Простейшая схема усилителя звука на 20 вт. Профессиональные усилители мощности

Не требует наладки. Он только требует немного времени на сборку и монтирование в корпус при желании.

Технические характеристики усилителя на TDA2005 следующие:

• Напряжение питания (В) - 6-18
• Пиковое значение выходного тока (А) - 3
• Ток в режиме покоя (мА) - 75
• Диапазон воспроизводимых частот (Гц) - 40-20000
• Коэффициент нелинейных искажений (%) - 1
• Сопротивление нагрузки номинальное (Ом) - 3,2
• Сопротивление нагрузки минимальное (Ом) - 2
• Выходная мощность (Вт при напряжении питания 18 В) - 22
• Входная чувствительность (мВ) - 300
• Коэффициент усиления (Дб) - 50

В статье я предложу вам три варианта платы для моно усилителя и один вариант для стерео усилителя.

Данный усилитель превосходно себя зарекомендовал как простой, надёжный и непривередливый. Его чаще всего встраивают в самодельные домашние гитарные кабинеты (т.е. подходит для гитаристов), а так же в автомобильные магнитолы малой мощности (особенно в 90-х годах). Пусть фраза "малой мощности" вас не пугает - коэффициента усиления этой микросхемы хватит, чтобы напугать соседей. Просто 20 Вт для авто сейчас - это действительно ничто, по сравнению с киловаттными усилителями и динамиками, от которых при включении на полную мощность запросто могут лопнуть барабанные перепонки.

Начнём с платы, у которой самая удачная, на мой взгляд, разводка "земли".

Вот схема, плата, расстановка деталей на плате и параметры деталей усилителя на TDA2005 :

Плата простого моно усилителя на TDA2005

Схема расстановки деталей на простом моно усилителе на TDA2005

Список деталей:

Именно вариант с этой платой я встраивал в свою переделку советской колонки S30 в гитарный комбоусилитель.

Плату зеркалить не нужно.

После сборки получилось вот так:

Только на фото очень маленький радиатор. Для усилителя на TDA2005 нужен побольше. Поэтому он был заменён на радиатор большего размера.

Теперь перейдём к остальным вариантам разводки печатной платы.

Второй вариант платы моно усилителя на TDA2005 .

Как припаивать регулятор громкости и сигнальные провода:

Третий вариант платы моно усилителя на TDA2005 .

Выбирайте любой вариант:) Мне больше понравился самый первый.

Теперь к стерео усилителю на TDA2005 .

Плата его чуть больше:

И схема немного другая:

Напомню, что стерео усилитель на TDA2005 развивает мощность вдвое меньшую, чем моно усилитель. Однако, всегда можно собрать две платы моно усилителя и получить стерео. Только питание нужно с тем же вольтажом, но силой тока около 5-6 А.

Осталось показать ещё один вариант схемы моно усилителя, рекомендуемый производителем.

Усилители, работающие от 12В постоянного тока, как правило, не имеют большой мощности, а также, они не HiFi класса. Но этот маленький усилитель имеет хорошие характеристики. При питании 14,4В он выдает 20Вт на канал на нагрузке 4 Ом, а коэффициент гармоник при более низких уровнях мощности, как правило, меньше, чем 0,03%.

Это идеальный проект для желающих иметь компактный стерео усилитель, который может работать от батареи 12В. Он может использоваться в автомобилях, для отдыха на природе, дачных домиках или где-либо еще.

Конструкция проста и безопасна для повторения начинающими радиолюбителями, т. к. нет опасности поражения током от сети.

По сравнению с версией на TDA1519A, в этом усилителе, построенном на TDA¬7377, значительно улучшено отношение сигнал-шум, а коэффициент гармонических искажений примерно в 50 раз лучше – при типичных условиях не более 0,03%.

Кроме того, расход энергии усилителя в режиме ожидания низок – не более чем 1 Вт. В результате, если вы не будете выжимать из него максимум, а будете использовать в номинальном режиме, то он не будет разряжать батарею слишком быстро.

И потому, что усилитель имеет схему самозащиты, то он практически “несгораемый”. При перегреве или коротком замыкании, соответственно включится самоограничение или отключение нагрузки.

