Система защиты усилителя, первое включение и тестирование


Evgeny-250 › Блог › Подключение 2-х усилков

Очень хорошая статья, читать всем кто хочет грамотно подключить АС в своем авто! 30.03.05, Журнал “Car & Music” Все знают о достоинствах использования нескольких усилителей в системе, но практическое их подключение имеет ряд нюансов для тех, кто делает это впервые. Как организовать подачу питания и сигнала, как добиться наилучшего качества и снизить помехи, как получить наиболее работоспособную систему без риска повредить ее компоненты? Давайте рассмотрим наиболее важные аспекты этой темы.
ПОДКЛЮЧЕНИЕ ПИТАНИЯ Система на нескольких усилителях потребует либо нескольких силовых кабелей для подачи питания, либо одного, но увеличенного сечения. Если система строится не «с нуля», а проводится апгрейд путем добавления усилителя к уже имеющемуся, то наиболее оптимальным может показаться вариант прокладки дополнительного силового кабеля нужного сечения, поскольку прежний, скорее всего, не справится с повышенной нагрузкой. На самом деле, целесообразнее заменить его кабелем большего калибра. Разница в цене между силовыми кабелями соседних калибров будет меньше, чем затраты на дополнительный кабель меньшего сечения, а кроме того, толстый кабель – это всегда лучше. Более того, этот аспект всегда стоит иметь в виду, строя систему, для которой в будущем может потребоваться апгрейд, т.е. желательно изначально использовать кабель максимально большого сечения, насколько позволяет бюджет, даже если на первое время предполагается лишь один усилитель в системе. Помимо финансовой стороны вопроса нелишне учесть, что проще проложить от аккумулятора к багажнику один толстый кабель, чем два меньшей толщины, особенно для автомобилей, где проводка идет сквозь плотно «заселенные» электроникой и механизмами места. Кроме того, с одним кабелем упрощается подключение к аккумуляторной батарее и отпадает необходимость в нескольких предохранителях силовой цепи со стороны АКБ. Для того, чтобы подать питание через один силовой кабель на несколько усилителей, потребуется дистрибьютор питания, с которого короткими кабелями меньшего сечения питание пойдет непосредственно на отдельные аппараты. Существует много разновидностей дистрибьюторов, и, на мой взгляд, предпочтительнее самые простые – без встроенного предохранителя и всяких индикаторов напряжения. Единственное требование – хорошая конструкция клемм для надежного контакта. Простые дистрибьюторы более доступны, к тому же при наличии предохранителя в усилителе (он есть у подавляющего большинства аппаратов) и основного предохранителя силовой цепи, расположенного рядом с АКБ, дополнительная защита системы не требуется.

КОММЕНТАРИЙ РЕДАКЦИИ Вопрос о том, сколько предохранителей нужно в силовой цепи, вызывает ожесточенные споры, и в данной статье выражен американский подход, при котором принято считать, что предохранитель у АКБ при наличии встроенного в усилитель – более чем достаточное решение. В европейской школе инсталляции такие меры считаются недостаточными, и применение предохранителей в дистрибьюторе питания (либо между ним и усилителем) всячески приветствуется. При этом число предохранителей в дистрибьюторе должно быть равно числу его выходных разъемов – например, для дистрибьютора 1х4 требуются 4 отдельных предохранителя. Стоит учесть, что для участников автозвуковых соревнований в Европе и России отсутствие защиты дополнительными предохранителями наказывается штрафными баллами.

ЗАЗЕМЛЕНИЕ Существует два подхода к заземлению нескольких усилителей: либо сделать это в одной точке, либо в разных, для каждого по отдельности. Мой практический опыт показывает, что второй способ предпочтительнее, и его главный плюс – лучшая защищенность от помех. (Этот вопрос уже затрагивался в одной из недавних публикаций – см. C&M №11/2004.) Нельзя сказать, что заземление каждого усилителя по отдельности способно дать стопроцентную гарантию отсутствия помех, но чаще всего оно все же дает больше шансов справиться с этой задачей, при этом экспериментально найденное расстояние между точками заземления усилителей составляет не менее 15 см. В том случае, если подобным способом не удастся защититься от помех, можно попробовать использовать заземление в одной точке, но такое случается крайне редко. При использовании заземления в одной точке лучше всего свести короткие кабели меньшего сечения в силовой дистрибьютор, а с помощью толстого кабеля (того же калибра, что и у цепи «+») соединить его с корпусом автомобиля. Если дистрибьютор при заземлении не используется и клеммы различных кабелей соединяются на одном болте, то поможет следующее правило: клемма самого мощного усилителя должна быть ниже (ближе к корпусу автомобиля), а менее мощного – выше (ближе к головке болта).

ПОДКЛЮЧЕНИЕ К ГОЛОВНОМУ УСТРОЙСТВУ Разобравшись с силовой проводкой, пора приступать к подаче музыкального сигнала от головного устройства на усилители. Для этого используются межблочные кабели с RCA-разъемами, которые принято называть RCA-кабелями. По ним передается так называемый сигнал линейного уровня. Лучше всего, когда число линейных выходов на головном устройстве (автомагнитоле или CD-ресивере) совпадает с общим числом линейных входов на усилителях. Если же это число меньше либо, линейных выходов на головном устройстве нет вообще, то можно попробовать применить некоторые хитрости. В сложной системе, где реализовано многополосное усиление (т.е. для каждого излучателя в составе АС предназначены отдельные каналы усилителя), лучшим решением может стать использование отдельного активного кроссовера. Этот прибор способен получить от головного устройства лишь одну пару сигналов, а на выходе дать сразу несколько отфильтрованных: для ВЧ -, СЧ-, НЧ/СЧ-головок и сабвуфера. Таким образом, активный кроссовер фильтрует сигнал, позволяет увеличить число линейных выходов, а кроме того, в большинстве случаев увеличивает уровень линейного сигнала, позволяя лучше справиться с помехами. Другой способ восполнить недостающие линейные выходы – воспользоваться линейными выходами на усилителях, что сейчас можно встретить в подавляющем большинстве моделей. Суть в том, что усилитель A может предоставить для усилителя В тот же сигнал, который сам получает с головного устройства. Иногда линейные выходы усилителей дают возможность получить даже отфильтрованный сигнал, так что отпадает надобность в затратах на внешний активный кроссовер. Более того, при использовании усилителей одной серии того же производителя подключение через линейные выходы усилителей позволяет производить некоторые регулировки всех аппаратов системы одновременно – с того устройства, которое назначено «главным», или «ведущим». Стоит только учесть, что если с линейного выхода одного усилителя снимается отфильтрованный сигнал для другого усилителя, также способного проводить фильтрацию, то включать фильтры одного типа (ФНЧ или ФВЧ) при одной и той же частоте среза для обоих аппаратов не только бессмысленно, но и вредно. Например, если усилитель А работает с основными АС и с него через линейный выход подается сигнал на усилитель В, работающий с сабвуфером, включать фильтр НЧ для сабвуфера нужно либо на линейном выходе усилителя А, либо в усилителе В, но не одновременно. Наконец, наихудшим методом будет использование пассивных разветвителей сигнала линейного уровня (так называемых Y-адаптеров, или сплиттеров). Это самый простой способ получить из одного RCA-разъема два, но следует иметь в виду, что после такого разделения уровень сигнала падает. Если на головном устройстве нет линейных выходов, то остается поступить так же, как и в системе с одним усилителем: либо использовать преобразователи сигнала с повышенного уровня в линейный (для усилителей без высокоуровневых входов), либо – и это гораздо лучше – попробовать обратиться в специализированный сервис и оснастить головное устройство линейными выходами – это очень простая и недорогая операция.

Как подключить пассивные колонки к компьютеру?

Присутствие у колонок двух входов RCA, так называемых тюльпанов, позволяет производить подключение, применив аудиокабель Mini jack (джек 3,5 мм) на 2 RCA. Mini jack необходимо подключить к звуковой карте, имеющей зеленый выход, при использовании их в качестве фронтальных динамиков или как стереопару. Или можно применить аудиокабель 2 RCA-2 RCA и переходник mini jack, который функционирует на 2 входа RCA.

На каждой колонке находится по 2 клеммы. В этом случае вы можете вполне воспользоваться кабелем от любых наушников, имеющих mini Jack 3,5 мм. Для этого:

  • Следует аккуратно отрезать динамики и тщательно зачистить провод.
  • После этого подключить зачищенные концы в клеммы, а mini Jack — в звуковую карту.

Важно! Если вы хотите найти применение приличного музыкального центра, то лучше всего приобрести недорогой стереоусилитель, что вполне оправдает ваши затраты.

При подобном методе подключения колонок к компьютеру вам не удастся добиться качественного звукового эффекта из-за невысокого показателя мощности — на выходе будет всего несколько Ватт. Но такой вариант вполне оправдан, поскольку в любом случае для функционирования пассивным динамиком требуется подключить усилитель (усилок). В противном случае — колонки бы просто пылились на полках или за ненадобностью их бы пришлось выбросить в мусорное ведро.

