Усилитель мощности НЧ своими руками - Phoenix P400

Шутка про то как греются радиаторы усилителей Как и у многих, кто занимается радиоэлектроникой, у меня была маленькая мечта - сделать себе мощный усилитель и раздобыть к нему не плохие акустические системы, чтобы можно было наслаждаться качественным звуком, слушая музыку, просматривая фильмы и т.п.

Сперва я расскажу о том как возникла идея собрать мощный самодельный усилитель НЧ на четыре канала, опишу желаемые параметры будущего аудио усилителя, поделюсь фото готового устройства.

В данной статье я положу начало циклу статей о самодельном усилителе мощности НЧ - Phoenix-P400 (4x100Ватт).

Содержание:

Идея создания усилителя НЧ
Технические параметры и возможности
Что получилось в результате
В завершение

Идея создания усилителя НЧ

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 моем компьютере тех времен была установлена звуковая плата от Analog Devices (на ISA шине) со встроенным усилителем НЧ на 2х15Вт (да были такие, не удивляйтесь) и длиной в половину системного блока, этой мощности было явно не достаточно для оценки потенциала новых АС.

К тому же, со временем появились еще две пары колонок Радиотехника S-30B (8Ом), которые были куплены их у знакомых за копейки и в последствии отремонтированы и отреставрированы.

Нужно было 4 канала усиления, чтобы можно было посмотреть кино с квадро или псевдо-квадро эффектом. Позже для этой цели был использован автомобильный усилитель НЧ 4х25Вт (так было написано на корпусе, в реальности явно меньше), но его мощности также не хватало для раскачки всех АС.

Было принято решение осуществить свою небольшую мечту, идеи которой вынашивались уже не один год - собрать мощный самодельный усилитель НЧ на 4 канала.

Техничекские параметры и возможности

Основные параметры усилителя Phoenix-P400:

Каналов усиления - 4;
Номинальная мощность каждого канала на нагрузке 4Ом - 70Вт;
Максимальная мощность каждого канала на нагрузке 4Ом -100Вт;
Номинальное входное напряжение - 250мВ;
Коэффициент гармоник на частоте 1КГц - 0.004%;
Коэффициент гармоник на частоте 20КГц - 0.03%;
Скорость изменения выходного напряжения - 10В/мс;
Питание - 220В/50Гц.

Основные возможности:

Плавная подача 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 трансформатора, шасси, транзисторов УМЗЧ;
Система термо-контроля для транзисторов УМЗЧ и трансформатора источника питания;
Индикация состояния вентиляторов охлаждения;
Индикация перегорания предохранителя в цепи питания;
Гнездо для наушников.

Что получилось в результате

Данный усилитель я планировал выполнить как полный УМЗЧ с различными дополнительными штучками:

электронная регулировка громкости и тембра;
стерео- и псевдо-стерео процессоры;
управление с компьютера через интерфейс RS-232.

Позже оказалось что места под все эти платки в заготовке корпусе катастрофически не хватает.

Рис. 1. Собранные платки различных модулей для будущего усилителя мощности звуковой частоты.

Было принято решение собрать в корпусе лишь сам усилитель мощности НЧ с защитами, софт-стартом и индикацией, а все остальное - в отдельном устройстве как нибудь позже. Возможность раздельно подключать и использовать УМЗЧ со схемами обработки сигнала - это хорошо!

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

Самодельный усилитель НЧ Phoenix-P400

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

Самодельный четырехканальный аудио усилитель - вид спереди, включен, без сигнала

Рис. 3. Самодельный четырехканальный аудио усилитель - вид спереди, включен, без сигнала.

Усилитель НЧ Phoenix-P400 - вид спереди (включен)

Рис. 4. Усилитель НЧ Phoenix-P400 - вид спереди (включен)

Самодельный усилитель НЧ Phoenix-P400 вид сверху

Рис. 5. Усилитель НЧ Phoenix-P400 - вид сверху под углом

Усилитель НЧ Phoenix-P400 - вид сзади на панель коммуникаций

Рис. 6. Усилитель НЧ Phoenix-P400 - вид сзади на панель коммуникаций

Рис. 7. Усилитель НЧ Phoenix-P400 - вид со снятой верхней крышкой (кликабельно).