Основные характеристики TDA7377:

Параметр Мин. Тип. Макс. Напряжение питания 8V 14,4V 18V Ток покоя 150mA Постоянное напряжение на выходе 150mV Ток потребления в режиме “Stand by” 100µA Коэффициент усиления (раздельные каналы) 19dB 20dB 21dB Коэффициент усиления (мостовое включение) 25dB 26dB 27dB Выходная мощность в мостовом режиме максимальная (Uп=14,4V) 2x31W 2x35W Выходная мощность в мостовом режиме по стандарту EIAJ (Un=13,7V, Кни=1%) 2x27W 2x30W Выходная мощность в мостовом режиме (Un=14,4V, Rн=4om, Кни=10%) 2х20W Выходная мощность раздельных каналов (Un=14,4V, Rн=2om, Кни=10%) 4х10W Kни (P=0,1..10W мост) 0,03% 0,3% Полоса пропускания 22…22000 Hz Входное сопротивление (раздельно) 20Kom 30Kom Входное сопротивление (мост) 10Kom 15Kom Напряжение включения режима Stand-By 1,5V Напряжение рабочего режима на входе ST-BY 3,5V

Принципиальная схема:

Назначение выводов TDA7377:

1	OUT1	Выход 1
2	OUT2	Выход 2
3	Vcc	“+” питания
4	IN1	Вход 1
5	IN2	Вход 2
6	SVR	Выход 1
7	Stand-By	Вход переключения “Mute/Stand by”
8	PW-GND	Земля выходных каскадов
9	S-GND	Сигнальная земля
10	DIAG	Диагностический выход
11	IN4	Вход 4
12	IN3	Вход 3
13	Vcc	“+” питания
14	OUT4	Выход 4
15	OUT3	Выход 3

С 12В питанием, максимальная амплитуда, которую обычный усилитель может генерировать это ± 6В. Это приводит к скудным 4.5Вт на 4 Ом нагрузке или 2,25 Вт на 8Ом, не считая потери в выходных транзисторах. . Даже если питание постоянного тока составляет около 14,4 (максимум, что обычно можно ожидать от автомобильного аккумулятора 12В), то мощность увеличится до 6.48Вт и 3.24Вт для 4 Ом и 8 Ом нагрузок соответственно – что не совсем достаточно для потребителей.

Есть три распространенных решения этой проблемы. Первый – использование DC преобразователя в ключевом режиме для повышения напряжения питания. Однако это значительно увеличивает стоимость и сложность усилителя, хотя это один из способов получить гораздо больше мощности от источника 12В. Но мы хотели, чтобы этот проект оставался простым, что исключает эту технику.

Компоновка деталей:

Есть варианты для повышения мощности усилителя, например применение Н -архитектуры, но с некоторым ухудшением коэффициента гармонических искажений. В этом случае сам усилитель обеспечивает ключевой режим.

Второй способ заключается в снижении сопротивления громкоговорителей. Некоторые автомобильные колонки имеют импеданс 2 Ом, что позволяет в два раза увеличить мощность, при том же напряжении питания. Тем не менее, мы не стали ограничивать применение этого усилителя громкоговорителями в 2 Ома.

Усилитель, предназначенный для использования в профессиональных аудиосистемах, должен отвечать целому ряду специфических требований. В первую очередь это повышенная выходная мощность, которую должен развивать аппарат в течение длительного времени, а также простая и надежная конструкция.

Современные усилители для профессионального использования обычно работают в классе D, который позволяет получить высокую выходную мощность при небольшом нагреве схемы. Также подобные модели могут иметь эффективный импульсный блок питания, способный отдать в нагрузку значительный импульсный ток. Важным показателем качества схемы профессионального усилителя является коэффициент демпфирования нагрузки, так как техника этого класса обычно работает на акустические кабели большой длины. А для лучшей помехозащищенности подобный аппарат должен иметь балансные входные клеммы. Профессиональный усилитель мощности должен быть рассчитан на установку в стандартную рэковую стойку, и, как правило, имеет систему принудительного охлаждения. Профессиональные усилители мощности используются как при озвучивании общественных заведений, так и создании аудиосистем для концертных выступлений. Концертный усилитель имеет как стандартные, так и специализированные разъемы (Speakon, TRS) для подключения акустических систем и источников сигнала и световую индикацию режимов работы хорошо различимую в условиях ограниченно освещенности. Ввиду значительной выходной мощности концертные усилители, как правило, оснащаются схемой «мягкого старта», которая позволяет избежать перегрузки электросети при его включении.