Как подключить два усилителя в авто

Любители слушать музыку в автомобиле со временем испытывают нехватку мощности и качества поэтому постоянно развивают свою аудиосистему. Процесс создания идеальной аудиосистемы, находится в постоянном усовершенствовании, поэтому любители идут на хитрые приёмы, чтобы добиться своих целей. Один из таких приёмов основан на одновременном подключении двух усилителей в авто. Для этого разработаны специальные схемы, ведь для того чтобы правильно выполнить эту процедуру необходимо не просто соединить выход источника звука, например магнитолы, с входами двух усилителей, а и правильно организовать систему электроснабжения. Схемы подключения двух усилителей в авто выполняется в нескольких вариантах, рассмотрим поподробнее каждый из них.

Как подключить 2 усилителя в авто

Перед тем как выполнить установку двух усилителей в авто, обязательно нужно предусмотреть их сильный нагрев. Радиаторы усилителей не должны находиться рядом, а также к ним должен быть обеспечен поток свежего воздуха. Это не значит, что усилители располагаются под капотом, главное, не закрывать их плотной тканью и не устанавливать в узком пространстве.

Для начала рассмотрим подключение 2 усилителя в авто к бортовой цепи, то есть подачу питания на них. Обязательным условием для любого способа остаётся установка предохранителя, плавкая вставка которого рассчитана на перегорание при увеличении максимального тока на 1, 2 -1, 3. Максимальный ток развивается при максимальной выходной мощности и указан в техническом паспорте к усиливающему звук устройству.

Существует два способа подключения питания:

  • Подключение питающего провода непосредственно от первого усилителя. То есть до места установки прокладывается одна линия с одним предохранителем, который рассчитан на суммарный ток двух усилителей. При этом обязательно учесть сечение проводников, так как если не выполнить это условие, то проводка во время прослушивания музыки на большой громкости перегреется, что приведёт к печальным последствиям, вплоть до возгорания.
  • Прокладка двух отельных линий требует установки двух отдельных предохранителей, рассчитанных на ток каждого усилителя. Данный способ имеет свои преимущества связанные с разделением питающих цепей, но также и недостатки, которые связаны с покупкой проводов большой длины. Сечение провода рассчитывается, как и предохранитель, на работу одной усилительной установки. Данный способ используется при подключении мощных стереосистем.

Питание прокладывается к устройствам таким образом, чтобы снизить количество помех при прослушивании, поэтому рекомендуется разделить питающие, и несущие звуковой сигнал, провода по разные стороны автомобиля.

Расчет значений компонентов усилителя

Теперь найдем наилучшие значения для радиокомпонентов в схеме. Для этого будем использовать принципиальную схему ниже, которая почти такая же как в даташите, но с несколькими дополнительными компонентами, чтобы лучше отфильтровать шумы:

Вот схема распиновки TDA2050:

Минимальное усиление УНЧ

Усиление TDA2050 должно быть установлено выше 24 дБ для поддержания стабильности, но также есть и минимальное усиление, необходимое для получения желаемой выходной мощности. Это зависит от вашего входного напряжения, сопротивления динамика и желаемой выходной мощности в соответствии с формулой:

Будем в данном примере использовать смартфон в качестве источника звука для усилителя. Выходное напряжение телефона составляет около 1 В, поэтому чтобы получить выходную мощность 24,6 Вт нужно установить усиление как минимум:

Это выражается как усиление напряжения (V o / V i ) или как коэффициент усиления. Чтобы преобразовать усиление напряжения в усиление в децибелах, используйте следующую формулу:

Так что установка усиления выше 21,7 дБ обеспечит выходную мощность 24,6 Вт. Но минимальное усиление TDA2050 составляет 24 дБ, поэтому нужно установить его как минимум на 24 дБ.

Установить усиление схемы

Значения резисторов R4 и R5 устанавливают коэффициент усиления TDA2050:

Настройки со слишком высоким усилением вызовут искажения, а настройки со слишком низким могут не обеспечивать достаточную громкость. Если минимальное значение усиления позволяет это сделать, хорошее усиление для домашнего прослушивания составляет от 27 до 30 дБ. Это значение недостаточно высоко, чтобы вызвать искажения, и даст хороший диапазон громкости.

Лучшие резисторы для R4 и R5 — это металлопленочные с точными допусками. Допуск 0,1% является идеальным. Для установки усиления важно использовать резисторы с малым допуском, особенно если собираете стереоусилитель. Если значения сопротивления между двумя каналами отличаются на несколько Ом, усиления м/с также будут отличаться, и один канал будет громче, чем другой.

Усиление рассчитывается по формуле:

Установим усиление этого усилителя 27 дБ. По ходу тестов пробовались различные значения резисторов и приблизилось к желаемому усилению R4 1 кОм и R5 22 кОм. Эти сопротивления установят усиление на:

Теперь будет нормально работать, поскольку 27,2 дБ выше минимального усиления рассчитанного ранее и выше минимума 24 дБ TDA2050.

Сбалансировать входной ток смещения

Следующим шагом является балансировка тока смещения на входе усилителя. Входной ток смещения — это разница в токах, текущих на неинвертирующий вход (контакт 1) и инвертирующий вход (контакт 2). Данную разницу в токе необходимо минимизировать, поскольку на входах будет создаваться постоянное напряжение, что будет усиливаться как ненужный шум.

Ток на инвертирующем входе определяется сопротивлением R5. Ток на неинвертирующем входе определяется сопротивлениями R2 и R3 последовательно:

Чтобы сделать токи на каждом входе одинаковыми, устанавливаем:

R2 + R3 = R5

Для усилителя уже найдено значение R5, когда установили усиление. Для R3 начнём с произвольного значения 1 кОм, а затем изменим формулу, чтобы найти значение для R2:

R2 + R3 = R5

R2 = R5 — R3

R2 = 22000 Ом — 1000 Ом

R2 = 21000 Ом

Таким образом резистор 21 кОм для R2 и резистор 1 кОм для R3 будут уравновешивать входной ток смещения.

Нижний предел полосы пропускания на входе

Конденсатор C1 предотвращает попадание постоянного тока источника звука на вход усилителя. Если постоянному току разрешить достигать входа, он будет усиливаться вместе со звуковым сигналом и создавать лишний шум.

Конденсатор C1 также формирует фильтр верхних частот с резистором R2 (RC), который определяет нижний предел полосы пропускания усилителя:

Частота среза (F c) это частота, на которой фильтр начинает работать. В фильтре верхних частот частоты ниже F c отключаются.

Полезное: Схема автомобильного зарядного устройства

Частота среза этого фильтра может быть найдена с помощью уравнения:

Мы уже нашли значение для R2 ??когда уравновесили входные токи смещения. Чтобы найти значение для C1, просто нужно определить частоту среза. Поскольку нижний предел человеческого слуха составляет 20 Гц, F c должна быть значительно ниже 20 Гц, чтобы слышимые низкие частоты не были приглушены.

Вышеприведенное уравнение F c можно изменить, чтобы найти значение для C1 на определенной частоте среза:

Здесь использовали F c 3,5 Гц для усилителя, но вы можете использовать чуть более высокие или более низкие значения если хотите. Может потребоваться некоторое экспериментирование, чтобы найти идеальное значение для вашего слуха, но в любом случае убедитесь что оно намного ниже нижнего предела человеческого слуха (20 Гц), иначе низкочастотный отклик вашего усилителя будет слабым.

При F c 3,5 Гц значение нашего C1 составляет:

Конденсатор C1 находится непосредственно на пути входного сигнала, так что это повлияет на качество звука усилителя. Для лучшего звучания используйте полипропиленовую металлическую пленку или даже маслянный конденсатор.

Нижний предел полосы пропускания в петле ОС

Конденсаторы C3 и R4 образуют еще один фильтр верхних частот в контуре обратной связи:

Частота среза этого фильтра должна быть установлена в 3-5 раз ниже, чем частота среза входного фильтра верхних частот. Если частота среза будет выше чем у фильтра на входе, низкие частоты будут передаваться в фильтр контура обратной связи, которые находятся ниже его частоты среза. Это создаст постоянное напряжение на С3 появленное на инвертирующем входе и усилится как шум.

Несмотря на то что входной фильтр устанавливает нижний предел полосы пропускания усилителя, C3 по-прежнему влияет на низкие частоты. Меньшие значения C3 приведут к более мягким басам, а более высокие значения сделают низкие частоты более сильными.

Используйте эту формулу чтобы найти идеальное значение для C3:

Раннее уже рассчитали значения R2, R3, R4 и C1, поэтому C3 должен быть больше чем:

Будет трудно найти конденсатор на 68 мкФ, поэтому округлим до 100 мкФ. Давайте посмотрим какая частота среза будет с ним:

Теперь проверим будет ли 1,59 Гц в 3–5 раз ниже 3,5 Гц F c входного фильтра:

Это в 2,2 раза ниже, поэтому лучше выбрать конденсатор 220 мкФ. F c с конденсатором 220 мкФ составляет 0,72 Гц.

Таким образом, значение 220 мкФ для C3 устанавливает частоту среза петлевого фильтра обратной связи в 4,9 раза ниже, чем частота среза входного фильтра. Такой и будем использовать.

Верхний предел пропускной способности УНЧ

Детали R1, R3 и C2 формируют низкочастотный RC-фильтр на входе усилителя, который определяет верхний предел полосы пропускания УНЧ:

В фильтре нижних частот частоты выше среза отключены. Этот фильтр имеет две функции.