В завершение

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

Изготавливал и рассчитывал все исходя из имеющегося на то время опыта. Вполне может быть что я что-то делал не так как нужно, чего-то не знал, прошу сильно не судить и сообщать об ошибках и неточностях.

Мои статьи по изготовлению усилителя Phoenix-P400:

Комментарии к публикации (20):

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

Информация на стадии подготовки, скоро будут новые публикации по усилителю.

Задержка подключения АС - схема которая подключает акустические системы к выходу усилителя НЧ через несколько секунд после подачи питания. В этот момент когда конденсаторы блока питания уже заряжены, усилитель мощности работает, поэтому никаких щелчков и тресков при включении усилителя нет.

Также реализована защита АС от попадания постоянного напряжения и перегрузки по сигналу - все это одна несложная схемка, которая работает отлично!

Софтстарт - двухступенчатая подача напряжения ~220В на трансформатор питания, чтобы сделать пиковую нагрузку на источник питания минимальной - плавно зарядить электролитические конденсаторы питания УНЧ (80000 Мкф), а также другие электролиты в схемах стабилизации питания.

Сначала все включается через гасящий резистор, а через пару секунд питание подается уже через другой резистор - очень малого сопротивления, для рабочего состояния.

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 выдернул откуда то?

Спасибо за позитивный отзыв :)

Трансформатор изготавливал самостоятельно, в принципе ничего сложного. Следующую статью буду писать как раз о блоке питания - там и расскажу как изготовить не сложный тороидальный трансформатор.

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

Когда обновишь публикацию, напиши пж в комменте, что обновил, потому что публикация с усилителем обновилась только пару дней назад.

Добавлены фото всех готовых плат для устройств и узлов которые были изготовлены и отлажены при планировании устройства.

Свежая статья: Изготовление и схема блока питания для усилителя Phoenix P-400

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

Усилитель на данный момент у меня без предусилителей, хотя я планировал их установить. Выходного сигнала звуковой карты компьютера хватает чтобы раскачать УМЗЧ на полную мощность.

Схема логики планировалась для кнопочного управления всеми компонентами полного усилителя - стереопроцессорами, темброблоками, регуляторами громкости. Также думал добавить к этой логике простой микроконтроллер и управлять через компьютер посредством интерфейса RS232 (на задней панели усилителя предусмотрел COM-порт).

Просчитавшись немножко с планировкой я собрал в корпусе только усилитель мощности, без схем обработки звука и управления к ним. Думаю что это к лучшему - звук будет чище и качественнее, а эти схемки можно будет всегда подключить как отдельные блоки )

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

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

Такие устройства называются: "селектор входных сигналов", "коммутатор сигналов" и т.п. Для подобной цели можно применить многопозиционный двухсекционный (сдвоенный) переключатель, например вот такой - RCL371-2-6-4:

многопозиционный переключатель RCL371-2-6-4
Также можно собрать переключатель каналов на интегральной микросхеме, например TDA1029 (К174КП1) для коммутации четырех стерео каналов. Вот пример схемы с простой светодиодной индикацией выбранного канала - Схема (JPG).

Вот схема еще одного селектора сигналов на основе микросхем 561КТ3 (4 МОП-ключа) - электронный селектор входов с малыми искажениями (статья, ZIP).

Схем коммутации на 7 каналов я пока что не встречал, придется разрабатывать самостоятельно или же комбинировать готовые идеи.

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?

Для схемы на К561КП2 нужны блокируемые переключатели, также можно добавить к ней 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.

Вот собрал несколько схем на счетчиках и дешифраторах, есть две на 8 позиций, подключаем к ее выходам ключи на КП1 или КТ3 и все готово. Электронные переключатели на 4 и 8 позиций

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?

Насчет 1й и 2й схем не могу утверждать, нужно читать справочники и пробовать, скорее всего выводы не используются. Обновил архив выше, добавил в него еще несколько схем селекторов сигналов.

Вот еще схема простого электронного переключателя аудио входов на 6 позиций: Квазисенсорный переключатель на шесть положений (статья, ZIP).

Какую из схем на TDA1029 (аналог К174КП1) или 561КТ3 использовать - решай сам.

