прямой и обратный).

Условные графические обозначения транзисторов p-n-р и n-p-n отличаются лишь направлением стрелки у электрода, обозначающего эмиттер. Принцип работы транзисторов p-n-р и n-p-n одинаков.

Рис. 1 — Структуры и условные графические обозначения биполярных транзисторов типа р-n-р (а) и n-р-n (б)

Электронно-дырочный переход, образованный эмиттером и базой, называется эмиттерным, а коллектором и базой — коллекторным. Расстояние между переходами очень мало; у высокочастотных транзисторов оно менее 10 микрометров, а у низкочастотных не превышает 50 мкм (1 мкм=0,001 мм).

Основная функция транзистора — это усиление сигнала. Если на базу транзистора подать напряжение, то транзистор начнет открываться. В транзисторе переход коллектор-эмитер открывается плавно: от полностью закрытого состояния (= 0 В) до полностью открытого (этот момент называют напряжение насыщения).

Между коллектором и эмиттером течет сильный ток, он называется коллекторный ток (), между базой и эмиттером — слабый управляющий ток базы (). Величина коллекторного тока зависит от величины тока базы. Причем, коллекторый ток всегда больше тока базы в определенное количество раз. Эта величина называется коэффициент усиления по току, обозначается . У различных типов транзисторов это значение колеблется от единиц до сотен раз.

Коэффициент усиления по току — это отношение коллекторного тока к току базы:

Для того, чтобы вычислить коллекторный ток, нужно умножить ток базы на коэффициент усиления:

Пример: Возмем источник питания, транзистор, резистор и лампочку. Если подключить всё это согласно схеме (рис. 2), то: через резистор, подключенный между источником питания и базой транзистора потечет ток базы .

Рис. 2 — Принцип работы биполярных транзисторов

Транзистор откроется и лампочка загориться. Причем яркость свечения лампочки будет зависить от сопротивления резистора и коэффициента усиления транзистора.

Напряжение, прилагаемое к базе и необходимое для открытия транзистора, называют напряжением смещения. Если вместо постоянного резистора поставить переменный резистор, то получим возможность регулировать яркость свечения лампочки.

Таким же образом можно усиливать и сигналы: подавая на базу транзистора определенный сигнал (к примеру звук), в коллекторной цепи получим тот же сигнал, но уже усиленный в раз.

Если базовое смещение транзистора застабилизировать при помощи стабилитрона (рис. 3), то мы получим простейший стабилизатор напряжения, т.у. схему, которая будет поддерживать постоянное напряжение на выходе, даже если входное напряжение будет изменяться.

Рис. 3 — Пример простого стабилизатора напряжения

Для получения повышенной мощности используются схемы последовательного включения наскольких транзисторов, так называемые схемы Дарлингтона (или составные транзисторы)

Рис. 4 — Схема Дарлингтона

↑ Печатная плата

Здравствуй, читатель! Меня зовут Игорь, мне 45, я сибиряк и заядлый электронщик-любитель. Я придумал, создал и содержу этот замечательный сайт с 2006 года. Уже более 10 лет наш журнал существует только на мои средства.

— Спасибо за внимание! Игорь Котов, главный редактор журнала «Датагор»

Купил китайскую плату усилителя в комплекте при слали транзисторы toshiba TTA1943 TTC5200 включил начал проверять два из 28 сгорело… посмотрел темы с похожими проблемами однозначного ответа нет. слышал что подобные транзисторы частенько поделывают. а можно ли подобрать аналогичные и где в каком магазине не нарваться на фуфло?

еще продавцы при покупке данной платы предлагают выбор между-toshiba TTA1943 TTC5200, toshiba 2SA1943 2sc5200 и NJW0281 NJW0302…

В подобном готовом усилителе видел такие — NJW21194/NJW21193, но опять же не факт что будет оригинал (( https://ru.aliexpress.com/item/SASION-PH-2030-450W-2-4ohm-Professional-Power-Amplifier-AMP-Disco-DJ-Stage-KTV-Amplifier-Best/32631918738.html?spm=2114.30010708.3.105.8D1Qpq&ws_ab_test=searchweb201556_8,searchweb201602_1_10034_10033_507_508_10020_10017_10005_10006_10021_10022_10009_10008_10018_10019,searchweb201603_2&bts >

20кГц) Суммарный коэффициент гармонических искажений: 200 Перекрестные помехи между каналами: 1 кГц: -76 дБ / 20кГц: -58dB Входной импеданс: 20 кОм (симметричный) / 10 кОм (несимметричный) Чувствительность входа: 25 В / 4 Ω Номинальная мощность slurcocks размер и плата усилителя размер: 143 * 78мм; 305 * 78мм