  1. Во-первых, он устанавливает верхний предел полосы пропускания усилителей,
  2. а во-вторых, он фильтрует высокочастотные радио- и электромагнитные помехи от входа.

Частота среза этого фильтра должна быть больше верхнего предела 20 кГц человеческого слуха. Она также должна быть ниже, чем любые частоты радиовещания, которые могут быть уловлены входными проводами.

Самая низкая частота радиовещания — AM на 550 кГц. Выберем частоту среза 350 кГц, которая значительно ниже 550 кГц и намного выше верхнего предела 20 кГц человеческого слуха.

Чтобы найти значение C2 с F c 350 кГц, изменим формулу частоты среза:

Ёмкость 227 пФ не является типовым значением конденсатора. А вот 220 пФ даст частоту среза 362 кГц, так что он будет отлично работать.

Цепь Зобеля

Цепь Зобеля помогает предотвратить колебание, которое может произойти от паразитной индукции акустических проводов. Она также действует как фильтр предотвращающий попадание радиопомех, вызванных проводами динамика, на инвертирующий вход через контур обратной связи.

C4 и R6 образуют цепь Зобеля на выходе усилителя:

Поскольку конденсаторы имеют очень низкое сопротивление на высоких частотах, радиочастоты замыкаются на землю через C4. R6 ограничивает ток высокой частоты, поэтому нет прямого короткого замыкания на землю, которое может превысить предел тока TDA2050. Относительно низкочастотный звуковой ток блокируется C4.

Частота среза может быть рассчитана с помощью уравнения:

Даташит дает значения для R6 = 10 Ом и C4 = 100 нФ, значит F c:

Частота 159 кГц выше предела 20 кГц человеческого слуха и значительно ниже радиочастот, поэтому эти значения будут работать нормально.

Если усилитель возбуждается, R6 будет передавать большие токи на землю, поэтому его мощность должна быть не менее 1 Вт. В идеале C4 должен представлять собой металлический пленочный конденсатор с низким ЭПС и номинальным напряжением, превышающим размах выходного напряжения.

Конденсаторы источника питания

C5 — C10 — это развязывающие конденсаторы блока питания. Они действуют как резервуар тока который может быть быстро подан на усилитель при необходимости. Для каждого плеча напряжения питания имеется свой набор развязывающих конденсаторов.

Конденсаторы с большим значением ёмкости (C9 и C10) обеспечивают резервный ток в течение длительных периодов низкочастотного выхода сигнала. Большие значения улучшат басовые характеристики усилителя.

Фильтрующие конденсаторы меньшего значения (C6 и C5) могут быстро подавать резервный ток в течение периодов интенсивного высокочастотного выхода сигнала. Они также фильтруют высокочастотный шум и электромагнитные помехи от источника питания.

Фильтрующие конденсаторы также компенсируют индуктивность и сопротивление проводов питания и цепей, ведущих к микросхеме. Индуктивность и сопротивление препятствуют протеканию тока, а поскольку основной источник питания находится относительно далеко от TDA2050, эффект может быть значительным. Расположение этих конденсаторов как можно ближе к контактам микросхемы максимизирует протекание тока к микросхеме.

Лучшие типы конденсаторов будут иметь меньшее эквивалентное последовательное сопротивление и эквивалентную последовательную индуктивность (ESL).

Подключение двух автомобильных усилителей

Теперь стоит продумать подключение 2х усилителей в авто к источнику звука, которым чаще всего является магнитола. При этом нельзя подключать их к выходным каскадам, а только к линейным выходам, это обеспечит более чистый звук и не приведёт к выходу из строя предварительного встроенного усилителя, рассчитанного на напряжение линейного выхода. В линейный выход RCA присоединяются провода с так называемыми тюльпанами на концах.

Самая простая схема подключения 2 усилителей в авто основывается на использовании специальных, приобретаемых отдельно разветвителей.

Использование скруток и снятие изоляции, крайне не рекомендуется, так как понижает помехоустойчивость системы. Для подключения двух устройств понадобиться два разветвителя, каждый из которых подключается на один канал и таким образом, одинаковую звуковую информацию подаёт на два усиливающих аппарата.

Достоинством этого способа является простота соединения и низкая стоимость разветвляющего звук переходника, она варьируется от 300 до 1500 руб, в зависимости от производителя. В итоге получается что два двух канальных усилителя воспроизводят информацию каждый на свои динамики. При этом один из них часто используют для сабвуфера. Достоинством такой схемы подключения является использование двух разных по мощности и характеристикам усилителей.

Второй способ соединения усилителей по мостовой схеме, возможен только при наличии двух абсолютно одинаковых усилителей.

Рекомендуем ознакомиться с приложеным видео, которое полностью раскрывает данную тему.

Как видите, подключение двух автомобильных усилителей и создание высококачественной системы звука процедура несложная, главное внимательно ознакомиться с инструкцией к нему и выполнить все выше перечисленные рекомендации.

Схема подключения усилителя

Подключение двухканального и четырёхканального усилителя

Данный раздел мы объединили, т. к. эти усилители имеют очень похожую схему подключения, даже можно сказать проще, четырёх канальный усилитель — это два двухканальных. Подключение двухканального усилителя мы рассматривать не будем, но если вы разберётесь как подключить четырёхканальный, то с подключением двухканального у вас не возникнет проблем. Большинство автолюбителей для своих инсталляций выбирают именно этот вариант, т. к. к данному усилителю можно подключить 4 колонки, или 2 колонки и сабвуфер. Давайте рассмотрим, подключение четырёх канального усилителя используя первый и второй варианты.

Как подключить два усилителя к одной магнитоле

Аппетит приходит во время еды. Так и с акустическими системами: процесс создания идеальной автомобильной акустической системы затягивает, стоит только раз прикоснуться к миру хорошего автомобильного звука. Рано или поздно владельцу автомобильной акустики приходит в голову мысль, что неплохо было бы подключить два усилителя к одной магнитоле. Когда сначала появляется мысль, а потом второй усилитель, то это еще, куда ни шло. Но беда в том, что обычно мысль тормозит, а усилитель (подарили, достался по случаю, поменял) – вот он, уже есть. Такой, какой достался – ведь дареному (найденному) коню в зубы не смотрят.

В завершение

Приведенные схемы можно использовать при изготовлении нового усилителя или же при модернизации уже существующих, в том числе и промышленного изготовления.

По сравнению с аналогичными по назначению устройствами для двухступенчатой подачи напряжения питания, приведенными в различных журналах, описанные здесь — самые простые.

Запуск усилителя по пунктам

Вначале нужно сказать про защитные резисторы. Смысл всех резисторов — снижать ток. В разные точки схемы включенные, они создают токи коллектора, входные, токи смещения и прочие. Включенные в разрыв питающих проводов, они снижают потребляемый схемой ток, или ограничивают его.

Зачем и кому это нужно

Это информация для тех наивных, кто пока не имеет второго усилителя, и даже еще не задумывался, зачем это нужно. Потому что, у того, кто внезапно стал обладателем второго усиливающего устройства, вопрос «зачем» уже не стоит. Как не стоит он и перед теми, кто уже задумался о необходимости приобретения.

Если подключить 2 усилителя к магнитоле, то можно получить следующие бонусы:

  1. Повысить качество звучания, разделив «пользователей» поканально. Подключение двух усилителей и использование кроссовера позволяет разделить выходящий сигнал отдельно на высокочастотные громкоговорители, отдельно на мидбасы (СЧ), и отдельно выделить «тыл» — низкочастные динамики или сабвуфер.
  2. Мостовое подключение 2 усилителей увеличивает выходную мощность на динамик. Здесь работает схема «один усилитель хорошо, а два – мощнее». Устраивая подключение усилителей мостовым способом, не забудьте подумать о дополнительном охлаждении устройств: увеличившаяся мощность увеличивает и нагрузку на прибор.

А как сделать?

Прежде чем задаваться вопросом, о том, как подключить 2 усилителя к 1 магнитоле, нужно, учитывая вышесказанное, определить, что важнее – более качественное звучание или мощный звук. Теоретически, мостовое соединение двух усилителей несколько ухудшает качество звучания. На практике, уловить значительное снижение качества сложно.

Инструкция по подключению

Необходимо правильно выбрать место установки перед тем, как подключить два усилителя к магнитоле. Они не должны располагаться вплотную друг к другу, поскольку эти устройства нагреваются во время работы. Оптимальный вариант — установка одного усилителя в авто под левое переднее сиденье, а второго — под правое.

Межблочный кабель, подключаемый от усилителя к одной магнитоле, прокладывается по полу кузова автомобиля с любой стороны или по потолку, а питательная проводка укладывается по другой стороне. Это поможет избежать помех. Подключение 2 усилителей к магнитоле с одним выходом может осуществляться с помощью разветвителей или без них, а также по мостовой схеме.

Необходимый комплект оборудования

Для подсоединения двух усилителей к магнитоле с линейными выходами потребуются:

  • соединительные кабели;
  • Y-образные разветвители для аудиосигнала с коннекторами RCA;
  • дополнительное реле дистанционного управления.

Толщина проводов питания, идущих до точки разветвления, должна быть не менее 4 мм.

