пятница, 25 декабря 2015 г.

Конструктор «Кристалл». Собрать усилитель быстро и просто

Модули усилителя "Кристалл" на микросхеме TDA7294

Добрый день. Сегодня мы решили рассказать о том, как использовать модули конструктора "Кристалл". Ведь когда в первый раз сталкиваешься с задачей собрать из готовых модулей полноценный усилитель, то сразу возникает вопрос:

«Модули я собрал. А что с ними делать дальше?»

Об этом и поговорим. 

Если вы уже собирали усилители, то я уверен, что достаточно будет глянуть на блоксхему и все вспомнить.

Блок схема усилителя "Кристалл" на микросхеме TDA729

Обо всех тонкостях сборки, проверки и подключения модулей усилителя Вам расскажет наш «помощник». Очень рекомендую к прочтению.

А в статье я кратко пробегусь по основным моментам. И расскажу как из модулей собрать готовый усилитель.


Модули усилителя "Кристалл" на микросхеме TDA7294

Смотрим на схему:

Схема усилителя "Кристалл" на микросхеме TDA7294

У каждого модуля есть по 3 клеммника: ХТ1 (Питание), ХТ2 (Выходной сигнал) и ХТ3 (Входной сигнал). Очевидно, чтобы запустить усилитель, надо все правильно подключить.

И теперь по порядку:

ХТ1 (Питание). Наш усилитель на базе радиоконструктора «Кристалл» требует двухполярного питания. Напряжение питание от ±22 В до ±32 В.

Можно питать модули от лабораторного источника, но это не практично. Лучше собрать для усилителя свой блок питания. Тем более, что это не сложно.

Приведу типовую схему:

Схема блока питания для усилителя "Кристалл" на микросхеме TDA7294

Схема довольно простая. Трансформатор, диодный мост, пара конденсаторов и предохранитель. Рекомендуем не экономить на предохранителе. В случаях, когда что-то пошло не так, он здорово выручает.

В своих изделиях мы обычно применяем тороидальные трансформаторы

Тороидальный трансформатор

Но можно взять и любой другой подходящий. Для текущей задачи подойдет либо трансформатор c одной обмоткой и с отводом от середины, либо трансформатор с двумя независимыми одинаковыми вторичными обмотками. Действующее напряжение обмоток на холостом ходу должно составлять 22-28 В. Мощность трансформатора от 60 Вт.

Диодный мост - любой с рабочим током не менее 10 А и пробойным напряжением более 200 В. Можно заменить сборкой из отдельных диодов, удовлетворяющих тем же требованиям по току и напряжению.

Диодный мост

Фильтрующие конденсаторы рекомендуем ставить не менее 2200 мкФ. Например, для стереоусилителя подойдут конденсаторы 4700 мкФ 50 В. Сильно увеличивать емкость не имеет смысла. Это повысит нагрузку на диодный мост, а к значительным улучшениям схемы не приведет. На плате усилителя "Кристалл" уже установлена необходимая фильтрующая емкость.

В качестве предохранителя можно использовтаь обычный стеклянный на ток 1-2 А.

Все просто. Единственный неприятный момент при работе с БП – это наличие высокого напряжения. Поэтому будьте аккуратны и внимательны. Как говорится, лучше семь раз проверить… Ну и, конечно, соблюдайте полярность при подключении модулей к блоку питания. Для удобства на платах усилителей «Кристалл» уже подписаны все клеммы (+U; GND; –U)

ХТ2 (Выходной сигнал). Тут совсем все просто. Это клеммник для подключения колонок. При сборке усилителя в корпус достаточно вывести сигнал с XT2 на разъемы для подключения акустики, например такие:

Разъемы для усилителя

При коммутации выводного сигнала не забудьте про полярность. Если разъемы как на картинке, то «черный» - GND (клеммник XT2) «красный» - OUT (клеммник XT2).

Остался клеммник ХТ3 (Входной сигнал). А вот здесь стоит вспомнить о регулировке громкости. В качестве регулятора обычно используется сдвоенный переменный резистор. Он подключается на вход усилителя. Номинал резистора от 20 кОм до 50 кОм. Мы чаще всего применяем резисторы 50 кОм.

Ниже показана наглядная схема подключения регулятора громкости усилителя:

подключение регулятора громкости усилителя

По схеме:
  • «Вход» – сигнал от источника звука (плеер, звуковая карта и пр.)
  • «К усилителю» – это и есть входной сигнал на модули усилителя «Кристалл». «Правый канал» и «Общий» - на один модуль усилителя (клеммник XT1 – клемма «IN» и клемма «GND» соответственно). «Левый канал» и «Общий» - на второй модуль (клеммник XT1 – клемма «IN» и клемма «GND» соответственно).

При упаковке в корпус в качестве входных разъемов усилителей обычно используют RCA или Jack (miniJack 3.5 или Jack 6.3):

Разъемы для усилителя

Ниже привожу стандартную распинновку разъемов типа RCA и Jack. На корпусе усилителя обычно располагают  разъемы типа «мама» (см. выше). Но на штекерах типа «папа» удобнее показать, какой контакт за что отвечает.

Разъемы для усилителя

Пара слов об излишней экономии:

Качество резистора и разъемов может повлиять на усилитель в целом. Мы не рекомендуем сильно экономить на этом. К сожалению, у дешевых «переменников» быстро изнашиваются токопроводящие дорожки и подвижный контакт. Легко повреждаются контакты при монтаже, а из-за различий в характеристиках резисторов, при регулировке громкости может нарушаться баланс правого и левого канала усилителя. 

Дешевые разъемы бывает трудно паять, они быстро разваливаются, окисляются и теряют контакт. А пропадающий сигнал и сильные шумы из-за окислившихся разъемов легко могут испортить все удовольствие от прослушивания музыки.

С подключением все.

Осталось разобраться с теплоотводом от микросхемы TDA7294. Размер радиаторов зависит от многих факторов. На него влияет максимальная мощность усилителя, напряжение питания, способ установки радиатора (внутри или снаружи корпуса), форма, расположение и конструкция самого радиатора и т.д. Например, для усилителя 50 Вт на канал можно использовать такие радиаторы (габариты 50х140х35 мм):

радиаторы для TDA7294

Для подбора радиатора можно использовать правило: на каждые 10 Вт мощности надо 100-150 см² площади радиатора (верно только для радиаторов с расстоянием между пластинами больше 5 мм).

Несколько примечаний, которые могут быть полезны при решении задачи охлаждения.
  • У микросхемы TDA7294 есть встроенная тепловая защита. В случае перегрева микросхема просто выключится. Тем не менее, лишний раз не стоит перегревать микросхему.
  • Микросхема TDA7294 чувствительна к статическому электричеству. Поэтому, если радиаторы установлены с внешней стороны корпуса и существует вероятность попадания статического разряда на радиатор в работающем состоянии усилителя (например, в случае прикосновении руками), то лучше подстраховаться и установить микросхемы через изолирующие теплопроводные прокладки. При этом важно не забыть заизолировать крепежный болт.
  • Если для модулей правого и левого канала используется один источник питания и нет опасности статического разряда, то можно разместить микросхемы TDA7294  на одном радиаторе без изолирующих прокладок.

Итого для сборки полноценного стереоусилителя потребуется:
  • Два радиоконструктора "Кристалл" (по одному на канал)
  • Радиаторы (один или два)
  • Двухполярный блок питания ±22 В до ±32 В (трансформатор, диодный мост, конденсаторы, предохранитель)
  • Спаренный перемененный резистор 20-50 кОм (регулятор громкости)
При размещении в корпус потребуются: 
  • Входные разъемы (RCA - 2 шт)
  • Выходные разъемы (4 шт)
  • Разъем питания
  • Кнопка или тумблер включения
  • Ручка для регулятора громкости

Если у Вас остались какие-то вопросы, то Вы можете полистать наш «помощник по сборке и настройке». Мы постарались в интересной и доступной форме описать все тонкости, с которыми можно столкнуться используя конструктор "Кристалл".

В заключении несколько слов о корпусах.

Без корпуса использовать усилитель неудобно и небезопасно. Вариантов решений несколько:
  • Сделать корпус самому. Вот один из набросков нашего будущего корпуса под усилитель на базе радиоконструктора «Кристалл»:

Корпус для усилителя

  • Заказать уже готовый корпус. Например, такой:

Корпус для усилителя

  • Сделать активную акустику (расположить усилитель в корпусе колонки). В этом случае важно помнить про теплоотвод. Лучше расположить радиаторы с внешней стороны колонки.

Какой бы вариант Вы не выбрали, главное, чтобы усилитель радовал своего владельца. Желаем легкой сборки и приятного прослушивания.



Все статьи посвященные проекту усилителя мощности "Кристалл" можно найти через навигатор: Проект "Кристалл". Навигация по статьям.

Заказать конструктор усилителя "Кристалл" можно у нас на сайте: АЛ "Философия Звука"

Сообщество для обсуждения конструкторов - "Электронные конструкторы". Присоединяйтесь.