И всё-таки иногда удивляюсь, сколько сейчас выпускается всевозможных интегральных усилителей мощности звуковой частоты . Одних только микросхем из серии TDA существует великое множество. Все они, практически, доступны. Есть из чего выбрать. Схемы на таких интегральных усилителях звуковой частоты отличаются незаурядностью и простотой. Особенно пользуются повышенным интересом у начинающих радиолюбителей и у тех, кто не желает заморачиваться на что-то громоздкое. Правда, качество звучания у интегральных усилителей мощности звуковой частоты в большинстве своем оставляет желать лучшего. Но всё-таки они оправдывают ожидания многих. Да и попадаются достойные экземпляры, на которых можно собрать стоящую акустическую систему как для дома, так и для автомобиля. Например, та же TDA7294 или TDA2030 . Информация по таким усилителям в настоящее время доступна. Я вот вспоминаю времена нашей молодости , когда не то что Интернет, а персональный компьютер был огромной редкостью. Приходилось ходить по библиотекам, искать радиотехническую литературу, которая была на вес золота. Да и которая была, то 60-х, 70-х годов. Со страниц таких радиолюбительских книг на тебя смотрели триоды, тетроды, пентоды и прочие достижения науки и техники тех лет. И чтобы найти по-настоящему стоящую конструкцию, схему, пусть даже усилителя звуковой частоты, то нужно было постараться. Сейчас же вся информация во всей массе выложена в Сети. Ввел в поисковике, например, схема усилителя мощности звуковой частоты, и тут же выдаются тысячи страниц. Можно найти коллег по хобби, обсудить нужную радиолюбительскую схему или конструкцию… Короче, вот чему я удивляюсь и радуюсь за многих радиолюбителей . Ну да ладно. Это было лирическое отступление . Теперь по теме TDA7240.

Так вот, TDA7240 - это 20 ваттный усилитель звуковой частоты , ориентированный главным образом для установки в автомобиле. В ИМС TDA7240 встроены всевозможные защиты, как то: защита от КЗ и от перегрева. Внешний вид микросхемы ниже.

Схема усилителя низкой частоты на TDA7240 приведена на иллюстрации ниже. Кстати, схема очень похожа на усилитель на TDA2025 .

Выходная мощность на нагрузку 4 Ом при напряжении питания 14,4 вольта составляет 18…20 ватт. На 8 Ом - 10…12 Вт. Коэффициент нелинейных искажений в первом случае от 0,1 до 0,5 %. Во втором - от 0,05 до 0,5 %. Напряжение питания до 18 вольт. Примерный макет печатной платы:

Всех приветствую, кто заглянул на огонек. Речь в обзоре пойдет, как вы наверно уже догадались, о бюджетном стереоусилителе AB класса (автомобильный усилитель), который можно легко использовать в качестве усилителя к домашним колонкам, на даче, в автомобиле и т.д. Благодаря наличию темброблока (низкие и высокие частоты), регуляторов громкости и баланса, а также стильному внешнему виду, хорошему качеству звучания и достаточно высокой выходной мощности, он легко впишется в домашний интерьер в качестве бюджетного усилителя для стереоколонок, если таковые имеются.

Общий вид стереоусилителя Kinter MA-180:


Краткие ТТХ:
- Номинальная выходная мощность - 2х20 Вт (4 Ом)
- Максимальная выходная мощность - 2х35 Вт (4 Ом)
- Специализированная микросхема - - TDA7377, AB класс
- Коэффициент нелинейных искажений (режим стерео, 10Вт) – 0,3%
- Отношение сигнал/шум - 100 дБ
- Чувствительность - 0,25-50 мВ
- Питание - 12V/5A
- Сопротивление нагрузки - 4-16 Ом
- Частотный диапазон: 20Гц-20кГц
- Входные разъемы: RCA вход (тюльпан), mini Jack 3,5мм
- Выходные разъемы: самозажимная колодка для стереозвука, USB 5V
- Регулировка: громкость/баланс/высокие/низкие частоты
- Наличие защиты – да (температура, переполюсовка, перенапряжение, КЗ)
- Размеры - 155мм*102мм*42мм
- Вес - 247гр

Комплектация:

Поставляется стереоусилитель в компактной картонной коробке в синих тонах, на ней присутствуют основные характеристики:


Внутри коробки, кроме самого усилителя ничего нет, сам усилок окутан пупыркой, инструкции также нет:


Размеры усилителя совсем небольшие, всего 155мм*102мм*42мм:




Вес также мизерный, всего 247гр:


Теперь непосредственно сам стереоусилитель:

Как видим, внешний вид довольно стильный:


На передней панели расположены все необходимые регуляторы (басы/высокие/баланс/громкость), а также кнопка включения питания. На боковых ребрах присутствуют отверстия для крепления усилителя к чему-либо:


Регуляторы мягкие, при поворотах ручки нет абсолютно никакого треска и постороннего шума. Также при подаче питания начинает гореть подсветка регулятора громкости. Выглядит довольно эффектно, она не зависит ни от положения регулятора, ни от громкости, т.е. меняется плавно сама по себе в произвольном порядке:


На задней панели стандартные разъемы для подключения:


- слева входной разъем под стандартный миниждек (наушники) – можно подавать сигнал от ПК, смартфона, плеера или любого устройства с выходом AUX (магнитола, к примеру). Т.е. тот сигнал, который нужно усилить
- далее два аналоговых RCA разъема (тюльпаны, белый для левого канала, красный для правого) – в основном для подключения старенькой видеоаппаратуры: видеомагнитофоны, DVD плееры и т.д.
- колодка с 4-мя подпружиненными выходными разъемами – для непосредственного подключения колонок (правый и левый канал, плюс красный, минус черный)
- 5V USB выход – для зарядки электронных гаджетов
- справа DC Port питания 12V/5A. Выходная мощность и качество звучания напрямую зависят от качества БП/адаптера. Маломощный адаптер не сможет выдать всю заявленную мощность, БП без должной фильтрации помех будет «фонить», поэтому используйте надежные проверенные БП с заявленным током, как минимум 2А (БП/Адаптеры от ЗУ для аккумуляторов, ноутбуков, светодиодных лент и т.д., либо на худой конец выход 12V с разъема ПК). Я использую БП от ЗУ Opus BT-C3100 V2.2 на 12V/3А, о нетипичном применении упоминал в той статье:


С данным блоком питания практически нет никакого постороннего шума. Для моих советских 8Вт колонок 8АС-3 хватает за глаза (два 4Вт динамика 4ГД-35/8ГДШ-1):


Разборка стереоусилителя:


Как видим, обвязка деталей минимальная, да и то благодаря тому, что используется темброблок на ОУ TL072CP:


Непосредственно в качестве усилителя используется специализированная микросхема AB класса TDA7377, номинальной мощностью 40ВТ в мостовом режиме:


В качестве радиатора используется корпус стереоусилителя, т.к. он алюминиевый и хорошо отдает тепло. Между корпусом и микросхемой присутствует термопаста, чем-то напоминающая нашу российскую КПТ-8:


На средней выходной мощности корпус практически не греется, на практически максимальной – чуть теплый, что говорит о достаточно неплохом КПД микросхемы.

Вот даташит на микросхему:


Как видим, она содержит минимальную обвязку деталей и имеет всевозможную защиту от КЗ, переполюсовки, перенапряжения, перегрева и может включаться в различных комбинациях, поэтому если есть желание и навыки работы с паяльником, то можно переделать разводку под конфигурацию 2.1 (стереоколонки и сабвуфер) или 4 (квадроаккустика):


Для подключения используйте по возможности медный акустический кабель:


Достаточно немного зачистить изоляцию кабеля и просто воткнуть жилы в соответствующий разъем – благодаря подпружиненным колодкам, контакт получается отличный и держится крепко. По возможности не путайте полярность динамиков, иначе колонки будут играть в «противофазе», что не очень хорошо сказывается на звучании.
Входной провод можно использовать подобный (два mini Jack «папа»):


Выходной разъем USB расположен очень неудобно - на задней панели рядом с разъемом питания, да и при небольшой мощности БП/адаптера лучше не подключать прожорливые девайсы. В данном случае USB предназначен только для заряда:


Небольшой видеоролик работы (громкость максимум, басы на максимуме колонки не вытягивают, начинают «хлюпать», запись на смартфон SGS3):

Смартфон всю громкость не передает, на самом деле довольно громко. На средней громкости базы отличные, «сочные». До этого был самопал на TDA8561Q, басы совсем не нравились…

Пожелания разработчикам:
- встроить в корпус БП достаточной мощности
- добавить переключатель для различных конфигураций (2, 2.1, 4)
- подсветку регулятора сделать меняющейся в такт с музыкой, либо в зависимости от положения регулятора (максималка - горит красный, средняя громкость - зеленый)
- добавить выход на наушники
- добавить прорезиненные ножки

Плюсы:
+ Хорошее качество звучания
+ Стильный внешний вид
+ Универсальный (благодаря компактным размерам и распространенному питанию, можно взять загород, подключить автоаккустику)
+ Достаточная выходная мощность
+ Практически не греется
+ Наличие темброблока
+ Наличие USB выхода
+ Легко переделывается под нужную конфигурацию
+ Корпус можно использовать для более мощной микросхемы (класс D, 50-100W)

Минусы:
- чуток великовата цена
- не у всех в хозяйстве найдется лишний БП/адаптер на 12V/2-5А
- нет прорезиненных ножек (можно поцарапать стол, лечится наклеиванием 2-3 слоев скотча/изоленты)

Вывод: неплохой готовый усилитель для тех, кому лень собирать своими руками. Лично мне звук понравился, мощности хватает с запасом. В качестве бюджетного стереоусилителя подходит идеально, рекомендую к покупке!