Схема подключения

Перед началом работ по установке и подключению необходимо снять клеммы с автомобильного аккумулятора. Для подключения питания к усилителям надо соединить минусовые клеммы устройств с кузовом автомобиля. Точка подключения выбирается как можно ближе к устройству, чтобы сократить потери питания. Подсоединение положительного полюса осуществляется следующим образом.

Необходимо проложить провод от плюсовой клеммы аккумулятора к точкам установки усилителей. В его разрыв включается общий предохранитель номиналом не менее 35 А. Чтобы правильно разветвить плюсовой провод питания без существенных потерь тока, можно купить клемы.

При их отсутствии можно срастить кабели вручную. Для этого следует взять еще 2 отдельных провода. Каждый из них одним концом подключается к клеммам «плюс» усилков. Другие концы этих проводов скручиваются вместе с проводом, идущим от аккумулятора. Затем скрутка обжимается пассатижами и пропаивается для уменьшения сопротивления и повышения надежности. В заключение место присоединения проводов питания необходимо изолировать клейкой лентой или термоусадочной трубкой.

Для синхронного управления обоими усилителями нужно разветвить идущий оттуда провод голубого цвета с белой полосой.

Стоит учитывать, что не все магнитолы могут справляться с коммутацией двух усилителей. Если при включении такой аудиосистемы перегорает предохранитель головного устройства либо усилитель многократно включается и выключается, то надо поставить дополнительное реле. Его обмотка подключается к голубому с белой полосой проводу и массе. А контакты включаются в разрыв провода, идущего от АКБ или замка зажигания к клемме управления одного из усилков.

Следующий этап подключения — это подача сигнала от автомагнитолы. Для этого можно использовать разветвитель. Он имеет один вход и два выхода. Стоимость разветвителя невысока. Также внутри этого аксессуара есть фильтры, которые борются с помехами, и защитные предохранители.

На каждый стереоканал нужен свой разветвитель. Эти переходники ставятся как можно ближе к усилкам. После этого берется межблочный кабель и подключается к тюльпанам с выхода магнитолы и входу разветвителя. Для передачи аудиосигнала от разветвителя к усилкам берутся еще 4 кабеля с вилками RCA. Они присоединяются к гнездам в соответствии с их цветами.

Для подключения усилителей к магнитоле по мостовой схеме устройства должны быть идентичными друг другу по характеристикам. Мощность звука в этом случае станет более высокой и достаточной для раскачки сабвуфера. Чтобы соединить 2 усилителя по мостовой схеме, понадобится подать аудиосигнал с выхода магнитолы на первый из них. Вход другого устройства соединяется с массой. Выход правого канала первого усилителя соединяется с входом левого канала второго из них.

Свободные акустические выходы обоих усилителей подключаются к динамикам. Поскольку в этом случае сигнал подается только на один вход усилка, необходимо обеспечить смешивание стереосигналов с выхода магнитолы, используя соответствующий адаптер. Моноблок к ГУ с одной клеммой можно подключить коаксиальным кабелем, чтобы еще сильнее сократить уровень помех.

КАК ОТРЕГУЛИРОВАТЬ УСИЛИТЕЛЬ ЛАНЗАР

Усилитель мощности Ланзар имеет две базовых схемы — первая полностью на биполярных транранзисторах, вторая с использованием полевых в предпоследнем каскаде. Принципиальная схема усилителя ЛАНЗАР здесь приводится не будет — она лежит в архиве SPLAN 6, там же можно взять перечень деталей, необходимый для самостоятельной сборки данного усилителя мощности. Кстати, в архиве две схемы — одна традиионная, а вторая — с одной парой транзисторов оконечного каскада.

Рисунок 1. Извлечение списка элементов из чертежа SPLAN

На рисунке 2 приведена схема усилителя Ланзар, но выполненная в симмуляторе МС-8. Позиционные номера элементов не совпадают, поэтому на этой странице будет идти речь о схеме выполненной в МИКРОКАП, чтобы избежать путаницы.

Рисунок 2 Схема усилителя мощности ЛАНЗАР из симмулятора МС-8

Для примера возьмем напряжение питания равным ±60 В. Если монтаж выполнен правильно и нет не исправных деталей то получим карту напряжений, показанную на рисунке 3.

Рисунок 3.

Токи, протекающие через элементы усилителя мощности показаны на рисунке 4.

Рисунок 4.

Рассеиваемая мощность каждого элемента показана на рисунке 5 (на транзисторах Q5, Q6 рассеивается порядка 990 мВт, следовательно и корпусу TO-126, и корпусу TO-220 потребуется теплоотвод).

Рисунок 5

Для остальный популярных напряжений питания рисунки с картами напряжений приведены ниже в правой колонке. Карты начинаются с напряжения питания ±30В, поскольку при более низком напряжении использовать усилитель ЛАНЗАР слишком дорого — ну не расчитан он на мощностя менее 100 Вт. На рисунка зеленым выделены элементы подгоняющие режимы работы усилителя под данное напряжение питания. Цифра возле резистора Х3 обозначает процентное положение движка подстроечного резистора

КАРТЫ НАПРЯЖЕНИЙ

Uип ±30В Uип ±35В Uип ±40В Uип ±45В Uип ±50В Uип ±55В Uип ±60В Uип ±65В

Не последнее место в появлении повышенного THD играет собственный коф усиления усилителя мощности. Ниже на рисунке приведен уровень THD при популярном коф усиления в 26 дБ:

При собственном коф усиления 26 дБ уровень THD составляет 0,05%, однако снизив собственный ков усиления до 20 дБ уровень THD снижается до величины в 0,035%. Разумеется, что уровень входного сигнала тоже был увеличен, о чем свидетельствует одинаковое выходное напряжение (Внизу рисунка красная линия) дБ и при одинаковом выходном напряжении

Коф усиления зависит от отношения номиналов резисторов R25 и R13 и примерно может быть вычисленно по формуле Kу = (R25 / R13) + 1.

Рисунок 7. Карта напряжений усилителя мощности ЛАНЗАР

Рисунок 8. Карта токов усилителя мощности

Рисунок 9. Карта рассеиваемых мощностей усилителя

Несколько слов о о деталях и монтаже: Прежде всего следут обратить на правильность монтажа деталей, поскольку схема симметричная, то бывают довольно частыми ошибки. На рисунке 10 показано распложение деталей. Регулировка тока покоя (тока, протекающего через оконечные транзисторы при замкнутом на общий провод входе и компенсирующего вольт-амперную характеристику транзисторов) производится резистором Х1. При первом включении движок резистора должен находиться в верхенм по схеме положении, т.е. иметь максимальное сопротивление.

Ток покоя должен составлять 30…60 мА. Ставить выше не имеет мысла — ни приборы, ни на слух ощутимых изменений не происходит. Для установки тока покоя производится измерение напряжения на любом из эмиттерных резисторов оконечного каскада и выставляется в соответствии с таблицей:

НАПРЯЖЕНИЕ НА ВЫВОДАХ ЭМИТТЕРНОГО РЕЗИСТОРА , ВСЛИШКОМ МАЛЕНЬКИЙ ТОК ПОКОЯ, ВОЗМОЖНЫ ИСКАЖЕНИЯ «СТУПЕНЬКА», НОРМАЛЬНЫЙ ТОК ПОКОЯ, ВЕЛИКОВАТ ТОК ПОКОЯ — ЛИШНИЙ НАГРЕВ, ЕСЛИ ЭТО НЕ ПОПЫТКА СОЗДАТЬ КЛАСС «А», ТО ЭТО АВАРИЙНЫЙ ТОК.
ТОК ПОКОЯ ОДНОЙ ПАРЫ ОКОНЕЧНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ, мА
0,22 Ома 0,33 Ома 0,47 Ом
0,01 45 30 21
0,02 91 60 43
0,03 136 91 64
0,04 182 121 85
0,05 227 152 106
0,1 0,45 А
0,3 А
0,2 А
0,2 0,91 А 0,6 А
0,4 А
РАСШИРЕННЫЙ ВАРИАНТ ЭТОЙ ТАБЛИЦЫ НА СТРАНИЦЕ АУДИОСПРАВОЧНИКА

Рисунок 10 Расположение деталей на плате усилителя мощности. Показаны места, где возникают наиболее часто ошибки монтажа.

Поднимался вопрос о целесообразности использования в эмиттерных цепях оконечных транзисторов керамических резисторов. Можно использовать и МЛТ-2, по два штуки, включенных параллельно с номиналом 0,47…0,68 Ома. Однако вносимые керамическими резисторами искажения слишком малы, а вот тот факт, что они обрывные — при перегрузке они обрываются, т.е. их сопротивление становиться бесконечным, что довольно часто приводит к спасению оконечных транзисторов в критических ситуациях. Площадь радиатора зависит от условий охлаждения, на рисунке 11 показан один из вариантов, крепить силовые транзисторы к теплоотводу необходимо через изоляционные прокладки

. Лучше использовать слюду, поскольку она обладает довольно маленьким тепловым сопротивлением. Один из вариантов крепления транзисторов пказан нарисунке 12.

Рисунок 11 Один из вариантов радиатора для мощности 300 Вт при условии хорошей вентиляции

Рисунок 12 Один из вариантов крепления транзисторов усилителя мощности к радиатору. Необходимо использовать изоляционные прокладки.

