Темброблок на транзисторах схемы. Стереофонический предварительный усилитель с темброблоком на ОУ NE5532

Часть 1. О том, как заставить ИМС «звучать».

У меня долгое время трудился усилитель на не всеми любимой, но очень популярной микросхеме TDA 7294 в «даташитовском» включении вкупе с темброблоком на LM 1036. Этот тандем заменил стоявшие в усилителе «Романтика-222С» оконечники на КТ808 и регуляторы тембра/громкости К174УН10/К174УН12, звучание которых, ну…, сами знаете, какое. На тот момент новый вариант звуком меня полностью удовлетворил, но… Попалась мне как-то на глазастатья Аудиокиллера об усилителе на TDA 7294 с регулируемым выходным сопротивлением по схеме ИТУНа. Не долго думая, я смакетировал подобное включение у своих оконечников. Убедился, что действительно, высокие «искристые», а низкие-ну, просто «больше не надо»:). Звук в такой схеме был уже явно интереснее, чем в «даташитовской». Не помню, какими путями, но попал я, наконец, на сайт Николая Лишманова, который Lincor . А там - статья про усилитель на TDA 7294 с «бешеной обратной связью» - MF 1 называется… С тех пор (уже года полтора) в «Романтике» у меня трудится оконечник именно по этой схеме. Есть в его звуке некая «изюминка»… Скорее, даже, пакет изюма:). Прочитать про MF 1 можно здесь: http://lincor-lib.narod.ru/Amps2.htm. А вот и сама схема в моей «реализации»:

Рис.1-Схема усилителя мощности.

Питание усилителя осуществляется по стандартной схеме:

Рис.2-Схема блока питания для усилителя мощности.

Часть 2. О том, что хорошим темброблоком «каши не испортишь».

В хорошем темброблоке должен стоять хороший операционник. Именно он определит «характер» звучания. Как следует из отзывов о проектах Prostor и Tale 3 U , качественный темброблок «заставляет» по-новому звучать такие, казалось бы, знакомыевсем оконечники на микросхемах. Решил и я пойти на эксперимент и «сдобрить» MF 1 темброблоком от Tale 3 U , посмотреть на который можно здесь: http://yooree.narod.ru/tale3u.html. Схема сего чуда выглядит так:

Рис.3-Схема темброблока.

ОУ можно использовать как LT 1356, так и LT 1362. Последний, как на мой слух, звучит даже чуть по-интереснее, но могу и ошибаться. Здесь, главное, учесть довольно заметный нагрев микросхемы LT 1362, что, возможно, является следствием самовозбуждения. Поэтому, желательно убедиться в отсутствии генерации. Все элементы, расположенные на схеме ниже точек a , b , c припаиваются непосредственно на выводах переменных резисторов темброблока.

Питать его можно как «бюджетным» вариантом на двух стабилизаторах серии 7812-7912, так и от «оригинального» для Tale 3 U БП, запитывая его от БП усилителя мощности. Схема «бюджетного» варианта стабилизатора может выглядеть так:

Рис.3-Схема блока питания к темброблоку.

Эпилог

В данном проекте я попытался объединить две схемы, которые уже заслужили признание самодельщиков, благодаря своему узнаваемому и«симпатичному» звуку. У данного усилителя он очень «подвижный» и «живой», если такое можно сказать о звуке. Бас - «монументально-железобетонный» и проработанный, СЧ и ВЧ легки и детализированы. Весьма выразителен и прозрачен вокал. Колонки «играют» как бы «в пространство», а не «в себя». Знакомая, казалось бы, музыка, словно получила новое звучание. Так что мое очередное спасибо Юрию, Аудиокиллеру и Линкору за незримое, но весьма действенное участие в создании этого усилителя:)

Темброблок используется для выравнивания Амплитудно-Частотной Характеристики (АЧХ) усилителей низкой частоты. Так как многие УНЧ обладают нелинейной характеристикой в различных диапазонах частот: в диапазоне низких и высоких частот коэффициент усиления значительно хуже, чем в средне-частотном интервале. Поэтому для высококачественного звуковоспроизведения имеет смысл использовать специальные модули - "темброблоки", с помощью которых можно регулировать аудио сигнал по всему спектру диапазона.

По своей сути это фильтры СЧ диапазона, управляющие глубиной среза в заданной области частот не трогая НЧ и ВЧ частоты и поэтому АЧХ усилителя выравнивается, но при этом немного снижается амплитуда входного сигнала, и может потребоваться дополнительное усиление. Таким образом модули настройки тембра можно условно разделить на два класса: пассивные (только регулировка АЧХ) и активные (регулировка АЧХ + усилительный каскад для компенсации)

Это конструкция темброблока ослабляет сигнал в диапазоне средних частот где-то в 10 раз, и поэтому ее размещают между двумя усилителями - предварительным и оконечным.

