Самодельный усилитель с темброблоком для смартфона или плеера (TDA2003). Активный темброблок для усилителя Самодельный темброблок

Во многих современных аудиосистемах, будь то музыкальный центр, домашний кинотеатр или даже портативная колонка для телефона имеется эквалайзер, или, иначе говоря, темброблок. С его помощью можно регулировать АЧХ сигнала, т.е. менять количество высоких или низких частот в сигнале. Темброблоки существуют активные, построенные, в чаще всего, на микросхемах. Они требуют наличия питания, зато не ослабляют уровень сигнала. Другая разновидность темброблоков – пассивные, они слегка ослабляют общий уровень сигнала, зато не требуют питания и не вносят никаких дополнительных искажений в сигнал. Именно поэтому в высококачественной звуковой аппаратуре используются, чаще всего, именно пассивные темброблоки. В этой статье рассмотрим, как сделать простой 2-х полосный темброблок. Его можно совместить с самодельным усилителем, либо же использовать как отдельное устройство.

Схема темброблока

(cкачиваний: 638)

Изготовление темброблока

Изготовление корпуса

Темброблок используется для выравнивания Амплитудно-Частотной Характеристики (АЧХ) усилителей низкой частоты. Так как многие УНЧ обладают нелинейной характеристикой в различных диапазонах частот: в диапазоне низких и высоких частот коэффициент усиления значительно хуже, чем в средне-частотном интервале. Поэтому для высококачественного звуковоспроизведения имеет смысл использовать специальные модули - "темброблоки", с помощью которых можно регулировать аудио сигнал по всему спектру диапазона.

По своей сути это фильтры СЧ диапазона, управляющие глубиной среза в заданной области частот не трогая НЧ и ВЧ частоты и поэтому АЧХ усилителя выравнивается, но при этом немного снижается амплитуда входного сигнала, и может потребоваться дополнительное усиление. Таким образом модули настройки тембра можно условно разделить на два класса: пассивные (только регулировка АЧХ) и активные (регулировка АЧХ + усилительный каскад для компенсации)

Это конструкция темброблока ослабляет сигнал в диапазоне средних частот где-то в 10 раз, и поэтому ее размещают между двумя усилителями - предварительным и оконечным.

Подбор радиокомпонентов зависит от сопротивления источника сигнала Rc и нагрузки Rн (входное сопротивление следующего усилительного каскада). Осуществим расчет номиналов радиоэлементов: Переменные резисторы всегда берут одинаковые с условием:

R c

Остальные компоненты вычисляются по упрощенным формулам:

R1= R4= 0.1R; R3= 0.01R; C3= 0.1/R; C1= 22C3; C2= 220C3; C4= 15C3

Транзистор в устройстве используется для компенсации потери сигнала. К нему особых требований не предъявляется можно взять даже морально устаревший КТ315.

Хочу сразу сказать, что данный регулятор тембра может смело посоревноваться с теми, что используются в современной аудиотехнике, его схема была скопирована из какого-то радиолюбительского журнала, но теперь уже не вспомню какого именно. Одно точно могу сказать этой конструкцией темброблока доволен как слон

Внешний вид радиолюбительской конструкции и размещение компонентов на печатной плате, смотри на рисунке вверху страницы

Здесь приводятся схемы пассивных тембров известных мировых брендов гитарной электроники, такими как Fender, Marshall и VOX. От самых простых с одним регулятором до более сложных трехполосных.

Такая простейшая конструкция позволяет осуществлять только завал высоких частот. Она применяется в простейших ламповых комбо.

С помощью схемы темброблока Fender Princeton можно производить как подъем так и завал высоких частот.

Данным темброблоком можно настраивать подъм в область низких и высоких частот.

Данный тембр регулирует как высокие так и низкие частоты.

Ниже приведены несколько известных схем темброблоков - двухполюсников: Fender "BrownFace" Bandmaster 6G7, Ampeg SVT, Marshall JMC800 Mod.2001

Из этой троицы тембров каждый индивидуален и хорош по своему. На каком остоновиться вам и сделать окончательный выбор однозначного ответа не существует. Тут уж сами, экспериментируйте, схемы не сложные и легко повторяются навесным монтажом или на макетной плате.

