В этой статье я хочу рассказать о способе борьбы с помехами из компьютерных колонок Genius SP-U110 . Колонки эти стоят у меня на работе. Кроме выдачи музыки, они ещё умудрялись фонить от сотовых телефонов и прочих радиопомех. В итоге колонки были вскрыты для анализа причин фона.
Считаю, что главной проблемой является питание от порта USB компьютера. При этом образуется «земляная петля» между сигнальной «землёй» на штекере mini-jack и силовой землёй USB. Попытки изменения места подключения экранной оплётки сигнального провода особых улучшений не давали. Тогда было решено сделать новую печатную плату.
↑ Схема УМЗЧ на TDA2822 с токовой ООС
Расскажу о «сердце» акустической системы Genius Sp-U110. УНЧ собран на микросхеме TDA2822[2] в миниатюрном планарном 8-выводном корпусе. Питать её можно от 1,8 до 15 Вольт. Т.к. колонки питаются от USB, то напряжение будет 5 Вольт и оно довольно «грязное» из-за помех от БП компьютера. Питание +5 Вольт подано на 2 вывод (согласно даташита), «земля» к 4 выводу. Конденсатор С5 был максимально близко установлен к микросхеме.
Повторять стандартную схему из даташита мне не хотелось, а схема от производителя колонок была ещё хуже. Было решено применить включение ИТУН (источник тока управляемый напряжением). Такая реализация обладает специфическим звучанием, сравнимым с ламповыми усилителями.
Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.
Я сразу удалил разделительные конденсаторы во входных цепях левого и правого канала. Резисторы R8, R9 поставил на 100к, против 180к в оригинале, т.к. амплитуды входного сигнала не хватало для достижения максимальной мощности колонок. Добавил конденсаторы С11, С12 для подавления радиопомех.
Конденсаторы С9, С10 поставил на 100 мкФ*16В, Jamicon электролитические неполярные. Т.к. эти конденсаторы входят в цепь ОООС (общая отрицательная обратная связь), то экономить на их качестве губительно для звука.
Конденсаторы С7, С8 служат для недопущения постоянного тока на динамики. Иначе вместо звука будет гул и дым. Тип конденсаторов — электролитические полярные Jamicon на 1000 мкФ*25В. В принципе ёмкость их может быть и меньше, т.к. отдача по НЧ у штатных динамиков слабая, а меньшая ёмкость снизит уровень НЧ-составляющей сигнала, чтобы не мучить динамики тем, чего им не «переварить». Но поставил, что было под рукой.
Резисторы R4, R6 являются токовыми датчиками, т.е. преобразуют ток, проходящий через катушки динамиков в напряжение, пропорциональное этому току. Через конденсаторы С9, С10 полученный сигнал подаётся на инвертирующие входы микросхемы, чтобы она была в курсе происходящего и могла подправить искажения выходного сигнала. Упрощённо, в этом состоит принцип ОООС.
Ремонт компьютерных колонок Genius своими руками
Для восстановления и ремонта взяты компьютерные колонки «Genius SP-16». Колонки начали свою жизнь со времен 14″ компьютерных электронно-лучевых мониторов. Корпуса сделаны из прочной пластмассы с достаточным внутренним объемом. Внутри колонок установлены динамики с высоким КПД и хорошей характеристикой воспроизведения. Но вот к электронике есть претензии, которые частично устранялись в процессе эксплуатации (замена электролитических конденсаторов). К сожалению звук воспроизведения колонок был не высокого качества, особенно при высокой громкости, нелинейные искажения четко прослеживались и раздражали.
Для ремонта применена следующая схема восстановления:
- Существующий усилитель низкой частоты заменить на усилитель класса D.
- Сохранить основные регуляторы функционирования колонок.
- Для питания колонок использовать существующий трансформатор.
Для ремонта применен готовый импульсный стабилизатор питания на 5 Вольт 2 Ампера и плата цифрового стерео УНЧ (по 3 Ватта на канал). Данный тип УНЧ выбран сознательно из-за своей дешевизны (~15 руб.) и неприхотливости. Стерео усилитель куплен на Алиэкспресс по этой ссылке https://ali.pub/1e25ap
. А регулируемый стабилизатор напряжения по этой ссылке
https://s.click.aliexpress.com/e/i6eamub.
Усилителей покупайте сразу 10 штук, поверьте пригодится, по этой цене это даром!
Для работы потребуется длинная крестовая отвертка, паяльник с принадлежностями для пайки и кусочки луженых и изолированных медных проводников. Наличие отсоса для припоя облегчит работу по демонтажу. Для контроля паек и настроек потребуется тестер.
Колонки Genius — схема
На фото показана схема колонки «Genius SP-16». На схеме крестиками обозначены проводники с деталями. Все детали справа от крестика надо выпаять и удалить. Цифрами показаны точки подключения платы УНЧ и питания.