Подбор радиокомпонентов зависит от сопротивления источника сигнала Rc и нагрузки Rн (входное сопротивление следующего усилительного каскада). Осуществим расчет номиналов радиоэлементов: Переменные резисторы всегда берут одинаковые с условием:

R c

Остальные компоненты вычисляются по упрощенным формулам:

R1= R4= 0.1R; R3= 0.01R; C3= 0.1/R; C1= 22C3; C2= 220C3; C4= 15C3

Транзистор в устройстве используется для компенсации потери сигнала. К нему особых требований не предъявляется можно взять даже морально устаревший КТ315.

Хочу сразу сказать, что данный регулятор тембра может смело посоревноваться с теми, что используются в современной аудиотехнике, его схема была скопирована из какого-то радиолюбительского журнала, но теперь уже не вспомню какого именно. Одно точно могу сказать этой конструкцией темброблока доволен как слон

Внешний вид радиолюбительской конструкции и размещение компонентов на печатной плате, смотри на рисунке вверху страницы

Здесь приводятся схемы пассивных тембров известных мировых брендов гитарной электроники, такими как Fender, Marshall и VOX. От самых простых с одним регулятором до более сложных трехполосных.

Такая простейшая конструкция позволяет осуществлять только завал высоких частот. Она применяется в простейших ламповых комбо.

С помощью схемы темброблока Fender Princeton можно производить как подъем так и завал высоких частот.

Данным темброблоком можно настраивать подъм в область низких и высоких частот.

Данный тембр регулирует как высокие так и низкие частоты.

Ниже приведены несколько известных схем темброблоков - двухполюсников: Fender "BrownFace" Bandmaster 6G7, Ampeg SVT, Marshall JMC800 Mod.2001

Из этой троицы тембров каждый индивидуален и хорош по своему. На каком остоновиться вам и сделать окончательный выбор однозначного ответа не существует. Тут уж сами, экспериментируйте, схемы не сложные и легко повторяются навесным монтажом или на макетной плате.

Для чистоты статьи приведу также схемы трехполосных темброблоков. ИМХО самых популярных среди всех радиолюбителей.

Эти брендовые гитарные конструкции позволяют регулировать низкие, средние и высокие частоты. Marshall дает более утяжеленный звук чем темброблок фирмы Fender. Ниже приводятся номиналы радиокомпонентов в различных вариатах этих схем.

Здравствуйте уважаемые радиолюбители! Сейчас собираю акустику 4.1 на TDA7650 и TDA1562, микросхемы автомобильные, для дома конечно можно было и лучше выбрать, но речь не о них, а о предусилителе с темброблоком. Мне всегда хотелось настраивать звук «под себя». И вот решил собрать такой темброблок. Выбор пал на микросхему TDA1524A. И сейчас мы оговорим о сборке сего чуда «с нуля», с применением технологии ЛУТ для изготовления печатной платы. Стандартная схема, по которой будем собирать темброблок на TDA1524A, показана на рисунке:

Для начала отрезаем нужный кусок текстолита, шкурим нулёвкой, обезжириваем ацетоном.

Аккуратно завернул, и начал безжалостно жарить краску, что бы она перенеслась с бумаги на текстолит.

После проглажки даем плате время остыть. Далее дело переносится в ванную комнату. Кладем плату в воду, дабы дать бумаге размякнуть. В это время можно попить чая или кофе — кто что предпочитает.

Красивое фото получилось, не правда ли? Поехали дальше, после того как мы подкрепились, можно перейти к самому, на мой взгляд, кропотливому делу – оттирание бумаги с текстолита. Аккуратно сдираем бумагу, дабы не оторвать её вместе с нашими дорожками.

Все что останется, без фанатизма, подушечками пальцев оттираем.

Затем переходим к немаловажному делу – травлению. Травлю обычно в хлорном железе, так как это быстрее, нежели травление в медном купоросе (первое время им травил, но был разочарован, т.к. ожидание доходило до 2-х суток). Аккуратно кладем плату в раствор, чтобы не разбрызгать.

Теперь можно сходить прогуляться, или заняться каким – либо другим делом. Прошел час, можно доставать нашу плату. Обычно травится быстрее, но текстолит нашел в магазине только 2-х сторонний, да и раствор не первой свежести. Достаем плату и видим наши дорожки.

Дорожки находятся сейчас под тонером, его нужно счистить. Многие это делают ацетоном, или другим растворителем. Я это делаю той же самой мелкой шкуркой.

Вот и все, этап приготовления платы для схемы темброблока пройден. Далее будет интереснее — сверлим отверстия для деталей.

Сверлить кроме как дрелью больше нечем, это крайне не удобно, тем более, что у нее патрон шатается. Так что сильно не ругайте за кривые отверстия:)

Производим пайку деталей темброблока. Начинаем это делать с сокета (разъема) для микросхемы TDA1524A.

Теперь паяем все перемычки и мелкие детали. Микросхему вставляем в последнюю очередь, так как во время пайки она может перегреться и выйти из строя, что очень печально.

Ну вот в принципе и все! Ниже смотрите фото моего темброблока.

После пайки проверяем отсутствие короткого замыкания, соплей между дорожками если ничего подобного не замечено, то можно смело включать. Видео демонстрации работы устройства:

Первый запуск всегда провожу с последовательным подключением автомобильной 12-ти вольтовой лампочки (для токоограничения в случае КЗ). Темброблок собрал — все прекрасно работает. Статью написал: Евгений (ZhekaN96).

В настоящее время очень популярны MP3-плееры с встроенной флэш-памятью, это очень миниатюрные цифровые индивидуальные средства аудиовоспроизведения, работающие на головные телефоны.

Многие из них кромефункции воспроизведения аудио-файлов, записанных в них посредством персонального компьютера, имеют встроенные УКВ-ЧМ или многодиапазонные цифровые приемники и функцию звукозаписи как от встроенного микрофона, так и от встроенного радиоприемника.

Практически, -аудиоцентр размером с наперсток. Одна проблема, - работают они только на наушники. Для громкого воспроизведения необходим дополнительный внешний УНЧ и акустические системы.

Как вариант, -можно использовать активные «колонки» для персонального компьютера, но недорогие «компьютерные колонки» обычно вообще не знакомы с понятием «качество звука», а более качественные и стоят многократно дороже.

Принципиальная схема УНЧ

Здесь приводится схема самодельного весьма бюджетного стерео-УНЧ с вполне приличным качеством звучания (на уровне недорогого стационарного компактного музыкального центра). Усилитель двухканальный, выдающий по 6W на канал при КНИ на частоте 1000 Гц не более 0,6%. Максимальная мощность 9W на канал.

В усилителе есть аналоговые регуляторы тембра по НЧ и ВЧ, регулятор громкости и стереобаланса. При работе можно пользоваться как ими, так и органами регулировки источника сигнала (МП-3 плеера).

Входное сопротивление УНЧ относительно велико (100 кОм), поэтому если сигнал будет подаваться на вход УНЧ не с линейного, а с телефонного выхода МП-3 плеера может потребоваться создать эквивалент головных телефонов для нагрузки телефонного усилителя источника сигнала. Сделать это можно включив параллельно каждому входу этого УНЧ по одному сопротивлению 30-100 Ом.

Эти сопротивления будут играть роль катушек головных телефонов. Однако, эквивалента нагрузки может и не потребоваться, - все зависит от схемы выходного каскада телефонного усилителя конкретной модели МП-3 плеера.

Рис. 1. Принципиальная схема усилителя НЧ на TDA2003 для смартфона или плеера.

Схема УНЧ показана на рисунке. Она построена на основе двух микросхем TDA2003. Это интегральные УМЗЧ, аналогичные микросхемам К174УН14.

Практически микросхема TDA2003 представляет собой мощный операционный усилитель, работающих с однополярным питанием, и коэффициент усиления его определяется параметрами цепи ООС, включенной между инверсным входом и выходом. Здесь тоже самое. В частности изменять коэффициент усиления можно подбором сопротивления R18 или R22 (для другого канала).

Это может потребоваться для корректировки коэффициента усиления под конкретный источник сигнала (изменение чувствительности), а так же, если это необходимо, для выставления равенства чувствительности в каналах (например, с учетом акустической обстановки помещения, где данный УНЧ будет работать). Впрочем, для регулировки соотношения усиления в каналах есть регулятор стереобаланса на переменном резисторе R8 которым регулируется соотношения шунтирования полу-резисторов сдвоенного R7 (регулятора громкости).

Входной сигнал поступает через два разъема L и R. Это «азиатские» разъемы. Для подключения к выходу МП-3 плеера нужно сделать кабель, - на одном конце соответствующий телефонный штекер, на другом два «азиатских» штекера. Со входа сигнал поступает на пассивную схему регулировок.

Сначала регулятор тембра по ВЧ (R1) и НЧ (R6). Затем регулятор громкости на сдвоенном переменном резисторе R7 и регулятор стереобаланса R8.

Со схемы регулировки сигналы каналов поступают на два УМЗЧ на микросхемах А1 и А2.

Источник питания

Источник питания трансформаторный, на низкочастотном силовом трансформаторе Т1 типа 109-01AF11-01. У него первичная обмотка на 220V, а вторичная на 26V и ток 2,2А с отводом от средней части. Отвод образует среднюю точку (GND).

Поскольку есть отвод от центра вторичной обмотки, схему выпрямителя решено было сделать по двухполупериодной схеме на двух диодах VD1 и VD2.

Рис. 2. Принципиальная схема источника питания для самодельного усилителя НЧ на TDA2003.

Источник не стабилизированный. Можно использовать другой трансформатор с аналогичными параметрами. Если будет одна обмотка на 11-13V, схему выпрямителя нужно будет сделать мостовой на четырех диодах. Можно питать и от готового источника, постоянным напряжением 12-18V при токе не ниже 2 А, например, от блока питания какой-то компьютерной периферии или оргтехники.

В заключение

Акустические системы содержат по два динамика, - один средненизкочастотный (широкополосной) мощностью 25W сопротивлением 4 Ом, и один высокочастотный мощностью 15W и сопротивлением 8 Ом. Высокочастотный динамик подключается через конденсатор С13 (С14), который вместе с сопротивлением высокочастотного динамика образует простейший фильтр ВЧ.

Широкополосные динамики FD115-7, высокочастотные типа FDG20-1. В принципе, можно использовать другие акустические системы, задавшись параметрами - максимальная мощность не ниже 10W, сопротивление 4 Ом.

При работе микросхемы нагреваются, поэтому им требуется теплоотвод. Радиаторы можно сделать из оцинкованного металлического профиля, который используется для сборки каркасов конструкций из гипсокартона (потолки, перегородки). Для каждого радиатора нужно отрезать по два куска длиной 20-25 см.

Затем один из кусков разрезать вдоль на две одинаковые части в виде двух уголков. Далее два уголка складывают «вперекрышку» и помещают в середине целого куска. Все сопрягаемые поверхности нужно промазать теплопроводной пастой.

В середине конструкции сверлят отверстие куда крепят микросхему.

Решил послушать как звучит усилитель класса Д на IRS2092. После недолгих
поисков на Али был сделан заказ. Ради интереса «как оно звучит» для него был так же заказан и темброблок.
Так как усилитель ещё в дороге а темброблок уже пришёл то решил
сделать обзор пока на него. Как придёт усилитель сделаю обзор и на
него с замерами.
Плата пришла в конверте с пупыркой. В комплект входит сама схема и
четыре ручки на резисторы. Флюс везе отмыт пайка более менее
аккуратная. Разводка платы средняя. Регуляторы на фото - с лева на право - ВЧ, СЧ, НЧ, Громкость.

На плате установлены ОУ NE5532P


Так же на плате расположены цепи стабилизации питания (L7812 и L7912) и выпрямитель.
Можно подавать переменное напряжение с трансформатора для питания
платы.
Принципиальная схема регулятора похожа на эту


Отличаются номиналы некоторых резисторов и отсутствие некоторых проходных
конденсаторов.

Теперь самое главное - тесты.
Тестировал на этой карте

Creative Sound Blaster X-Fi Titanium PRO с небольшой доработкой - полностью за экранирована обратная сторона печатной платы, заменён выходной ОУ на OPA2134, все конденсаторы по питанию шунтированы керамикой.
АЧХ (розовым цветом - со входа на выход миную темброблок, синим цветом
- через темброблок - все регуляторы тембра в среднем положении)


Виден небольшой подъём на на низких частотах (ниже 200Гц) и завал на
высоких (выше 6кГц)
Регуляторы НЧ в крайних положениях


Регуляторы СЧ в крайних положениях


Регуляторы ВЧ в крайних положениях

КНИ «THD», правый канал идёт минуя темброблок для сравнения (с выхода карты на
вход), КНИ темброблока 0.016%, хотелось бы поменьше конечно. Пробовал ставить OPA2134 вместо родных ОУ, искажения немного снизились но незначительно, скорее всего из за не совсем правильной разводки платы.


Зависимость КНИ от частоты (правый канал идёт минуя темброблок,
розовый цвет на графике)


Темброблок не инвертирует фазу сигнала (правый канал идёт минуя темброблок,
розовый цвет на графике)

Довольно средний по качеству блок, для домашних поделок пойдёт если устраивает КНИ.
Ставить в планируемый усилить вряд ли буду из за высоких
гармонических искажений. Буду разводить плату сам, и собирать темброблок.
Надеюсь инфа была полезна.