Программирование, радиоэлектроника,
саморазвитие и частичка из моей жизни здесь...

Усилитель мощности ЗЧ своими руками ( Phoenix-P400 )

Шутка про то как греются радиаторы усилителейКак и у каждого, кто занимается радиоэлектроникой, у меня была маленькая мечта сделать себе мощный усилитель и раздобыть к нему мощные акустические системы чтобы можно было наслаждаться мощным качественным звуком, слушать музыку, смотреть фильмы, понервировать соседей и т.п.

Сперва я расскажу о том как возникла идея собрать мощный самодельный усилитель на четыре канала, потом приведу выдвигаемые мною требования к аудио усилителю мощности, поделюсь фото готового устройства.

Содержание:

  1. Как возникла идея создания усилителя
  2. Требования к усилителю мощности ЗЧ
  3. Что получилось в результате
  4. В завершение

Как возникла идея создания усилителя

С колонками мне повезло - мой дядя подарил мне свои "Амфитон 100АС-022". Я был просто счастлив увидев колонки почти в половину своего роста, но вот раскачивать их было не чем - в компе тогда стояла звуковая плата от Analog Devices (ISA ) с выходом 2х18Вт(да были такие, не удивляйтесь) чего мне было явно маловато.

К тому же появились еще две пары (4шт) колонок Радиотехника S-30B, которые я себе отреставрировал, купив их у знакомых за копейки. Хотелось иметь 4 канала, чтобы можно было посмотреть кино с квадро или псевдо-квадро эффектом. Позже я использовал автомобильный усилитель 4х10Вт но его мощности явно не хватало для воплощения моих фантазий )

Потому было принято решение осуществить свою небольшую мечту, идеи к которой уже вынашивались не один год - смастерить мощный усилитель с индикаторами мощности, разными прикольными ручками-крутилками громкости и т.п.

Требования к усилителю мощности ЗЧ

В данной статье я положу начало циклу статей о том как я мастерил свой усилитель Phoenix-P400 (4x100Ватт), как делались отдельные конструктивные узлы и схемы, корпус, передняя панель и какие технологии использовались.

Основные параметры усилителя Phoenix-P400:

  • Количество каналов:  4
  • Номинальная мощность каждого канала на нагрузке 4Ом:    80Вт
  • Максимальная мощность каждого канала на нагрузке 4Ом:  100Вт
  • Номинальное входное напряжение: 250мВ
  • Коеффициент гармоник на частоте 1КГц:  0.004%
  • Коеффициент гармоник на частоте 20КГц: 0.03%
  • Скорость изменения выходного напряжения: 10В/мс
  • Питание: сеть 220В/50Гц

Основные возможности усилителя:

  • Плавное включение питания + софтстарт
  • Возможность отключения каждой из пар каналов 2+2
  • Защита АС от попадания постоянного напряжения на выход УМЗЧ
  • Задержка подключения АС при включении питания
  • Ступенчатая регулировка уровня громкости для каждой пары каналов (переключателями)
  • Логарифмическая индикация уровня выходной мощности для каждого канала (9 ячеек индикации + 1 опасная перегрузка)
  • Индикация температур в уровнях от 9 до 0 для:  а)трансформатора  ИП  б)шасси    в)транзисторов УМЗЧ
  • Система термо-контроля и охлаждения для транзисторов УМЗЧ и трансформатора источника питания
  • Индикация состояния вентиляторов охлаждения
  • Индикация перегорания предохранителя в цепи питания
  • Гнездо для наушников

Что получилось в результате

Сразу скажу что сначала данный усилитель я планировал делать как полный УМЗЧ с электронной регулировкой громкости/тембра и стереопроцессорами, а также управлением всем этим добром при помощи компьютера через RS-232 интерфейс, но потом оказалось что места в корпусе катастрофически не хватает под этот весь "фарш":

схемы

Было принято решение собрать лишь усилитель мощности с защитами, софт-стартом и индикацией, а все остальное - в отдельном устройстве как нибудь позже...