Для чистоты статьи приведу также схемы трехполосных темброблоков. ИМХО самых популярных среди всех радиолюбителей.

Эти брендовые гитарные конструкции позволяют регулировать низкие, средние и высокие частоты. Marshall дает более утяжеленный звук чем темброблок фирмы Fender. Ниже приводятся номиналы радиокомпонентов в различных вариатах этих схем.

В настоящее время очень популярны MP3-плееры с встроенной флэш-памятью, это очень миниатюрные цифровые индивидуальные средства аудиовоспроизведения, работающие на головные телефоны.

Многие из них кромефункции воспроизведения аудио-файлов, записанных в них посредством персонального компьютера, имеют встроенные УКВ-ЧМ или многодиапазонные цифровые приемники и функцию звукозаписи как от встроенного микрофона, так и от встроенного радиоприемника.

Практически, -аудиоцентр размером с наперсток. Одна проблема, - работают они только на наушники. Для громкого воспроизведения необходим дополнительный внешний УНЧ и акустические системы.

Как вариант, -можно использовать активные «колонки» для персонального компьютера, но недорогие «компьютерные колонки» обычно вообще не знакомы с понятием «качество звука», а более качественные и стоят многократно дороже.

Принципиальная схема УНЧ

Здесь приводится схема самодельного весьма бюджетного стерео-УНЧ с вполне приличным качеством звучания (на уровне недорогого стационарного компактного музыкального центра). Усилитель двухканальный, выдающий по 6W на канал при КНИ на частоте 1000 Гц не более 0,6%. Максимальная мощность 9W на канал.

В усилителе есть аналоговые регуляторы тембра по НЧ и ВЧ, регулятор громкости и стереобаланса. При работе можно пользоваться как ими, так и органами регулировки источника сигнала (МП-3 плеера).

Входное сопротивление УНЧ относительно велико (100 кОм), поэтому если сигнал будет подаваться на вход УНЧ не с линейного, а с телефонного выхода МП-3 плеера может потребоваться создать эквивалент головных телефонов для нагрузки телефонного усилителя источника сигнала. Сделать это можно включив параллельно каждому входу этого УНЧ по одному сопротивлению 30-100 Ом.

Эти сопротивления будут играть роль катушек головных телефонов. Однако, эквивалента нагрузки может и не потребоваться, - все зависит от схемы выходного каскада телефонного усилителя конкретной модели МП-3 плеера.

Рис. 1. Принципиальная схема усилителя НЧ на TDA2003 для смартфона или плеера.

Схема УНЧ показана на рисунке. Она построена на основе двух микросхем TDA2003. Это интегральные УМЗЧ, аналогичные микросхемам К174УН14.

Практически микросхема TDA2003 представляет собой мощный операционный усилитель, работающих с однополярным питанием, и коэффициент усиления его определяется параметрами цепи ООС, включенной между инверсным входом и выходом. Здесь тоже самое. В частности изменять коэффициент усиления можно подбором сопротивления R18 или R22 (для другого канала).

Это может потребоваться для корректировки коэффициента усиления под конкретный источник сигнала (изменение чувствительности), а так же, если это необходимо, для выставления равенства чувствительности в каналах (например, с учетом акустической обстановки помещения, где данный УНЧ будет работать). Впрочем, для регулировки соотношения усиления в каналах есть регулятор стереобаланса на переменном резисторе R8 которым регулируется соотношения шунтирования полу-резисторов сдвоенного R7 (регулятора громкости).

Входной сигнал поступает через два разъема L и R. Это «азиатские» разъемы. Для подключения к выходу МП-3 плеера нужно сделать кабель, - на одном конце соответствующий телефонный штекер, на другом два «азиатских» штекера. Со входа сигнал поступает на пассивную схему регулировок.

Сначала регулятор тембра по ВЧ (R1) и НЧ (R6). Затем регулятор громкости на сдвоенном переменном резисторе R7 и регулятор стереобаланса R8.

Со схемы регулировки сигналы каналов поступают на два УМЗЧ на микросхемах А1 и А2.

Источник питания

Источник питания трансформаторный, на низкочастотном силовом трансформаторе Т1 типа 109-01AF11-01. У него первичная обмотка на 220V, а вторичная на 26V и ток 2,2А с отводом от средней части. Отвод образует среднюю точку (GND).

Поскольку есть отвод от центра вторичной обмотки, схему выпрямителя решено было сделать по двухполупериодной схеме на двух диодах VD1 и VD2.

Рис. 2. Принципиальная схема источника питания для самодельного усилителя НЧ на TDA2003.

Источник не стабилизированный. Можно использовать другой трансформатор с аналогичными параметрами. Если будет одна обмотка на 11-13V, схему выпрямителя нужно будет сделать мостовой на четырех диодах. Можно питать и от готового источника, постоянным напряжением 12-18V при токе не ниже 2 А, например, от блока питания какой-то компьютерной периферии или оргтехники.

В заключение

Акустические системы содержат по два динамика, - один средненизкочастотный (широкополосной) мощностью 25W сопротивлением 4 Ом, и один высокочастотный мощностью 15W и сопротивлением 8 Ом. Высокочастотный динамик подключается через конденсатор С13 (С14), который вместе с сопротивлением высокочастотного динамика образует простейший фильтр ВЧ.

Широкополосные динамики FD115-7, высокочастотные типа FDG20-1. В принципе, можно использовать другие акустические системы, задавшись параметрами - максимальная мощность не ниже 10W, сопротивление 4 Ом.

При работе микросхемы нагреваются, поэтому им требуется теплоотвод. Радиаторы можно сделать из оцинкованного металлического профиля, который используется для сборки каркасов конструкций из гипсокартона (потолки, перегородки). Для каждого радиатора нужно отрезать по два куска длиной 20-25 см.

Затем один из кусков разрезать вдоль на две одинаковые части в виде двух уголков. Далее два уголка складывают «вперекрышку» и помещают в середине целого куска. Все сопрягаемые поверхности нужно промазать теплопроводной пастой.

В середине конструкции сверлят отверстие куда крепят микросхему.

Перемещая ползунки R2 и R6, смотрим изменения происходящие слева. В программе уже есть готовый вариант тембра, однако вам может он не понравиться (мне, например, нет) - видим что мидбас (80-400Гц) поднимается тоже, а это возможная причина гула, резонанса в помещениях, поэтому для комфортного прослушивания музыки эти частоты не должны сильно усиливаться. Другая причина, почему темброблок может вам не понравиться - отсутствие переменных резисторов нужного номинала. Мне нравится тембр от усилителя Трембита-002-стерео (выпуск 1977 г.) и, предположим, хотел бы его улучшить и модернизировать. Нажмем Snapshot, чтобы визуально видеть изменения:

Такой вариант тембра мне больше по душе, но ослабляет сигнал он гораздо сильнее - не беда - зато подъем мидбаса не столь сильный при полном выкручивании резистора R2. При дальнейшем подборе элементов получается такой вариант - приятный с моей точки зрения для прослушивания:

Частота 1кГц остается практически не тронутой, но от 2кГц и частоты выше поднимаются вместе с несущей 18кГц - увеличилась добротность. Кому то это нравится, но в эквалайзерах, где полос много - стараются делать добротность меньше, чтобы например при поднятии 1кГц, соседние 500Гц и 2кГц испытывали небольшой подъем - иначе толку от такого эквалайзера не будет. В такой схеме для снижения добротности используют дополнительно два резистора и схема приобретает следующий вид:

Но и это еще не все. После сборки такого темброблока вы ощущаете сильное снижение громкости - да это так, пассивные регуляторы сильно снижают усиление. Обычно добавляют еще один усилительный каскад, к примеру на ОУ - что проще, да и параметры становятся сильно зависимыми от операционного усилителя, вы можете в любой момент заменить на другой и быть может будете приятно удивлены. Обычно тембр включают в цепь обратной связи усилительного каскада, как например в предусилителе Шмелева. Я сделал следующим образом:

Конденсаторы любые К73-9, К73-17, МБМ, БМ-2, но не керамические (последние использовать в цепях коррекции ОУ и С6 в обратной связи). В своем варианте, к сожалению, не нашел пленочного конденсатора на 2200p, но на звучании это к счастью не слишком сказалось, успехов! .

Обсудить статью ПАССИВНЫЙ ТЕМБРОБЛОК