о, спасибо!) пошел собирать)

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.

Усилитель мощности низкой частоты на микросхеме TDA7250

Печатная плата которую я рисовал вручную имеет размеры: 116x50 (мм). Определить размеры печатной платы, которая нарисована в SprintLayout, можете распечатав ее в подходящем масштабе.

Получил письмо от человека, которому понравился мой самодельный звуковой усилитель. Попросил меня рассказать как можно повторить такое устройство. Я решил продублировать данный ему ответ здесь, возможно кому-то он также будет полезен...

Насчет самодельного усилителя.
В свое время, когда я планировал изготовление УМЗЧ, это тоже были только мечты. Идеи для конструкции брались из журналов Радио, интернета и других источников.

В то же время в радиоэлектронике я был далеко не специалист (в принципе как и сейчас). Будучи студентом времени на все постоянно не хватало. Припоминаю как сидя на парах и пропуская мимо ушей речи некоторых не интересных мне лекторов, делал на листе бумаги наброски структурных схем своего усилителя, планировал что и как будет функционировать.

Считаю что подобный проект стоит планировать без спешки. На этапах реализации может случиться и так, что столкнетесь с разочарованием, что-то не заработает сразу, а что-то придется переделывать или вовсе кардинально изменять. В подобных неудачах нет ничего страшного - это очень ценный опыт, который сложно получить еще где либо, кроме как на своем "поле боя". Когда же все начнет получаться, да еще и после неудач - это просто не передаваемое ощущение!

Начинать стоит, пожалуй, с самого главного звена, из-за которого все и затевалось - хорошего усилителя мощности (УМЗЧ) на транзисторах или микросхемах. Схем сейчас полно и выбрать есть из чего. Берем подходящую по сложности, мощности и параметрам, не поленимся почитать про этот усилитель отзывы и рекомендации на форумах и сайтах в интернете.

Где искать подборки схем с усилителями НЧ: https://datagor.ru/, http://radiostorage.net, https://radiokot.ru/ и других подобных сайтах, а также в поисковых системах.

Для питания УМЗЧ понадобится собрать не сложный выпрямитель напряжения с набором сглаживающих электролитических конденсаторов. С блоком питания можно будет проверить работоспособность усилителя мощности, оценить его качество звука и выходную мощность.

После того как собрано два (или сколько нужно) каналов УМЗЧ, можно подумать о том что еще можно добавить к своему самодельному усилителю НЧ. Например:

Индикаторы выходной мощности для каждого канала (у меня на транзисторах, сейчас проще сделать на микросхемах);

Регуляторы громкости - цифровые (на кнопках) или же просто на переключателях с резисторами или переменных резисторах;

Схему ждущего режима и включения питания всей конструкции кнопкой или с пульта;

Схему плавного включения источника питания (для легкой и безопасной зарядки всех емкостей в БП);

Систему термоконтроля (в моем усилителе она, как оказалось, почти не нужна - у меня весь корпус это большой теплоотвод для транзисторов);

Разные цветомузыкальные эффекты, подсветку корпуса;

Система управления через микроконтроллер и программу на компьютере;

И так далее...

Параллельно с изготовлением других узлов и модулей сразу же стоит задуматься и о будущем корпусе. Прикинуть из чего он будет сделан, какой формы и размеров, какие радиаторы для транзисторов будут выбраны и как они будут закреплены.

Лицо корпуса УМЗЧ - передняя панель управления. Подумать что на ней должно быть, какие элементы управления, нужны ли надписи и каким методом их лучше наносить.

Не обязательно кого-то повторять, более классно сделать свой неповторимый дизайн корпуса. Для этого нужно включить фантазию и перестать бояться что что-то может пойти не так.

И еще раз: запастись терпением, не делать все в спешке. За месяц в ускоренном темпе конечно же можно собрать усилитель, но он, скорее всего, будет далеко не таким о котором мечтали и планировали.

Прогулка по радио-рынку и магазинам, обзор того что есть у продавцов электроники из старого и нового - корпуса, радиаторы, трансформаторы, светодиоды и т.п. И так понемногу начнет вырисовываться дизайн будущего усилителя из того что есть и что можно прикупить.

Все обязательно получится!

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

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