Для начала покажу вам несколько фото готового устройства, чтобы было понятно о чем будет идти речь:

Самодельный усилитель НЧ Phoenix-P400

Рис. 1. Усилитель НЧ Phoenix-P400 - вид спереди (выключен)

Усилитель НЧ Phoenix-P400 - вид спереди (включен)

Рис. 2. Усилитель НЧ Phoenix-P400 - вид спереди (включен)

Самодельный усилитель НЧ Phoenix-P400 вид сверху

Рис. 3. Усилитель НЧ Phoenix-P400 - вид сверху под углом

Усилитель НЧ Phoenix-P400 - вид сзади на панель коммуникаций

Рис. 4. Усилитель НЧ Phoenix-P400 - вид сзади на панель коммуникаций

Усилитель НЧ Phoenix-P400 - вид со снятой верхней крышкой

Рис. 5. Усилитель НЧ Phoenix-P400 - вид со снятой верхней крышкой.

В завершение

Извиняюсь перед читателями за качество фотографий, делались они уже достаточно давно и на дешевую мыльницу, в разное время и при разном освещении.

Мои статьи по изготовлению усилителя Phoenix-P400:

  1. Усилитель мощности низкой частоты на микросхеме TDA7250
  2. Схема выпрямителей и стабилизаторов (блок питания), изготовление трансформатора
  3. Устройство задержки включения и защиты громкоговорителей
  4. Схема индикатора выходной мощности УНЧ (светодиоды+КТ315)
  5. Самодельный корпус и передняя панель для усилителя Phoenix P-400
  6. Продолжение следует...
Комментарии к публикации (23):
Alexandr #1Alexandr
06 Декабрь 2012 15:48

а вы собираетесь выкладывать инфу, по индикаторам уровня сигнала, защиты АС? Софтстарт и задержка подключения Ас разве не одно и то же?

0
ph0en1x #2ph0en1x
06 Декабрь 2012 16:02

Да, информация на стадии подготовки, постараюсь в следующих постах рассказать о всех узлах и о изготовлении корпуса/передней панели.
Задержка подключения АС - схема для подключения АС после нескольких секунд, когда конденсаторы ИП уже заряжены, усилитель мощности работает, поэтому никаких щелчков и тресков при включении усилителя, также реализована защита от попадания постоянного напряжения на динамики и перегрузки по сигналу - все это одна несложная схемка, которая работает отлично!
Софтстарт - двухступенчатая подача питания 220В на всю схему чтобы сократить к минимуму стресс источника питания и плавно зарядить конденсаторы (80 000 Мкф), так как стартовый ток получается достаточно большой. Сначала включается все через гасящий резистор, а через пару секунд через другой резистор очень малого споротивления уже для рабочего состояния.

+3
Alexandr #3Alexandr
06 Декабрь 2012 18:39

отлично, жду с нетерпением)
Если честно, нигде еще не видел подобного агрегата, сделанного вручную! Выше всяких похвал! Респект тебе!)
Насчет трансформатора, ты его сам мотал или выдергнул откуда то?

+1
ph0en1x #4ph0en1x
06 Декабрь 2012 20:27

Спасибо за позитивный отзыв )
Трансформатор мотал вручную, в принципе ничего сложного. Следующую статью буду писать о блоке питания, там как раз и расскажу как мотать тороидальный трансформатор.

+1
Alexandr #5Alexandr
07 Декабрь 2012 17:10

то, что намотать его нет труда -ет я знаю, проблема найти подходящий сердечник, теперь жду след статьи)

0
Alexandr #6Alexandr
14 Декабрь 2012 19:50

когда обновишь публикацию, напиши пж в коменте, что обновил, потому что публикация с усилителем обновилась только пару дней назад

+1
ph0en1x #7ph0en1x
14 Декабрь 2012 20:32

Постараюсь на следующей неделе запостить уже 1-2 статьи по усилителю, эту неделю полностью загруз в разных оффлайн-делах wacko

0
ph0en1x #8ph0en1x
18 Декабрь 2012 08:52

В этом посте добавил фото всех готовых плат устройств и узлов, что были изготовлены и отлажены при планировании устройства. Написал новый пост:

Изготовление и схема блока питания для усилителя Phoenix P-400

0
Alexandr #9Alexandr
18 Декабрь 2012 12:28

разве для данного усилителя требуется предусилитель, или это для линейного входа?
Схемы логики - это для управления с компьютера, на сколько я понял?

0
ph0en1x #10ph0en1x
18 Декабрь 2012 14:05

Усилитель на данный момент у меня без предусилителей, хотя я планировал их установить. Выходного сигнала звуковой карты компьютера хватает чтобы раскачать усилок на всю катушку.

Схема логики планировалась для управления всеми компонентами полного усилителя(стереопроцессоры, темброблоки, регуляторы громкости) при помощи кнопочек на лицевой панели, а потом еще думал прилепить к этой логике простой микроконтроллер и управлять всем этим добром также через компьютер посредством ком-порта RS232(на задней панели усилителя предусмотрел ком-порт).

Но просчитавшись немножко с планировкой я сделал просто усилитель мощности без всего этого фарша, может оно и к лучшему - звук чище и качественнее! )

0
Alexandr #11Alexandr
18 Декабрь 2012 18:01

и звук чище, и удобней все таки, ни какие кнопки не заменят крутилки!)

+2
Александр #12Александр
01 Июнь 2013 09:05

Слушай, я тут подумал, ведь для подачи сигнала с разных входов нужен грамотный переключатель, но таких в интернете нема( так вот, ты не знаешь хотябы название такого девайса? А то я кроме триггера. В нэте ничего не нарыл, ах да, почему не механический- входов 7, да и места в корпусе нет для механикиsmile

0
ph0en1x #13ph0en1x
01 Июнь 2013 11:59

Такие устройства называются: "селектор входных сигналов", "коммутатор сигналов" и т.п.
Можно использовать многопозиционный двухсекционный переключатель, например вот такой RCL371-2-6-4 :

многопозиционный переключатель
А можно собрать на интегральной микросхеме - Селектор сигналов на TDA1029(К174КП1) (4 канала) + печатная плата , к этой схеме можно подключить также светодиодную индикацию выбранного канала как в наборе МастерКит.

Можно также собрать селектор на основе 561КТ3(4 МОП-ключа), вот схемки:

На 7 каналов схем коммутации я не встречал, придется разрабатывать самостоятельно или же комбинировать готовые схемы.

+2
Alexandr #14Alexandr
01 Июнь 2013 12:55

понятненько, а если собрать в параллель два К561КП2, ну один на левый, а другой на правый канал, и одну кнопку сразу на два канала?
по принципу действия - кнопка не фиксируется, т.е. управление происходит одним импульсом?

0
ph0en1x #15ph0en1x
01 Июнь 2013 14:12

Для схемы что представил на К561КП2 нужны блокируемые переключатели или же доделать до нее триггеры с кнопками. Лучше все же использовать схемы на 561КТ3 - там на кнопках, во второй схеме на одной кнопке перебор входов. К тому же КТ3 по шумовым характеристикам намного лучше.
Также порылся в инете и насобирал несколько схем на счетчиках и дишифраторах, есть две на 8 позиций, подключаешь к ее выходам ключи на КП1 или КТ3 и дело в шляпе. Вот лови: Электронные переключатели на 4 и 8 позиций

0
Alexandr #16Alexandr
01 Июнь 2013 15:27

спасибо )
и вопрос насчет схем:
в 1-ой:
там красным обведены контакты - это что значит? Что за резисторы (написано 2 номинала и не указано к каким резисторам относятся)
во 2-ой:
оборванные выводы к земле или оставить их в обрыве? (15 нога на к155ив1, 2,7,10,12,13,14,15 на К155ТМ8 питание нужно только для одной схемы?
ах да, и я ошибся, входов 6, а выходов 7, ну там я уже разобрался, соберу на ОУ разветвитель сигнала
и наверно разумней было бы подключать две TDA1029 вместо четырех 561кт3?

0
ph0en1x #17ph0en1x
01 Июнь 2013 21:13

Насчет 1й и 2й схем не могу утверждать, нужно читать справочники и пробовать, скорее всего выводы не используются.
Нарыл еще пару схем - обновил архив выше, перекачай и посмотри.
Также нашел тебе схему простого сенсорного переключателя на 6 позиций: Квазисенсорный переключатель на шесть положений
Что использовать на выходе TDA1029 или 561кт3 - решай сам, я бы использовал последнюю.

0
Alexandr #18Alexandr
02 Июнь 2013 13:03

о, спасибо!) пошел собирать)

0
Сергей. #19Сергей.
27 Ноябрь 2013 15:33

Здравствуйте, ph0en1x.Очень заинтересовала Ваша схема УМ.Сейчас реанимирую ОДИССЕЙ 010,хочу попробовать заменить в нём УМ на Ваши.
Если можно размеры печатной платы.Нарисовать думаю смогу.
С уважением Сергей.

0
ph0en1x #20ph0en1x
27 Ноябрь 2013 21:44

Усилитель мощности низкой частоты на микросхеме TDA7250
Печатная плата, которую я рисовал вручную, имеет размеры: 116x50 (мм). Определить размеры печатной платы, что нарисована в SprintLayout, можете распечатав ее в нужном вам масштабе.

0
ph0en1x #21ph0en1x
04 Март 2014 13:56

Сегодня получил письмо от человека, которому понравился мой усилитель, он просит рассказать как можно повторить такое устройство.
Я решил поделиться с сообществом теми советами что я ему отписал...

 

Насчет самодельного усилителя.
В свое время, когда я планировал собрать себе УМЗЧ - это тоже были только мечты, идеи черпались из журналов Радио, интернета и других источников.
В то же время я был далеко не проффи в радиоэлектронике (в принципе как и сейчас), был студентом первых курсов и времени на все постоянно не хватало. Помнится как на парах сидел и, пропуская мимо ушей скучные трепетание лекторов, рисовал структурные схемы своего усилителя, прикидывал что и как.

Не спеша, понемножку и с терпением нужно начинать что-то делать, а потом все пойдет как по накатанной схеме. Да, будут и разочарования, что-то не заработает сразу - это нормально, это опыт которого вам больше нигде не получить кроме как на своих ошибках. А когда все будет получаться, да еще и после неудач - это мегакайф!!!

Для начала делайте саму схему УМЗЧ на транзисторах или на микросхемах. Схем сейчас просто завал, не то как в мои времена. Выберите себе подходящую по мощности и параметрам, другим характеристикам, не поленитесь почитать про этот усилитель отзывы и рекомендации в интернете на форумах и сайтах - решите подходит ли вам схема или нет.
Где искать схемы:
http://cxem.net/
http://radiostorage.net/
https://google.com и другие поисковые системы.

Собрав плату УМЗЧ соберите простой выпрямитель с конденсаторами для проверки работоспособности УМЗЧ - здесь как все заработает, я уверен что вы пол дня проведете возле тестирования своего УМЗЧ на музыкальных композициях разных стилей если у вас еще и хорошие колонки - проверено ))

После того как собрано 2(или сколько нужно) каналов УМЗЧ можно думать что бы еще прикрутить к своему усилителю. Здесь можно много всего, придумайте и выберите то что наиболее доступно:

  • индикаторы выходной мощности для каждого канала (у меня на транзисторах, проще сделать сейчас на микросхемах).
  • цифровые регуляторы громкости (кнопочками) или же просто на переключателях-переменных резисторах.
  • схему питания ждущего режима для всей конструкции (позже планирую написать статью к циклу статей о моем УМЗЧ, схему придумывал сам, она простая).
  • систему термоконтроля (в моем усилителе она, как оказалось, почти не нужна - у меня весь корпус это большой теплоотвод для транзисторов).
  • разные цветомузыкальные эффекты
  • система управления через микроконтроллер и программу на компьютере.
  • и т.д и т.п

Параллельно с изготовлением других узлов уже нужно задумываться о будущем корпусе - из чего он будет сделан, какой формы и размеров, какие радиаторы для транзисторов будут выбраны и как они будут вписываться в корпус усилка.
Планируем переднюю панель усилителя - что на ней должно быть, какие элементы управления, нужны ли надписи и как их лучше выполнить.

Не старайтесь кого-то повторить, сделайте свой уникальный дизайн корпуса, включите фантазию и перестаньте бояться что что-то не выйдетполучится.

И еще - запаситесь терпением, да за месяц можно в гиперактивном режиме сделать усилитель но он далеко будет не тот о котором вы себе мечтали и планировали, не спешите. Побродите по радиобазаре, посмотрите что есть у барахольщиков - корпуса, радиаторы, трансформаторы, светодиодики и т.п. Потом в уме прикинув что и как можно совместить начнет вырисовываться дизайн будущего усилителя.

А дальше - работа, работа, работа.... и УСПЕХ!

+4
Evgeniy #22Evgeniy
16 Май 2016 11:21

Почему каналы работают только по отдельности?Одновременное подключение дает только шум.Подскажите.

0
ph0en1x #23ph0en1x
18 Май 2016 11:07

Скорее всего неправильно развели выводы штекера для входного сигнала, земля усилителя должна быть соединена с землей источника сигнала, для выяснения лучше все прозвонить тестером.

0