Перед монтажом силовых транзисторов, а так же в случае подозрений на их пробой, силовые транзисторы проверяются тестером. Предел на тестере устанавливается на проверку диодов (рис 13).

Рисунок 13 Проверка оконечных транзисторов усилителя перед монтажом и в случае подозрений на пробой транзисторов после критических ситуаций.

Стоит ли подбирать транзисторы по коф. усиления?

Споров на эту тему довольно много и идея подбора элементов тянеться еще с глубоких семидесятых годов, когда качество элементной базы оставляло желать лучшего. На сегодня завод изготовитель гарантирует разброс параметров между транзисторами одной партии не более 2%, что уже само по себе говорит о хорошем качестве элементов. Кроме этого, учитывая то, что оконечные транзисторы 2SA1943 — 2SC5200 прочно обосновались в звукотехнике завод изготовитель начал выпус парных транзисторов, т.е. транзисторы и прямой, и обратной проводимости уже имеют одинаковые параметры, т.е. разницу не боле 2% (рис 14). К сожалению такие пары не всегда встречаютсяв продаже, тем не менее несколько раз нам доводилось покупать «близнецов». Однако даже имея разборос по коф. усиления между транзисторами прямой и обратной проводимости необходимо лишь следить за тем, чтобы транзисторы одной структуры были одной партии, поскольку включены они параллельно и разброс по h21 может вызывать перегрузку одного из транзисторов ( у которого этот параметр выше) и как следствие — перегрев и выход из строя. Ну а разброс между транзисторами для положительной и отрицательной полуволн вполне компенсируется отрицательной обратной связью.

Рисунок 14 Транзисторы разной структуры, но одной партии.

Тоже самое относиться и к транзисторам дифкаскада — если они одной партии, т.е. куплены одновременно в одном месте, то шанс на то, что разница в параметрах будет более 5 % ОЧЕНЬ малы. Лично нам больше нравяться транзисторы 2N5551 — 2N5401 фирмы ФАИРЧАЛЬД, однако и ST звучат вполне достойно. А вот транзисторы последнего каскада усилителя напряжения пожалуй имеет смысл подобрать. Точнее ВЫБРАТЬ

. Подобрать с одинаковым коф усиления получится, если ОЧЕНЬ сильно постараться, однако такого количества транзисторов у продавца может попросту не оказаться. Поэтому из того что есть ВЫБИРАЕМ транзисторы с максимальным коф усиления. Это заметно снижает THD.

КУПИТЬ ТРАНЗИСТОРЫ ДЛЯ УСИЛИТЕЛЯ ЛАНЗАР
2N5551 + 2N5401 2SA1930 + 2SC5171
BD139 + BD140 MJE15033 + MJE15032
2SB649A + 2SD669A IRF640 + IRF9640
2SC4793 + 2SA1837 2SC5200 + 2SA1943

Однако это усилитель собирают и на отечественной элементной базе. Это вполне реально, однако давайте поправку на то, что у купленных КТ817 и найденных на полках у себя в мастерской, купленных еще в 90-х года параметры будут отличаться довольно сильно. Поэтому тут лучше все таки воспользаваться имеющимся почти во всех цифровых тестреах измерителем h21. Правда эта примочка в тестере показываетправду лишь для транзисторов малой мощности. Подбирать при ее помощи транзисторы оконечного каскада будет не совсм правильно, поскольку h21 зависит еще и от протекаемого тока. Именно поэому для отбраковки силовых транзисторов уже делают отдельные проверочные стенды. с регулируемых токо коллектора проверяемого транзистора (рис 15). Градуировка постоянного прибора для отбраковки транзисторов производиться таким образом, чтобы микроамперметр при токе коллектора 1 А отклонялся на половину шкалы, а при токе 2 А — полностью. Собирая усилитель только себе стенд можно и не делать, достаточно двух мультиметров с пределом измерения тока не менее 5 А. Для произведения отбраковки следует взять любой транзистор из отбраковываемой партии и переменным резистором выставить ток коллектора равным 0,4…0,6 А для транзисторов предпоследнего каскада и 1…1,3 А для транзисторов оконечного каскада. Ну а далее все просто — к клемам подключаются транзисторы и по показаниям амперметра, включенного в коллектор выбираются транзисторы с одинаковыми показаниями, не забывая поглядывать на показания амперметра в базовой цепи — они тоже должны быть похожими. Разброс в 5 % вполне приемлем, для стрелочных индикаторов на шкале можно сделать метки «зеленого коридора» во время градуировки. Следует заметить, что подобные токи вызывают не плохой нагрев кристала транзистора, а учитывая то, что он без теплоотвода длительность замеров не следует растягивать во времени — кнопку SB1 удерживать в нажатом состоянии более чем 1…1,5 сек не следует. Подобная отбраковка прежде всего позвлит отобрать транзисторы с реально похожим коф усиления, а проверка мощных транзисторов цифровым мультиметром есть лишь проверка для успокоения совести — в режиме микротоков у мощных транзисторов коф усиления более 500 и даже небольшой разброс при проверке мультиметром в режимах реальных токов может оказаться огромным. Другими словами — проверяя коф усиления мощного транзистора показанаия мультиметра есть не что иное как абстрактная величина, не имеющая ни чего общего с коф усиления транзистора через переход коллектор-эмиттер протекат хотя бы 0,5 А.

Рисунок 15 Отбраковка мощных транзисторов по коф усиления.

Проходные конденсаторы С1-С3, С9-С11 имеют не совсем типовое включение, по сравнению с заводскими аналогами усилителей. Связанно это с тем, что при таком включении получается не полярный конденсатор довольно большой емкости, а использование плленочного конденсатора на 1 мкФ компенсирует не совсем корректную работу электролитов на высоких частотах. Другими словами эта реализация позволила получить более приятный звук усилителя, по сравнению с одним элетролитом или одним пленочным конденсатором. В старых версиях Ланзар вместо диодов VD3, VD4 использовались резисторы на 10 Ом. Смена элементной базы позволила немного улучшить работу на пиках сигнала. Для более подробного рассмотрения этого вопроса обратимся . В схеме смоделирован не идеальный источник питания, а более приблежонный к реальному, имеющему свое сопротивление (R30, R31). При воспроизведении синусоидального сигнала напряжение на шинах питания будет иметь вид, показанный на рисунке 16. В данном случае емкость конденсаторов фильтра питания составляет 4700 мкФ, что несколько маловато. Для нормальной работы усилителя емкость конденсаторов питания должна составлять не менее 10000 мкФ на один канал, можно и больше, но существенной разницы уже не заметно. Но вернемся к рисунку 16. Синией линией показано напряжение непосредственно на коллекторах транзисторов оконечного каскада, а красной линией — напряжение питания усилителя напряжения в случае использования резисторов вместо VD3, VD4. Как видно из рисунка напряжение питания оконечного каскада просело с 60 В и распологается между 58,3 В в паузе и 55,7 В на пике синусоидального сигнала. Благодарая тому, что конденсатор С14 не только заражается через развязывающий диод, но и разряжается на пиках сигнала напряжение питания усилителя напряжение приобретает вид красной линии на рисунке 16 и колебается от 56 В до 57,5 В, т.е имеет размах порядка 1,5 В.

Рисунок 16 форма напряжения при использовании развязывающих резисторов.

Рисунок 17 Форма напряжений питания на оконечных транзисторах и усилителе напряжения

Заменив резисторы на диоды VD3 и VD4 мы получаем напряжения, представленные на рисунке 17. Как видно из рисунка амплитуда пульсаций на коллекторах оконечных транзисторах почти не изменилась, а вот напряжение питания усилителя напряжения приобрело совсем другой вид. Прежде всего амплитуда уменьшилась с 1,5 В до 1 В, а так же в тот момент когда проходит пик сигнала напряжение питания УН проседает лишь до половины амплитуды, т.е. примерно на 0,5 В, в то время как при использовании резистора напряжение на пике сигнала проседает 1,2 В. Другими словами — простой заменой резисторов на диоды удалось уменьшить пульсации питания в усилителе напряжения в 2 с лишним раза. Однако это теоритические выкладки. На практике эта замена позволяет получить «халявных» 4-5 Ватт, поскольку клиппинг усилителя наступает при более высоком выходном напряжении и уменьшает искажения на пиках сигнала. После сборки усилителя и регулировки тока покоя следует убедиться в отсутствии постоянного напряжения на выходе усилителя мощности. Если оно выше 0,1 В, то это уже однозначно требует корректировки режимов работы усилителя. В данном случае наиболее простым способом является подбор «подпирающего» резистора R1. Для наглядности приведем несколько вариантов этого номинала и покажем иземения постоянного напряжения на выходе усилителя на рисунке 18.

Рисунок 18 Изменение постоянного напряжения на выходе усилителя в зависимости от номана R1

Не смотря на то, что на симмуляторе оптимальное постоянное напряжение получилось лишь при R1 равным 8,2 кОм в реальных усилителях этот номинал составляет 15 кОм…27 кОм, в зависимости какого производителя используются транзисторы дифкаскада VT1-VT4. Пожалуй стоит сказать несколько слов об отличиях усилителей мощности полностью на биполярных транзисторах и с использованием полевиков в предпоследнем каскаде. Прежде всего при использовании полевых транзисторов ОЧЕНЬ сильно разгружается выходной каскад усилителя напряжения, поскольку затворы полевых транзисторов практически не имеют активного сопротивления — только емкость затвора является нагрузкой. В этом варианте схемотехника усилителя начинает наступать на пятки усилителям класса А, поскольку во всем диапазоне выходных мощностей ток протекающий через выходной каскад усилителя напряжения почти не изменятеся. Увеличение тока покоя предпоследнего каскада, работающего на плавающую нагрузку R18 и базы эмиттерных повторителей мощных транзисторов тоже меняется в небольших пределах, что в итоге привело к довольно заметному снижению THD. Однако в этой бочке меда есть и ложка дегтя — снизился КПД усилителя и уменьшилась выходная мощность усилителя, за счет необходимости подавать на затворы полевиков напряжение более 4 В для их открытия (для биполярного транзистора этот параметр составляет 0,6…0,7 В). На рисунке 19 показан пик синусоидального сигнала усилителя, выполненого на биполярных транзистора (синяя линия) и полевиках (красная линия) при максимальной амплитуде выходного сиганала.

Рисунок 19 Изменение амплитуды выходного сигнала при использовании разной элементной базы в усилителе.

Другими словами снижение THD заменой полевых транзисторов приводит к «недополучению» примерно 30 Вт, а уменьшение уровня THD примерно в 2 раза, так что именно ставить уже решать каждому персонально. Так же следует помнить, что уровень THD зависит и от собственного коф усиления усилителя. В данном усилителе коф усиления зависит от номиналов резисторов R25 и R13

(при используемых номиналах коф усиления составляет почти 27 дБ). Расчитать коф усиления в дБ можно по формуле Ku =20 lg R25 / (R13 +1), где R13 и R25 — сопротивление в Омах, 20 — множитель, lg — десятичный логарифм. Если необходимо расчитать коф усиления в разах, то формула приобретает вид Ku = R25 / (R13 + 1). Этот расчет бывает необходим при изготовлении предварительного усилителя и вычисления амплитуды выходного сигнала в вольтах, чтобы исключить работу усилителя мощности в режиме жесткого клиппинга. Снижение собственного коф. усиления до 21 дБ (R13 = 910 Ом) приводит к снижению уровня THD примерно в 1,7 раза при той же амплитуде выходного сигнала (увеличена амплитуда входного напряжения).

Ну а теперь несколько слов о самых популярных ошибках при сборке усилителя ЛАНЗАР самостоятельно. Одной из самых популярных ошибок является монтаж стабилитронов на 15 В не правильной полярностью, т.е. эти элементы работают не в режиме стабилизации напряжения, а как обычные диоды. Как правило такая ошибка вызывает появление на выходе постоянного напряжения, причем полярность может быть как положительной, так и отрицательной (чаще отрицательной). Величина напряжения базируется между 15 и 30 В. При этом ни один элемент не греется. На рисунке 20 показана карта напряжений при не правильном монтаже стабилитронов, которую выдал симмулятор. Ошибочный элементы выделены зеленым цветом.

Рисунок 20 Карта напряжений усилителя мощности с неправильно запаянными стабилитронами.

Следующей популярной ошибкой является монтаж транзисторов «вверх ногами», т.е. когда путают коллектор и эмиттер местами. В этом случае так же наблюдается постоянное напряжение, отсутствие каких либо признаков жизни. Правда обратное включение транзисторов дифкаскада может привести к выходу их из строя, ну а дальше как повезет. Карта напряжений при «перевернутом» включении показан на рисунке 21.

Рисунок 21 Карта напряжений при «перевернутом» включении транзисторов дифкаскада.

Довольно часто транзисторы 2N5551 и 2N5401 путают местами, причем могут попутать так же и эмиттер с коллектором. На рисунке 22 показана карта напряжений усилителя при «правильном» монтаже попутанных местами транзисторов, а на рисунке 23 — транзисторы не только поменяны местами, но и перевернуты.

Рисунок 22 Транзисторы дифкаскада попутаны местами.

Рисунок 23 Транзисторы дифкаскада попутаны местами, кроме этого попутаны местами коллектор и эмиттер.

Если попутаны местами транзисторы, а эмиттер-коллектор запаяны правильно, то на выходе усилителя наблюдается небольшое постоянное напряжение, регулируется ток покоя окнечных транзисторов, но звук либо отсутствует полностью, либо на уровне «кажется он играет». Перед монтажом на плату запаянных таким образом тразисторов их следует проверить на работоспособность. Если транзисторы поменяны местами, да еще и поменяны местами эмиттер-коллектор, то тут ситуация уже довольно критическая, поскольку в этом варианте для транзисторов дифкаскада полярность приложенного напряжения является правильной, а вот рабочие режимы нарушены. В этом варианте наблюдается сильный нагрев оконечных транзисторов (протекающий через них ток равен 2-4 А), небольшое постоянное напряжение на выходе и едва слышный звук. Попутать цоколевку транзисторов последнего каскада усилителя напряжения довольно проблематично, при использовании транзисторов в корпусе ТО-220, а вот транзисторы в корпусе ТО-126 довольно часто впаивают «вверх ногами», меняя местами коллектор и эмиттер. В этом варианте наблюдается сильно искаженный выходной сигнал, плохая регулировка тока покоя, отсутствие нагрева транзисторов последнего каскада усилителя напряжения. Более подробная карта напряжения для этого варианта монтажа усилителя мощности показана на рисунке 24.

Рисунок 24 Транзисторы последнего каскада усилителя напряжения запаяны «вверх ногами».

Иногда путают местами транзисторы последнего каскада усилителя напряжения. В этом случае наблюдается небольшое постоянное напряжение на выходе усилителя, звук если и есть, то очень слабый и с огромными искажениями, ток покоя регулируется только в сторону увеличения. Карта напряжений усилителя с такой ошибкой показана на рисунке 25.

Рисунок 25 Ошибочный монтаж транзисторов последнего каскада усилителя напряжения.

Предпоследний каскад и оконечные транзисторы в усилителе местами путают слишком редко, поэтому этот вариант расматриваться не будет. Иногда усилитель выходит из строя, самые частые причины для этого перегрев оконечных тразисторов или перегрузка. Недостаточная площадь теплоотвода или плохой тепловой контакт фланцев транзисторов может привести к нагреву кристалла оконечных транзисторов до температуры механического разрушения. Поэтому до полного ввода усилителя мощности в эксплуатацию необходимо убедиться в том, что винты или саморезы, крепящие оконечники к радиатору затануты полностью, изолирующиепрокладки между фланцами транзисторов и теплоотводом имеет хорошую смазку термопастой (рекомендуем старую, добрую КПТ-8), а так же размер прокладок больше размера транзистора минимум на 3 мм с каждой стороны. Если недостаточна площадь теплоотвода, а другого попросту нет, то можно воспользоваться вентиляторами на 12 В, которые используются в компьютерной технике. Если собранный усилитель планируется для работы только на мощностях выше средней (кафе, бары и т.д.) то куллер можно влючить на непрерывную работу, поскольку его все равно не будет слышно. Если же усилитель собран для домашенго использования и будет эксплуатироваться и на малых мощностях, то работу куллера уже будет слышно, а необходимость в охлаждении отпадает — радиатор почти не греется. Для таких режимо работы лучше испозовать управляемык куллеры. Решить проблему выхода из строя окнечных транзисторов можно либо установкой дополнительной защиты от перегрузки, либо аккуратным монтажом проводов идущих на акустическую систему (например использовать для подключения АС к усилителю автомобильных безкислородных проводов, которые кроме уменьшеного активного сопротивления имеют повышенную крепость изоляции, устойчивую к ударам и температуре). Для примера рассмотрим несколько варианов выхода из строя оконечных транзисторов. На рисунке 26 показана карта напряжений в случае выхода обратных оконечных транзисторов (2SC5200) на обрыв, т.е. переходы отгорели и имеют максимально возможное сопротивление. В этом случае усилитель сохраняет рабочие режимы, на выходе сохраняется напряжение близкое в нулю, но вот качество звука однозначно желает лучше, поскольку воспроизводится только одна полуволна синусоиды — отрицательная (рис 27). Тоже самое будет при обрыве прямых оконечных транзисторов (2SA1943), только воспроизводится будет положительная полуволна.

Рисунок 26 Обратные оконечные транзисторы выгорели до обрыва.

Рисунок 27 Сигнал на выходе усилителя в случае, когда транзисторы 2SC5200 отгорели полностью

На рисунке 27 — карта напряжений в ситуации, когда оконечники вышли из строя и имеют максимально низкое сопротивление, т.е. закорочены. Этот вариант неисправности загоняет усилитель в ОЧЕНЬ жесткие условия и дальнейшие горение усилителя ограничивает только источник питания, поскольку потребляемый в этот момент ток может превысить 40 А. Оставшиеся в живых детали мгновенно набирают температуру, в том плече, где транзисторы еще исправны напряжение немного больше, чем в том, где собственно произошло замыкание на шину питания. Однако именно эта ситуация относиться к наиболее легкой диагностике — достаотчно до включения усилителя проверит мультиметром сопротивление переходов между собой, даже не выпаивая их из усилителя. Предел измерения, установленного на мультиметре — ПРОВЕРКА ДИОДОВ или ЗВУКОВАЯ ПРОЗВОНКА. Как правило выгоревшие транзисторы показывают сопротивление между переходами в диапазоне от 3 до 10 Ом.

Рисунок 27 Карта напряжений усилителя мощности в случае перегорания оконечных транзисторов(2SC5200) на короткое замыкание

Усилитель поведет себя точно так же в случае пробоя предпоследнего каскада — при отгороани выводов будет воспроизводиться только одна полуволна синусоиды, при коротком замыкании переходов — огромное потребление и нагрев. При перегреве, когда считают, что радиатор на транзисторы последнего каскада усилителя напряжения не нужен (транзисторы VT5, VT6) они могут так же выйти из строя, причем как уйти на обрыв, так и на короткое замыкание. В случае отгорания переходов VT5 и бесконечно большого сопротивления переходов возникает ситуация, когда поддерживать ноль на выходе усилителя не чем, а приоткрытые оконечные транзисторы 2SA1943 потянут напряжение на выходе усилителя к минусу напряжения питания. Если нагрузка подключена, то величина постоянного напряжения будет зависеть от установленного тока покоя — чем он выше, тем будет больше величина отрицательного напряжения на выходе усилителя. Если нагрузка не подключена, то на выходе будет напряжение очень близкое по величине к минусовой шине питания (рис 28).

Рисунок 28 Транзистор усилителя напряжения VT5 «оборвался».

Если же транзистор в последнем каскаде усилителя напряжения VT5 вышел из строя и его переходы замкнулись, то при подключенной нагрузке на выходе будет довольно большое постоянное напряжение и ппротекающий через нагрузку постоянный ток, порядка 2-4 А. Если же нагрузка отключена, то напряжение на выходе усилителя будет почти равно положительной шине питания (рис. 29).

Рисунок 29 Транзистор усилителя напряжения VT5 «замкнулся».

На последок осталось только предложить несколько осцилограмм в наиболее координальных точках усилителя:

Напряжение на базах транзисторов дифкаскада при входном напряжении 2,2 В. Синия линия — базы VT1-VT2, красная линия — базы VT3-VT4. Как видно из рисунка и амплитудат и фаза сигнала практически совпадают.

Напряжение в точке соединения резисторов R8 и R11 (синяя линия) и в точке соединения резисторов R9 и R12 (красная линия). Входное напряжение 2,2 В.

Напряжение на коллекторах VT1 (красная линия), VT2 (зеленая), а так же на верхенм выводе R7 (синяя) и нижнем выводе R10 (сиреневая). ПРовал напряжения вызван рабтой на нагрузку и небольшим уменьшением питающего напряжения.

Напряжение на коллекторах VT5 (синим) и VT6 (красным. Входное напряжение уменьшено до 0,2 В, чтобы было наглядней видно, по по постоянному напряжению имеется разница примерно в 2,5 В

Осталось лишь пояснить на счет блока питания. Прежде всего мощность сетевого трансформатора для усилителя мощности в 300 Вт должна быть не менее 220-250 Вт и этого будет достаточно для воспроизведения даже очень жестких композиций. Более подробно о мощности блока питания для усилителей мощности можно ПОСМОТРЕТЬ ЗДЕСЬ. Другими словами, если у вас есть трансформатор от лампового цветного телевизора, то это ИДЕАЛЬНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР для одного канала усилителя позволяющего без проблем воспроизводить музыкальные композиции мощностью до 300-320 Вт. Емкость конденсаторов фильтра блока питания должна быть не менее 10 000 мкФ на плечо, оптимально 15 000 мкФ. При использовании емкостей выше указанного номинала Вы попросту увеличиваете стоимость конструкции без какого либо заметного улучшения качества звука. Не следует забывать, что при использовании таких больших емкостей и напряжении питания выше 50 В на плечо мгновенные токи уже критически огромны, поэтому настоятельно рекомендуется использовать ситемы софт-старта. Прежде всего настоятельно рекомендутеся перед сборкой какого либо усилителя скачать на ВСЕ полупроводниковые элементы описания заводов производителей (даташиты). Это даст возможность ознакомиться с элементной базой поближе и в случае отсутствия в продаже какого либо элемента найти ему замену. Кроме этого у вас будет под рукой правильная цоколевка транзисторов, что значительно увеличит шансы на правильный монтаж. Особо ленивым предлагается ОЧЕНЬ внимаетльно ознакомиться хотя бы с расположением выводов транзисторов, используемых в усилителе:

усилитель мощности принципиальная схема усилителя мощности Ланзар описание работы рекомендации по сборке и регулировки
2N5551 — 2N5401 КОРПУС ТО-126
Э Б К Э К Б KSE340-KSE350 Э К Б 2SB649-2SD669 Э К Б BD135; BD137
КОРПУС ТО-3 (2-21F1A)
Б К Э 2SA1837-2SC4793 Б К Э 2SA1930-2SC5171 З И С IRF640 — IRF9640 Б К Э 2SA1943-2SC5200 Б К Э 2SA1987-2SC5359

Ну вот собственно и весь усилитель. Хотя нет… Не весь… Для желающих разобраться в схемотехнике данного усилителя есть подробнейшие описание на эту тему. Тем же кому не нравятся предложенные печатные платы можно собрать данный усилитель в двух этажном варианте и тогда ЛАНЗАР будет выглядеть так:

Данный вариант печатной платы () отличается от базового наличием буферного усилителя на ОУ и защиты от перегрузки. На последок осталось добавить, что далеко не всем требуется мощность 200-300 Вт, поэтому печатная плата была переработана под одну пару оконечных танзисторов. Данный файл выполнен одним из посетителей форума сайта «ПАЯЛЬНИК» в программе СПРИНТ-ЛАЙОУТ-5 ().

Подробно о том, какой мощности нужен блок питания для усилителя мощности можно помотреть на видео ниже. Для примера взят усилитель STONECOLD, однако данный замер дает понимание тог, что мощность сетевого трансформатора может быть меньше мощности усилителя примерно на 30%.
Адрес администрации сайта

Сложности и решения

Потребляемый ток аудиосистемы, состоящей из 2 усилителей, возрастает в 2 раза и более. В этом случае генератор и аккумулятор могут не справиться с такой нагрузкой. Батарея будет преждевременно разряжаться, а напряжение в бортовой сети автомобиля во время прослушивания музыки может быть ниже нормы на заведенном моторе.

На большой громкости могут проявляться искажения звука.

Чтобы справиться с этой сложностью, надо поставить более емкий аккумулятор и более мощный генератор. Емкость новой АКБ должна быть на 5…15 А*ч больше, чем у штатной, а ток отдачи генератора — на 10…30 А. Также можно поставить специальный конденсатор, который защитит от просадки напряжения питания усилителей. В момент наименьшего потребления он заряжается, а когда нагрузка увеличивается, — разряжается, поддерживая напряжение почти неизменным.

Если отсутствует звук в динамиках, подключенных к одному из усилителей, то проблема может быть связана с неправильным или ненадежным подключением питания или сигнала с автомагнитолы. Необходимо внимательно проверить все соединения. Корпуса устройств не должны соприкасаться с кузовом автомобиля, чтобы не появлялись контуры заземления, которые приведут к возникновению шумов и помех.

Неинвертирующий усилитель

Неинвертирующий усилитель характеризуется тем, что входной сигнал поступает на неинвертирующий вход операционного усилителя. Данная схема включения изображена ниже

Схема включения неинвертирующего усилителя.

Работа данной схемы объясняется следующим образом, с учётом характеристик идеального ОУ. Сигнала поступает на усилитель с бесконечным входным сопротивлением, а напряжение на неинвертирующем входе имеет такое же значение, как и на инвертирующем входе. Ток на выходе операционного усилителя создает на резисторе R2 напряжение, равное входному напряжению.

Таким образом, основные параметры данной схемы описываются следующим соотношением

Отсюда выводится соотношение для коэффициента усиления неинвертирующего усилителя

Таким образом, можно сделать вывод, что на коэффициент усиления влияют только номиналы пассивных компонентов.

Необходимо отметить особый случай, когда сопротивление резистора R2 намного больше R1 (R2 >> R1), тогда коэффициент усиления будет стремиться к единице. В этом случае схема неинвертирующего усилителя превращается в аналоговый буфер или операционный повторитель с единичным коэффициентом передачи, очень большим входным сопротивлением и практически нулевым выходным сопротивлением. Что обеспечивает эффективную развязку входа и выхода.

Как подключить 2 усилителя к магнитоле с 1 или 2 RCA-выходами в авто и схема подсоединения

Для улучшения звучания в акустической системе используются усилительные блоки. В машинах возможно применение пары изделий — 1-й устанавливается для поддержки низкочастотного динамика, а второй — для остальной акустики. Используя дополнительные кабели, владелец автомобиля может подключить 2 усилителя к магнитоле с 2 RCA-разъемами.

Необходимые инструменты и материалы

Перед тем как подключить два усилителя к магнитоле, потребуется подготовить:

  • акустические кабели необходимой длины;
  • медные шнуры для подсоединения к ботовой сети автомобиля;
  • специальные коннекторы для разделения сигнала (Y-образные);
  • инструмент для удаления изоляции;
  • набор отверток и гаечных ключей;
  • кронштейны для крепления усилительных блоков в салоне;
  • дополнительные монтажные приспособления (в зависимости от конструкции автомобиля).

Как подключить активные колонки 5.1 к компьютеру?

Прежде чем приступить к подключению колонок к компьютеру, необходимо внимательно изучить возможности аудиокарты. Для этого следует разобраться, сколько присутствует входов у звуковой карты вашего ПК. Узнав количество “гнезд” у компьютера, можно осуществлять подключение. При подсоединении колонок 5.1 придется задействовать несколько гнезд.

Как подключить старые активные колонки к компьютеру без усилителя:

  • Выбираем кабель зеленого цвета от колонок, который является сигнальным.
  • Подключаем его в разъем аудиовыхода, который находится на задней плоскости системного блока и имеющий точно такой же зеленый оттенок.
  • Включаем компьютер.
  • Включаем колонки в сеть и проверяем звук.

Важно! Если в колонках отсутствуют звуковые рычаги, то следует на панели управления отыскать подраздел, который отвечает за аудиоустройства и звуки.

  • После этого включаем “звук”.
  • Уже в панели регулируем громкость.

Как подключить

Усилительные блоки построены на основе транзисторов, при работе оборудование нагревается, поэтому требуется обеспечить вентиляцию корпуса. Изделия размещаются в горизонтальном положении под сидением пассажира и в багажном отделении. Запрещается монтировать блоки один над другим или закрывать вентиляционные решетки обшивками пола или салона автомобиля.

Схема подключения двух усилителей (независимо от типа) предусматривает выведение кабелей питания к аккумулятору, установленному в машине под капотом или в багажнике (зависит от модели транспортного средства). Для коммутации применяется медный многожильный кабель, сечение подбирается в зависимости от длины и силы тока (по таблицам). Отрицательный сигнал владелец автомобиля подключает к минусовой клемме батареи, допускается подключение к , приваренным к кузову.

Ты водитель автомобиля?! Тогда ты сможешь пройти этот простейший тест и узнать . Перейти к тесту »

Кабели питания проводятся через салон автомобиля в каналах, предназначенных для укладки штатной проводки. В моторном отсеке следует контролировать положение шнуров, не допуская контакта с элементами выхлопной системы и с подвижными ремнями привода вспомогательных агрегатов. Место соединения кабеля с клеммой батареи рекомендуется закрыть защитным чехлом, предотвращающим попадание влаги на узел.

Если предполагается подключение 2 усилителей, то в цепь питания вводится специальный конденсатор, сглаживающий скачки напряжения при работе устройств. Между накопительным блоком и положительной клеммой вводится предохранитель, номинал которого на 10-15% превышает характеристики штатных плавких вставок. При выборе защитного элемента следует учитывать методику соединения цепей питания. Часть владельцев применяет отдельные цепи питания с индивидуальными конденсаторами и предохранителями для каждого усилительного устройства.

Для обеспечения равномерной трансляции звука требуется разделить сигнал, подаваемый через кабель REM магнитолы. Кабель подводится к разъему первого блока, а затем монтируется перемычка, подающая сигнал на второе устройство. Затем требуется соединить оборудование с магнитолой, для подсоединения к автомобильным усилителям прокладываются специальные акустические кабели, конфигурация которых зависит от числа RCA-разъемов. Шнуры прокладываются к месту установки усилительного устройства под обшивками салона.

Для подсоединения 2 усилителей рекомендуется использовать головное устройство с 3 парами линейных выходов. Для коммутации первого блока задействованы 4 разъема, оставшаяся пара выводится на устройство, соединенное с низкочастотным громкоговорителем. При меньшем количестве линейных выходов требуется соединять усилители по последовательной методике или применять коммутационные шнуры с разветвителями.

Последовательное подключение

Последовательная схема применяется при установке усилительных устройств идентичного типа. Перед началом работы следует убедиться в возможности совместной эксплуатации изделий, поскольку при установке несовместимого оборудования возможно повреждение электронных компонентов блоков. Если в инструкции нет упоминания о способности усилителя работать по мостовой схеме, то соединять узлы по последовательной схеме не рекомендуется.

На устройствах типа моноблок применены парные отрицательные и положительные выходы на громкоговорители, которые соединяются внутри перемычкой. Применение 2 клемм позволяет установить кабели с увеличенным сечением и улучшенным экранированием. Для последовательной коммутации (или мостовой) потребуется соединить минусовые клеммы отрезками кабеля.

В полученной схеме один усилительный блок используется для подсоединения положительных сигнальных кабелей от акустики, а второй — для отрицательных. Конструкция позволяет установить два саба к усилителям или использовать низкочастотный динамик с двойной катушкой, оборудованный парными минусовыми и плюсовыми кабелями. На оборудовании предусмотрены переключатели, позволяющие выбрать главное и ведомое устройство (Master и Slave соответственно).

Затем к основному блоку необходимо подсоединить линейные выходы головного устройства (при помощи акустических кабелей). На моноблоках предусмотрен еще один разъем, расположенный около переключателя режима работы. Изделия соединяются между собой коротким кабелем. Пользователь производит настройку только усилителя, работающего в режиме Master, второй блок в корректировке рабочих параметров не нуждается.

Параллельное подключение

Преимуществом параллельной схемы коммутации является возможность использования оборудования разных моделей с различными техническими характеристиками. Оборудование соединяется с линейными выходами, расположенными на тыловой части магнитолы. Для подключения дополнительного усилителя к одной магнитоле, оборудованной парой линейных выходов, допускается использовать разветвители, которые разделяют сигнал на 2 устройства. Плюсом схемы является низкая стоимость разветвителей и простота установки дополнительных элементов.

Между собой блоки не коммутируются, каждый усилитель настраивается индивидуально в соответствии с рекомендациями, изложенными в инструкциях по эксплуатации. При этом надо учитывать, что на каждый блок подается одинаковый частотный диапазон, который корректируется встроенными фильтрами низких или высоких частот. Схема позволяет подключить к одному блоку два сабвуфера, параллельное изделие применяется для подачи зыка на широкополосные динамики.

Параллельное подключение с использованием Y-образных проводов теоретически позволяет подключить пару усилителей к магнитоле с одним выходом. Недостатком схемы с разветвителями сигнала является повышенная нагрузка на выходы головного устройства, приводящая к перегреву компонентов и выгоранию. Для полноценного использования возможностей усилителя рекомендуется установить магнитолу с несколькими линейными выходами.

Как подключить акустическую систему к компьютеру?

В принципе, осуществить подключение обычных колонок к компьютеру не составляет никакого труда, а вот подсоединение акустической системы способно у многих пользователей вызвать много сложностей. В подобной ситуации присутствует несколько методов решения данной проблемы.

Как подключить динамики к компьютеру без усилителя? — Сначала нужно определить количество выходов или гнезд, которые имеет звуковая карта в вашем компьютере.

Система 7.1

Для современных встроенных звуковых карт присутствует возможность использования акустики 7.1, которая на материнской плате обозначена цветными гнездами. Каждая расцветка имеет свое предназначение:

  • зеленый выход, относящийся к фронтальным или так называемым передним динамикам;
  • оранжевый штекер поддерживает центральный канал и сабвуфер;
  • черное гнездо — для тыловых или задних динамиков;
  • выход серого цвета направлен на боковые динамики, или их еще называют колонками окружающего звука;
  • гнездо синего оттенка используется для линейного входа, который может применяться, например, для плеера, электроакустической гитары;
  • розовый выход осуществляет работу микрофона.

Система 5.1

Для подключения колонок 5.1 акустической системы вам придется задействовать несколько гнезд, имеющих соответствующие оттенки — зеленый, оранжевый и черный. Вот как подключить к компьютеру пассивные (неактивные) колонки и сабвуфер 5.1 от акустического центра:

  • На задней панели системного блока подключаем кабель, имеющий зеленый штекер, в разъем аудиовыхода тоже зеленого цвета.
  • Ориентируясь по цветам, подключаем остальные кабели в соответствующие разъемы на модуле управления звуковой картой.

Важно! В процессе подключения кабеля в звуковую карту в программе отображается, какой тип динамика соответствует конкретному гнезду. В результате — должны быть задействованы все три вышеупомянутых разъема.

  • Подключаем сабвуфер и колонки кабелем RCA-RCA, при этом один конец кабеля подключаем в сабвуфер, поскольку чаще всего в нем находится усилитель. Другой конец подсоединяем к соответствующему динамику.

Важно! Для того чтобы вы не ошиблись, каждый выход RCA на сабвуфере подписан, исходя из типа динамика.

  • Настраиваем компьютер, при этом выбираем шестиканальный режим и используем приложение драйвера звуковой карты, панель управления звуком Windows.

Важно! При наличии акустической системы 7.1 придется дополнительно воспользоваться серым разъемом на материнской плате для применения боковых динамиков.

  • В крайнем случае можно воспользоваться инструкцией к материнской плате, особенно, когда приходится подключать разъемы наушников и микрофона на передней панели системного блока компьютерного устройства.
Рейтинг
( 2 оценки, среднее 4 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: