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

Усилитель мощности НЧ своими руками ( Phoenix-P400 )

Шутка про то как греются радиаторы усилителейКак 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:

  1. Идея создания усилителя НЧ
  2. Технические параметры и возможности
  3. Что получилось в результате
  4. 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.

схемы

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. 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 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:

  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 (20):
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

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.

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

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

+1
ph0en1x #6ph0en1x
18 Декабрь 2012 08:52

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

0
Alexandr #7Alexandr
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 #8ph0en1x
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 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 )

0
Alexandr #9Alexandr
18 Декабрь 2012 18:01

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 нете ничего не нарыл, ах да, почему не механический - входов 7, да и места в корпусе нет для механикиsmile

+2
ph0en1x #10ph0en1x
01 Июнь 2013 11:59

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

Вот еще схемы селекторов сигналов на основе микросхем 561КТ3(4 МОП-ключа):

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

+2
Alexandr #11Alexandr
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 #12ph0en1x
01 Июнь 2013 14:12

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

0
Alexandr #13Alexandr
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 #14ph0en1x
01 Июнь 2013 21:13

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 сенсорного переключателя на 6 позиций: Квазисенсорный переключатель на шесть положений
Что использовать на выходе TDA1029 (аналог К174КП1) или 561КТ3 - решай уже сам, я бы использовал последнюю.

0
Alexandr #15Alexandr
02 Июнь 2013 13:03

о, спасибо!) пошел собирать)

0
Сергей. #16Сергей.
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 #17ph0en1x
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, которая нарисована в SprintLayout, можете распечатав ее в подходящем масштабе.

0
ph0en1x #18ph0en1x
04 Март 2014 13:56

Получил письмо от человека, которому понравился мой самодельный усилитель. Просит рассказать как можно повторить такое устройство. Я решил решил опубликовать свой ответ, возможно кому-то будет полезен...

Насчет самодельного усилителя.
В свое время, когда я планировал изготовление УМЗЧ - это тоже были только мечты, идеи брались 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 и времени на все постоянно не хватало. Припоминаю как сидел на парах и пропуская мимо ушей скучные трепетание лекторов рисовал структурные схемы своего усилителя, прикидывал что и как будет функционировать.

Все нужно начинать не спеша и с терпением. Может быть что в процессе встретятся разочарования, что-то не заработает сразу - ничего страшного, это очень ценный опыт, которого вам больше нигде не получить. Когда же все начнет получаться, да еще и после неудач - это просто не передаваемое ощущение!

Сперва стоит изготовить схему самого главного звена - усилителя мощности (УМЗЧ) на транзисторах или микросхемах. Схем сейчас полно и выбрать есть из чего. Выберите себе подходящую по сложности, мощности и параметрам, не поленитесь почитать про этот усилитель отзывы и рекомендации в интернете на форумах и сайтах.

Где искать подборки схем с усилителями НЧ:

Для питания УМЗЧ нужно собрать не сложный выпрямитель с электролитическими конденсаторами. Теперь можно проверить работоспособность усилителя мощности, оценить его качество звука и выходную мощность.

После того как собрано 2 (или сколько нужно) каналов УМЗЧ можно подумать о том что бы еще добавить к своему усилителю НЧ. Придумайте и выберите то что наиболее доступно:

  • 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 или переменных резисторах;
  • Схему ждущего режима для питания всей конструкции;
  • 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 так далее...

Параллельно с изготовлением других узлов уже нужно подумать 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 устройства.

Планируем переднюю панель усилителя - что на ней должно быть, какие элементы управления, нужны ли надписи и как их лучше выполнить.

Не обязательно кого-то повторять, сделайте свой уникальный дизайн корпуса, включите фантазию и перестаньте бояться что что-то может пойти не так.

И еще - запаситесь терпением, не спешите.  За месяц можно в ускоренном режиме собрать усилитель, но он будет далеко не тот о котором вы себе мечтали и планировали.

Прогуляйтесь на радио рынке, посмотрите что есть у продавцов старого и нового - корпуса, радиаторы, трансформаторы, светодиоды и т.п. Понемногу начнет вырисовываться дизайн будущего усилителя из того что есть и того что можно прикупить.

+4
Evgeniy #19Evgeniy
16 Май 2016 11:21

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

0
ph0en1x #20ph0en1x
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