↑ Фильтр питания
Фильтр питания собран на конденсаторах С1, С2, С4, С5, катушках индуктивности L1, L2. Конденсаторы С2, С4 — электролитические полярные фирмы Jamicon. С2 на 1000 мкФ*16 В, С4 на 1000 мкФ*25 В. Ставил то, что было.
Задача «электролитов» сгладить низкочастотные помехи, приходящие извне. Конденсаторы С1 и С5 — керамические в smd-корпусе 1206. Они, в отличии от «электролитов», хорошо подавляют ВЧ-помехи. Обычно ёмкость выбирается в районе 100 нФ, но я применил на 470 пФ (какие были).
L1 и L2 также участвуют в фильтрации ВЧ-грязи (в smd-исполнении, снял с платы блока пожарной сигнализации «Гранит»). Можно применить разные типы индуктивностей. Cопротивление катушек увеличивается с ростом частоты проходящего через них тока, т.е. на постоянном токе и НЧ их сопротивление — доли Ома, а на ВЧ уже несколько кОм. В общем, такой фильтр называется «CLC».
Radiotehnika S-30
Связано это с тем, что разные динамики не одинаково воспроизводят звук разной частоты — чем она ниже, тем больше должен быть диаметр динамика. Поклонники музыки могут выкинуть полосовой фильтр Narrow, любителям бороздить скайп рекомендуем избегать поспешного решения.
Материал исполнения мембраны может быть разным: используются как искусственные полимеры, так и натуральные соединения, например целлюлоза. После подачи короткого звукового сигнала свет в коридоре включается и горит приблизительно четырех минут, потом автоматически гаснет.
Разборке подвергнем портативные мультимедийные USB колонки марки Sven
Никаких выключателей в коридоре нет, обои чистые, что редко бывает, когда стоит выключатель, и дети постоянно пользуются им. Закрепляем динамики в корпус будущей колонки с помощью саморезов. Приходилось обшаривать пыльные полки библиотек. Теперь начинается более сложный процесс, а именно заготовка корпуса.
Для схемы «Устройство для контроля систем зажигания»
Испытывающим затруднения, читая иностранные чертежи, поясняем, схема изображает полосовой фильтр Narrow отброшен : Емкость 4 мкФ. Нынешнему поколению известны марки клеев, наименования материалов. От особенностей конструкции корпуса сильно зависит сила этих эффектов — наложений частот, посторонних звуков, особенно дребезжания.
Изменяющееся напряжение сети поступает через диодный мостик VD Номинал сопротивления избегайте трогать, причина: может спорный факт задавать рабочую точку усилителя, коэффициент передачи. Номинальное среднее звуковое давление в диапазоне Представлена подробная пошаговая инструкция ремонта со схемой, фото и видео.
Блок питания
Для этого сверлим отверстие с помощью электрической дрели, надо чтобы в это отверстие свободно и надежно устанавливался усилитель. В целом, корпус выполняет следующие задачи: устраняет акустическое короткое замыкание, улучшая качество воспроизведение низкочастотного звука; разделяет отдельные динамики в пространстве, мешая им негативно воздействовать друг на друга; создание условий для акустической усадки динамических излучателей; эстетическая роль — придание колонке определенной формы и стиля.
Со стороны печатных проводников монтажной платы установлены SMD элементы обвязки, которые необходимы для работы интегрального усилителя. Для схемы «Сенсорное выключение паяльника» При работе с полевыми транзисторами и микросхемами КМОП-структуры возникает опасность их повреждения при пайке сетевым паяльником появление высокого потенциала на его жале. В целом, корпус выполняет следующие задачи: устраняет акустическое короткое замыкание, улучшая качество воспроизведение низкочастотного звука; разделяет отдельные динамики в пространстве, мешая им негативно воздействовать друг на друга; создание условий для акустической усадки динамических излучателей; эстетическая роль — придание колонке определенной формы и стиля. Вопреки распространенному заблуждению, корпус — не просто коробка, в которой покоятся динамики. Колонки из продуктов деревоперерабатывающей промышленности получаются, по мнению многих аудиолюбителей, наиболее качественными и издают мягкие, чистые звуки. Ремонтируем колонки SVEN SPS-820 Часть 1 — Обзор
↑ Печатная плата
Сразу решил сделать на 2-стороннем текстолите марки FR-4. Нижний слой был отведён под «экран», других дорожек на нём не планировалось (слой М1 в SprintLayot). Соединение с верхним слоем М2 сделано в одной точке около ввода питания. Основная часть компонентов применена в корпусах для поверхностного монтажа (smd), т.к. не люблю сверлить кучу отверстий.
Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.
На верхнем слое все дорожки «земли» частично сведены в одну точку — на «минус» конденсатора блока фильтрации питания, частично применил полигонную схему. Сигнальная «земля» отделена и предполагает одну точку подключения к силовой «земле».
