Усилитель для старых колонок

Сегодня на рынке массовой компьютерной акустики (да и не только) преобладают активные колонки. Усилитель уже встроен в их корпус, а это значит, что их достаточно подключить к источнику звука (кабелем или по Bluetooth) и к источнику питания.

Однако старые добрые пассивные колонки тоже не сдаются. Как правило, они применяются в профессиональной сфере и в сегменте Hi-Fi и Hi-End. Высококачественные акустические системы часто не имеют встроенного усилителя: владельцу предлагается докупить подходящий отдельно.

Как выбрать усилитель для колонок правильно? Задача не такая простая: неверный подбор усилителя в худшем случае может привести к их перегрузке и порче. А в самом невинном случае колонки просто не раскроют свой потенциал и не обеспечат вам качественный звук. Поэтому перед тем, как подобрать усилитель к колонкам, надо узнать параметры своих колонок.

Рассмотрим самый простой случай: вы решили купить полный усилитель, а не набор из предварительного и оконечного. Сегодня выпускается достаточно много.

Что надо знать о колонках для выбора

Предположим, колонки у вас уже есть. Вы начали собирать с них свою аудиосистему по советам знатоков (если так, то они правильно вам посоветовали), или просто по случаю выгодно купили комплект акустики. На что надо обратить внимание?

  • Мощность. Этот параметр обычно указывается и в документации колонок, и на их корпусе. Следует отличать пиковую мощность, на которую колонки способны кратковременно, и номинальную. Ту мощность, на которой звук воспроизводится без искажений. Именно на второй мощности следует использовать акустику.
  • Сопротивление. Считается, что, чем сопротивление выше, тем качественнее звук: гасятся шумы и искажения. Однако, в отличие от наушников, где значение сопротивления может колебаться в очень широком диапазоне, колонки обычно имеют сопротивление лишь от 4 до 8 Ом. Важно учесть: чем выше (при прочих равных) сопротивление, тем меньше энергопотребление колонок и, следовательно, громкость воспроизведения.

Таким образом, перед тем, как выбрать усилитель звука для колонок, надо знать их данные. Усилители тоже имеют соответствующие параметры — выходная мощность и сопротивление. И они должны соответствовать у обоих устройств. Однако в реальности, конечно, сопротивление и мощность могут отличаться. Так ли это страшно?

Опасности неверного подбора усилителя

Что может пойти не так при неправильном выборе? И как подобрать усилитель к колонкам по мощности так, чтобы избежать возможных проблем?

Рассмотрим такие случаи:

  • Мощность усилителя больше мощности колонок. Это не страшно, если вы не будете включать его на полную. В идеале достаточно будет 50-70% от максимума. Более того, такое сочетание, как считается, обеспечивает наиболее качественный звук. Однако есть риск, что однажды вы, забывшись, поставите громкость на максимум — и это повредит диффузорам колонок. Можете пересмотреть «Назад в будущее» — в начале фильма Марти Макфлай именно это и делает, с разрушительными последствиями.
  • Мощность усилителя соответствует мощности колонок. Вроде бы всё идеально. Однако на максимальной громкости акустика начинает выдавать искажения, а усилитель на своём максимуме может подавать на колонки постоянный ток, что портит их. Качественные усилители, конечно, снабжают специальными конденсаторами во избежание «жарки» колонок постоянным током. Но лучше не рисковать и запускать такую систему на те же 50-70% громкости от силы.
  • Мощность усилителя меньше мощности акустики. Казалось бы, здесь риск исключён. Однако нет: опасность «жарки» постоянным током, если усилитель работает на полную, всё ещё есть. Если же включить его на 60-70%, риск исключается. Однако акустика не раскрывает потенциал.

Что же до сопротивления (импеданса), то сочетания сводятся к следующим вариантам:

  • Сопротивление усилителя меньше сопротивления колонок. Опасное сочетание: такие колонки могут не справиться с подаваемым от усилителя сигналом и испортиться. Лучше его избегать.
  • Сопротивление усилителя соответствует сопротивлению колонок. Идеальный случай.
  • Сопротивление усилителя меньше сопротивления колонок. Вы не рискуете исправностью техники, однако фактическая выходная мощность будет в полтора-два раза ниже реальных способностей вашей акустики. То есть, колонки толком не зазвучат.

Некоторые усилители оснащаются либо селектором импеданса, либо разными каналами с разным сопротивлением. Такую модель можно просто переключить в режим, соответствующий вашим колонкам. Другие модели совместимы как с 4-омными, так и с 6- и 8-омными колонками, однако мощность будет падать обратно пропорционально сопротивлению. Выигрыш здесь будет в гарантии того, что колонки будут работать исправно. К тому же, если вы однажды задумаетесь, как подобрать колонки под усилитель, у вас будет более широкий выбор.

Читайте также:  Чем отличаются ксенон от биксенона

Вопросы вкуса

Какой звук вы любите: старый мягкий, или современный, «во все частоты»? От этого тоже зависит ответ на вопрос, как подобрать усилитель к колонкам к вашему удовольствию. Ведь если звук вам не по душе, то правильный подбор параметров не спасёт.

Здесь можно рассмотреть два наиболее распространённых типа усилителей:

  • Ламповые. Хотя выражение «тёплый ламповый звук» уже трудно воспринимать без иронии, характер звука всё равно отличается: меньше шумов, меньше искажений при кратковременных перегрузках, дополнительные искажения, которые создают «привкус». Если вы слушаете старую музыку или её современную трактовку, записанную аналоговым способом, с винила, кассет или в высококачественных рипах, то есть смысл прислушаться к «лампе».
  • На интегральных микросхемах. Это более современный тип, отличающийся более точным звуком, без характерных ламповых искажений, придающих «теплоту». Это хороший выбор для современной музыки — от рока до клубных стилей и хип-хопа.

Принципы подбора по совместимости остаются в силе для обоих типов.

Под катом фото, описание процесса, немного схем и детальное описание некоторых моментов создания этого чуда.

Вот попали ко мне старые советские колонки S-50(если руки дойдут – хочу модернизировать их, но пока что есть, то есть), их ТХ:

  • Паспортная электрическая мощность не менее 50 Вт
  • Номинальная электрическая мощность 25 Вт
  • Номинальное электрическое сопротивление 8 Ом
  • Диапазон воспроизводимых частот не уже 40-20000 Гц

И в комплекте с ними мне достался великолепный усилитель Одиссей У-010, который сгорел. Разобрав его, понял, что с моим-то мизерным опытом, ничего не сделаю. Немного помучил гугл, посмотрел на профильных сайтах и вот оно решение — сделаем себе сами усилитель на базе микросхемы TDA2050, как замену старому. Ибо «Handmade и DIY навеки», да и не так уж сложно. ТХ TDA2050:

  • Номинальная выходная мощность 32Вт
  • Интегрированная защита от КЗ
  • Интегрированная защита от перегрева
  • Питание до 50В от однополярного БП

(Сразу замечание, возможно, мне попалась подделка, однако при КЗ, одна TDA2050 взорвалась так, что осколком микросхемы оставила на моем предплечье довольно глубокую рану, повезло, что не в глаз, будьте внимательны, Техника безопасности превыше всего!)

Корпус

Для начала определимся с корпусом. Как вариант, использование корпуса от сгоревшего Одиссей У-010, отпал сразу, по причине размера того корпуса с небольшую тумбочку (460х360х120). Нам же подойдет что-то более компактное. Сначала смотрел в сторону алюминиевых корпусов, но быстро отказался от затеи ввиду цены этих самых корпусов. Те, что мне нравились от 100$, что уже никак не вписывается в «бюджетный усилитель». Поэтому был выбран промежуточный вариант «временного» самого дешевого корпуса, в котором он стоит уже как 6 месяцев. Этим корпусом стал «Z16 Черный» (легко находится в гугле по этому запросу).
Габариты (H/W/L): 89 x 257 x 148

Схема

Далее надо было определиться с самой схемой, ведь под TDA2050 их огромное количество. Выбор пал на так называемую «схему Скифа». Да и обычные компоненты, не SMD, для меня стали плюсом, ведь опыта в пайке SMD и самой паяльной станции не было, только обычный паяльник на 40Вт.
Итак, сама схема (рисунок платы для этой схемы можно скачать по ссылке в конце статьи):

Обращаю ваше внимание на то, что для этой схемы нужно ДВУПОЛЯРНОЕ питание.
Размер готовой платы под один канал усилителя: 35х45мм (а их нужно 2), что вполне компактно в результате.

Блок питания

Итак, для питания 2-х каналов по 32 Вт, нам нужно 64 Вт(хотя это все условно и можно меньше). По счастливой случайности в закромах валялся без дела трансформатор ТПП-287-220-50 мощностью 90 ВА, и с него как раз легко снять двуполярное питание. Фото и схема:

Для того, что бы снять с него по 35,26 В переменного тока со средней точкой, необходимо соединить выводы с номерами: 12-15, 11-20, 13-18, 14-21, 17-16, а снимать напряжение мы будем с 16, 19, 21 выводов.
Далее схема выпрямителя:

Вот пример самой платы. Хотя я её сделал, просто нарисовав перманентным маркером на текстолите, и вытравив, без всякого ЛУТа. Все довольно просто.

В случае с трансформатором ТПП-287-220-50 нужно соединить 16 вывод трансформатора с входом «средняя точка» платы выпрямителя. 19 и 21 в оставшиеся два, какой куда решать вам, и припаять перемычку от входа средней точки к площадке между конденсаторами. После подключения можно проверять напряжения на выходах выпрямителя. Между + и – должно быть от 42 до 50 В, в зависимости от напряжения в сети. Между «+» и землей, а так же землей и «-» должны быть одинаковые значения. Если у вас нет в наличии чего-то из элементов для выпрямителя, то не спешите, как разберемся с платой усилителя, поедем на радиорынок брать все кучей. Список всех элементов будет далее по тексту.

Читайте также:  Ваз 2110 замена внутреннего шруса видео
Усилитель

Для начала травим две вот такие платы:

И пока они травятся, можем съездить в ближайший магазин радиокомпонентов или радиорынок.

Итак, нам понадобятся на весь усилитель:

Блок питания:

  • Эл. литические конденсаторы минимум 10 000 мкФ х 25 (или больше) В
  • Диодный мост практически любой, до 10А (с огромным запасом) и более 50 В. (я взял на 10А и 400В – стоит копейки)

Сами усилители (все посчитано на 1 плату, соответственно берете в 2 раза больше):
Конденсаторы эл. литические:

  • С7, С8 – 1000мкФ x 25 В
  • С3 – 22мкФ x 25 В

Конденсаторы керамические:

  • С2- 220пФ

Конденсаторы пленочные:

  • С1, С4, С6 – 4,7мкФ
  • С5 — 0,47мкФ

Резисторы (все по 0.125 Вт, а R6 и R7 2Вт):

  • R1, R3 – 2,2k
  • R2, R5 – 22k
  • R4 – 680
  • R6 – 2,2
  • R7 – 10

Ну и конечно сама TDA2050, возьмите штуки 3, что бы запас был, а то мало ли.
Ещё вам понадобится:

  • 2 RCA входа,
  • 4 зажима под выход на колонки
  • выключатель
  • и сдвоенный переменный резистор на 50 кОм
  • ручка регулятора на этот самый резистор (но я просто снял алюминиевую со старого радио)
  • Радиатор от старого процессора (если у вас нет ненужного)

После чего сверлим и собираем по схеме. У меня все заработало сразу, вот только был треск в динамиках, но об этом я расскажу позже. Единственное, что хочу заметить, так это радиаторы. Я пошел легким путем и просто разрезал, обычной ножовкой, старый радиатор от какого-то AMD пополам, и на каждую половину прикрутил микросхему, предварительно просверлив и нарезав резьбу. Вот только мои микросхемы не на самих платах расположены, а на отдельно стоящих радиаторах, соединены с платами небольшими шлейфами примерно вот так:

А катушка L1 по схеме мотается очень просто, берете одну жилу с витой пары, и мотаете 5 витков прямо на резисторе R7, концы припаиваете к выводам этого же резистора.
Вот и все, с электроникой закончили, к этому моменту у вас должны быть готовы 3 платы: выпрямитель и 2 одинаковые платы усилителя на оба канала.

Компоновка и сборка

А после этого можем приступать к сборке всего этого уже в корпусе. Итак, для начала лучше разметить и высверлить отверстия для крепления плат, трансформатора, радиаторов охлаждения микросхем, входов-выходов. Кстати, если вы купили прямоугольный выключатель для своего усилителя, есть маленький хинт, как под него легко сделать отверстие на панели. Для начала размечаете размеры вашего будущего отверстия прямо на панели, и сверлите тонким сверлом аккуратную дырочку внутри периметра этого самого отверстия. А теперь самое интересное: возьмите самую обычную хлопковую нить (желательно потолще, тонкая часто рвется в процессе), проденьте в отверстие и, натянув нить, можно, как полотном лобзика, вырезать любую форму. Вот только лобзиком вы вырезаете, а здесь, как бы «расплавляете». Именно поэтому лучше вырезать немного меньшее отверстие, что бы потом надфилем довести его до ровного. Ещё желательно сделать вентиляционные отверстия недалеко от радиаторов. Я перестраховался и ставил ещё кулер, который оказался бесполезен, усилитель сильно не греется даже на максимальной громкости. Включаю только тогда, когда усилитель летом на улице работает.

Моя компоновка выглядит так (и хотя куча проводов и вообще не красиво, но все работает как часы уже полгода при регулярном использовании):

Крайняя слева плата – выпрямитель, остальные 2 – усилители.

Вот и все, можно начинать собирать и спаивать. Я спаивал прямо в корпусе, без всяких зажимов, штекеров и прочего. Возможно, кто-то захочет сделать все удобнее.