Готовые усилители
Дорогие варианты рассматривать не буду, извините. Предполагается, что бюджет предельно ограничен.
На Алиэкспресс устройства нужно искать запросами «микрофонный предусилитель» и «предусилитель микрофона». Самые дешёвые варианты стоят полторы-две тысячи рублей. Предназначены для караоке, но, если не выкручивать на полную громкость, можно подключить к линейному входу.
За три тысячи рублей можно найти полноценный предусилитель, к которому еще и музыкальный инструмент подключается. Например, гитара со звукоснимателем.
Для подключения дешёвого компьютерного микрофона понадобится переходник 3.5 мм джек > 6.3 мм джек. У компьютера должен быть линейный вход.
И не стоит забывать про такое чудо, как конденсаторный микрофон BM 800, завоевавший голосовые связки ютуберов, обозревающих товары из китайшопов:
BM 800 микрофон для компьютера Конденсаторный 3.5 мм Проводной
Уточняю: я не рекомендую его к покупке. Не совсем понятно, при каких условиях он нормально работает, слишком уж противоречивы отзывы. Но иногда ВМ 800 можно найти за 300-500 рублей, что не сильно дороже примитивных электретных, зато с предусилителем. Но подключается он к микрофонному входу, а значит — привет, помехи звуковой карты.
↑ Тестирование, наладка
После установки всех деталей был произведено тестовое включение усилителя. Сразу же услышал знакомый фон из динамиков, правда, тише, чем на родной плате, но всё равно стало ясно, что результат по фону не достигнут.
Начал варьировать соединение сигнальной земли с силовой. Было испробовано подключение напрямую, через индуктивность, через резистор, через конденсатор, даже комбинировал детали. Фон менялся, но не пропадал полностью. В итоге соединил земли на 4-м выводе TDA2822. Эврика! Фон испарился!
Проблема
У большинства дешёвых микрофонов чувствительность по умолчанию недостаточна для того, чтобы вас отчётливо слышали. Приходится кричать, но на постоянной основе так делать нельзя, оранье — занятие утомительное и вредное.
Внимательно изучив вопрос, я пришёл к выводу, что в ситуации виноваты производители, чрезмерно упрощающие конструкцию устройства. Отдав свои кровно заработанные 100-500 рублей, покупатель по сути получает модуль (капсюль) электретного микрофона без какой-либо электронной «обвязки».
Читать также: Схема 3х фазного щита учета
Электретный микрофон и стандартный штекер 3,5 мм jack. Такая конструкция не позволяет микрофону быть чувствительным, но записать звук можно
Всякие гибкие ножки, прищепки — это опциональная мишура. Формально такие микрофоны работают, но их чувствительность и качество записи невысоки (слышен шум). Ничто не мешает добавить в схему несколько электронных компонентов, улучшив способность микрофона улавливать тихие звуки.
Типичный представитель электретных микрофонов
Также я не рассматриваю вопрос покупки отдельной звуковой карты. Это уже было в статье «Как настроить микрофон, записать и обработать звук – инструкция для начинающих».
В динамические микрофоны уже встроен усилитель
Схемы усилителей довольно просты, поэтому умеющие пользоваться паяльником люди переделывают микрофоны и наслаждаются жизнью.
Электронщики успешно дорабатывают микрофоны (источник)
Кстати, даже в дешёвых петличках за 100 рублей ставят неплохие электретные модули. Например, у меня есть микрофончик-прищепка Genius десятилетней давности, работает шикарно. После доработки, разумеется.
Кроме низкой чувствительности, на записях можно услышать негромкое шипение. Его можно подавить фильтрами в аудиоредакторе, но когда помехи слишком сильны, очистка от шума исказит полезную часть записи и голос зазвучит глухо, словно из бочки.
Шум (в 99% случаев это помехи от электромагнитных полей) появляется на нескольких этапах доставки звука:
- В электретном капсюле микрофона.
- В микрофонном предусилителе, если он имеется.
- При передаче сигнала по не экранированному от помех соединительному кабелю.
- В усилителе звуковой карты.
Наиболее больное место — звуковая карта компьютера. Замена на более качественную и/или вынос за пределы корпуса компьютера может избавить от шума, но не у всех есть деньги на подобный апгрейд.
Чаще всего пользователь остаётся один на один с дешёвым микрофоном, воткнутом в фоняще-шипящую звуковую карту, распаянную на материнской плате компьютера. Можно попытаться сделать звук громче программно.
↑ Итого
В результате получил приятно звучащую акустику. От исходного звучания не осталось и следа. Эти пластиковые мыльницы стало действительно приятнее слушать. Просто новый звук, результат отличный.
Фотки обновлённых колонок (извините, качество снимков телефоном оставляет желать лучшего).