Схема подключения регулятора громкость (два резистора — это один сдвоенный):

Основные рекомендации:

  • Выходы с усилителей лучше выполнить как можно более толстым кабелем.
  • Если после сборки и спайки в колонках слышите отчетливый шум – проверяйте конденсаторы на платах усилителя
  • Если треск в колонках, то проверяйте дорожки питания на усилителях – я плохо отмыл флюс кислотный, и если присмотреться в темноте были видны маленькие искры между дорожками, как только отмыл плату от флюса, треск пропал.
Читайте также:  Воздушный фильтр ваз 2109 инжектор цена

В итоге выглядит все так:

Расходы:

  • Все конденсаторы и резисторы в сумме – 4$
  • Микросхемы TDA2050(3 шт) – 2$
  • Корпус – 3$
  • Все штекера, гнезда, ручки, выключатели – 7-8$

Итого 17$ и куча положительных эмоций «Оно работает!»

Архив со всеми схемами и рисунками плат в формате Sprint-Layout 6: dl.dropbox.com/u/47591852/usilitjel_habr.rar

PS Это мое первое рабочее устройство, собранное для проверки работоспособности и надежности. В ближайшее время планирую его переработать в новом корпусе и в более аккуратном исполнении. Если Вам будет интересно — то будет продолжение.

Любят мои детишки компьютер погонять.. И вот в один прекрасный день компьютерные колонки полыхнули синим пламенем, в связи с чем стали у меня периодически пропадать наушники. А так как детей двое, своих наушников я практически не видел. Долго так продолжаться не могло и тогда сообщил им: «я что нибудь придумаю с колонками».

Используемые инструменты: паяльник, пассатижи, бокорезы, шуруповёрт, сверло 8мм, многожильные провода, припой, винтовые контакты, плата усилителя.

Было решено не покупать новые, а приспособить не используемые задние колонки от ресивера 5.1. Но к ним необходим усилитель. Готового усилителя нет. Откопал в закромах давно купленную на Алиэкспресс плату с усилителем класса D — долго лежал, ждал своего часа.

Это цифровой усилитель на микросхеме TA2024 корейского производителя Tripath, высококачественный усилитель мощности с малым коэффициентом нелинейных искажений и высоким КПД.

Характеристики усилителя, указанные производителем:
— усилитель класса D;
— напряжение питания 9-14В;
— высокая чувствительность;
коэффициент нелинейных искажений:
— 0,1%, 9Вт, 4Ом;
— 0,1%, 6Вт, 8Ом;
— 10%, 15ВТ, 4Ом;
— 10%, 10Вт, 8Ом;
— КПД 84%, 15Вт, 4Ом;
— КПД 90%, 10Вт, 8Ом;
— защита от перенапряжений;
— защита от перегрузок;
— защита от превышения температуры.
Размеры: 90×53 мм.

Шаг 1.
Размещение платы усилителя в корпусе компьютера
Сначала предполагался отдельный корпус с блоком питания, но в процессе от этой мысли отказался и решил разместить усилитель прямо в компьютере. Питание будем брать от блока питания компьютера, благо там есть +12 v. Теперь вопрос: куда и как закрепить плату усилителя в корпусе компьютера. В моём случае решил закрепить усилитель на дне корпуса, поближе к источнику звукового сигнала. Стойки сделал из винтов с надетыми трубочками. От сверления корпуса отказался по причине образования при сверлении металлических стружек, которые могут что нибудь замкнуть. Приклеил стойки к корпусу термоклеем.

Им же прихватил к стойкам сам усилитель.

Шаг 2.
Делаем контакты для подключения колонок
Для подключения колонок нашёл винтовые контакты от какого-то старого прибора. Разместил их на заглушке для PCI слота компьютера. Для этого разметил и просверлил в заглушке четыре отверстия диаметром 8 мм. Прикрутил контакты. Вставил на место и закрепил заглушку.

Осталось произвести все подключения.

Шаг 3.
Электрические подключения
Оставалась проблема откуда брать звуковой сигнал. В мануале материнской платы вычитал где на ней есть звуковой выход.

Для подключения к усилителю немного переделал аудио шнур от привода cd-rom. У меня получилось так. На других материнках подключение может отличаться, надо смотреть по месту.

Усилитель чувствительный, при подключении на прямую на минимальной громкости слышны помехи от работающего компьютера. Так как у усилка нет регулировки уровня входного сигнала нужно поставить на вход переменный резистор. Вместо этого я спаял делитель напряжения как на схеме.

Важно соблюсти полярность: если перепутать полярность питания усилителя — он сгорит;
если перепутать полярность на колонках — они будут работать в противофазе, что не страшно, но говорят что это влияет на качество звука.

Все приготовления закончены и вот первое включение.
Ну что сказать, усилитель работает, звук лучше чем у старых компьютерных колонок, а самое главное дети довольны и наушники вернулись к хозяину и по времени уложился в 2 часа.

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *