Усилитель низкой частоты вашего ПК
Приобретая компьютер или планируя его очередную модернизацию, стоит задуматься о выборе хорошего аудиоадаптера и качественной акустической системы. С аудиоадаптером все достаточно просто — даже не очень дорогие материнские платы имеют вполне сносные характеристики встроенного звука. Для особо искушенных меломанов существует обширный перечень относительно недорогих, но весьма качественных звуковых плат. С акустическими системами все не так однозначно. Большинство предлагаемых активных колонок, а в области малобюджетных предложений — все без исключения имеют крайне низкие качественные показатели. Экономия на звуке рано или поздно может стать причиной разочарования. В свое время я приобрел сабвуфер и сателлиты со средними техническими характеристиками. Нельзя сказать, чтобы они плохо звучали — просто захотелось чего-то большего. Конечно, можно просто купить новую активную акустическую систему. Но существует альтернатива и вполне убедительные аргументы в ее пользу. И дело даже не столько в стоимости нового приобретения, сколько в желании ощутить причастность к творческому началу, испить из источника вдохновения в продолжение технологического процесса, дабы постичь удовлетворение результатом:). Это хобби, и, если вы знаете, какой стороной нужно держать паяльник, то данный материал будет вам интересен.
В немногочисленном ряду товаров, которые неплохо делали и делают отечественные производители — пассивные акустические системы.
Доказательства тому — во-первых, различия в стандартах. Отечественный стандарт для звуковой аппаратуры оценивает полосу пропускания неравномерностью в 1 dB, в то время как зарубежный — в 3 dB, для акустики — 10 dB. На практике это означает, что оборудование с одинаковыми представленными параметрами частотного диапазона по отечественному стандарту имеет значительно более широкую полосу, поскольку граничная точка в области завала АЧХ на высоких частотах по зарубежному стандарту выбирается правее. Во-вторых, компьютерная акустика, даже самая габаритная, имеет относительно небольшие размеры, поэтому получить от нее хорошую отдачу на низких частотах, мягко говоря, затруднительно. В конце концов, качество отечественных АС легко оценить на слух. Очень многие не уступают зарубежным — в первую очередь это касается мощных пассивных колонок С90 либо более поздних разработок этого типа. У меня как раз давно "скучали" в гараже колонки "Орбита" (модификация С90 с измененным дизайном) от старого музыкального центра. Для подключения таких колонок к компьютеру необходимо собрать усилитель. Наиболее простое решение — построить его на базе блока электронных регулировок и оконечных усилителей интегрального исполнения. Усилительные устройства на интегральных схемах не требуют дополнительных настроек после монтажа, надежны в работе, поскольку содержат встроенные средства защиты, и имеют хорошие качественные показатели. Схему можно спаять самостоятельно либо приобрести блоки с готовой распайкой навесных элементов. Разница в стоимости весьма незначительна.
Выбирая схему, желательно предусмотреть достаточный запас по мощности. Это необходимо не для постоянного напоминания соседям о наличии у вас усилителя. При равном, пусть и небольшом, уровне громкости более мощный усилитель имеет меньшие искажения, в первую очередь, по коэффициенту гармоник. Конструктивно усилитель можно изготовить в виде самостоятельного блока, но, поскольку возле компьютера всегда ощущается некоторый дефицит жизненного пространства, я сделал его встроенным. Собственно усилитель смонтирован на шасси от привода 5-дюймового флоппи- диска, который легко установить в системный блок. Достаточно удалить лишние переборки, чтобы освободить место для плат оконечных усилителей, радиаторов, на которые они устанавливаются, и блока регулировок. В качестве несущей конструкции вместо привода флоппи-диска хорошо подойдет корпус от старого привода CD-ROM. Заготовкой для передней панели может стать заглушка системного блока. Двухполярный блок питания усилителя смонтирован в корпусе блока питания компьютера, для которого также легко найти место внутри системника. Входные и выходные разъемы вынесены на стандартную панель от аудиоадаптера и установлены на тыльной стороне корпуса системного блока. Внешний вид усилителя представлен на рис. 1. В таком конструктивном исполнении можно реализовать самые различные варианты устройства. Выбирая оконечный усилитель, я остановился на микросхеме TDA7294. По типовой схеме включения она отдает в нагрузку 100 W, а с дополнительным транзисторным каскадом на выходе — 180 W! Схема работает в широком диапазоне питающих напряжений — от (10 V до (40 V. При мощности 5 W коэффициент гармоник составляет 0,005%, при 27 W — 0,01%. С неравномерностью АЧХ 3 dB полоса пропускания составляет 20-20.000 Hz. Проще говоря, приятные по всех отношениях параметры и относительно немного навесных элементов в типовой схеме включения. Полная электрическая схема усилителя представлена на рис. 2. Если приобретаются готовые узлы, то весь монтаж сводится к разводке входных, выходных и питающих цепей.
Для устройства предварительной обработки я использовал микросхему LM1038, которая представляет собой предварительный усилитель с электронной регулировкой баланса, тембра и уровня с тонкомпенсацией. Помимо исключения шумов от резисторов, электронная регулировка предоставляет дополнительные возможности. При желании несложно реализовать схемы цифрового кнопочного управления (реверсивные счетчики плюс несколько ЦАП) и дополнить ее элементами индикации (дешифраторы, ЖКИ либо светодиодные матрицы). В этом случае индикаторы будут отображать глубину регулировки (положение резисторов, в качестве которых используется схема цифровой электронной регулировки). При желании усилитель можно дополнить линейным индикатором уровня сигнала. Принципиальные схемы индикаторов несложно найти в Internet либо печатных изданиях для радиолюбителей. Представленный вариант усилителя содержит минимум излишеств. Перечисленные пожелания — это совет для тех, кто радиолюбительство причисляет к категории искусства. Плата предусилителя содержит интегральный стабилизатор питающего напряжения поэтому может подключаться непосредственно к положительной цепи питания оконечных усилителей. Микросхема имеет несколько более высокий коэффициент гармоник 0,1%, но доступные в продаже аналоги имеют более слабые характеристики. Остальные параметры микросхемы в типовом включении: уровень шумов <30 mkB, входное сопротивление >3 kOm, выходное — 20 Om. Вход предусилителя подключается к разъему линейного выхода звуковой платы прямой перемычкой. Перемычка Sw1 включает либо отключает тонкомпенсацию. Перемычки Sw2, Sw3 на платах оконечных усилителей можно использовать для бесшумного включения усилителя. В рабочем состоянии они должны быть замкнутыми.
В представленном варианте устройства в качестве силового установлен унифицированный трансформатор ТПП268. Его использование нельзя признать удачным, поскольку усилитель запитывается пониженным напряжением, при этом теряется значительная часть выходной мощности. Я выбрал его из необходимости размещения блока питания усилителя в готовом корпусе компьютерного блока питания, который имеет ограниченный объем. При повторении устройства желательно использовать трансформатор, рассчитанный на большее выходное напряжение и ток нагрузки. Емкость фильтра можно использовать любую от 10.000 mkF и выше, а в мост выпрямителя установить любые диоды, рассчитанные на прямой ток 10 А. Блок питания — это единственное устройство, которое необходимо собрать из отдельных деталей, остальные компоненты принципиальной схемы несложно найти на радиорынке. Монтируя усилитель, я не применял каких-либо дополнительных средств экранировки входных цепей и не использовал дополнительных стабилизаторов напряжения на выходе блока питания для снижения уровня фона и внешних наводок. Наводки едва слышны на максимальной громкости при отсутствии входного сигнала. Но, поскольку характер источников помех внутри системного блока может зависеть от конкретной конфигурации вашего компьютера, эти меры не будут лишними. Готовое устройство производит очень хорошее впечатление. Теперь, посещая компьютерные фирмы, я потерял интерес к витринам с акустическими системами. Представленное устройство легко повторить, и, возможно, оно заинтересует не только радиолюбителей. Хорошие усилители для установки в корпус системного блока наверняка найдут покупателя, если кто-либо наладит их производство.
Сергей Андровенков ses@minsktrans.by
Доказательства тому — во-первых, различия в стандартах. Отечественный стандарт для звуковой аппаратуры оценивает полосу пропускания неравномерностью в 1 dB, в то время как зарубежный — в 3 dB, для акустики — 10 dB. На практике это означает, что оборудование с одинаковыми представленными параметрами частотного диапазона по отечественному стандарту имеет значительно более широкую полосу, поскольку граничная точка в области завала АЧХ на высоких частотах по зарубежному стандарту выбирается правее. Во-вторых, компьютерная акустика, даже самая габаритная, имеет относительно небольшие размеры, поэтому получить от нее хорошую отдачу на низких частотах, мягко говоря, затруднительно. В конце концов, качество отечественных АС легко оценить на слух. Очень многие не уступают зарубежным — в первую очередь это касается мощных пассивных колонок С90 либо более поздних разработок этого типа. У меня как раз давно "скучали" в гараже колонки "Орбита" (модификация С90 с измененным дизайном) от старого музыкального центра. Для подключения таких колонок к компьютеру необходимо собрать усилитель. Наиболее простое решение — построить его на базе блока электронных регулировок и оконечных усилителей интегрального исполнения. Усилительные устройства на интегральных схемах не требуют дополнительных настроек после монтажа, надежны в работе, поскольку содержат встроенные средства защиты, и имеют хорошие качественные показатели. Схему можно спаять самостоятельно либо приобрести блоки с готовой распайкой навесных элементов. Разница в стоимости весьма незначительна.
Для устройства предварительной обработки я использовал микросхему LM1038, которая представляет собой предварительный усилитель с электронной регулировкой баланса, тембра и уровня с тонкомпенсацией. Помимо исключения шумов от резисторов, электронная регулировка предоставляет дополнительные возможности. При желании несложно реализовать схемы цифрового кнопочного управления (реверсивные счетчики плюс несколько ЦАП) и дополнить ее элементами индикации (дешифраторы, ЖКИ либо светодиодные матрицы). В этом случае индикаторы будут отображать глубину регулировки (положение резисторов, в качестве которых используется схема цифровой электронной регулировки). При желании усилитель можно дополнить линейным индикатором уровня сигнала. Принципиальные схемы индикаторов несложно найти в Internet либо печатных изданиях для радиолюбителей. Представленный вариант усилителя содержит минимум излишеств. Перечисленные пожелания — это совет для тех, кто радиолюбительство причисляет к категории искусства. Плата предусилителя содержит интегральный стабилизатор питающего напряжения поэтому может подключаться непосредственно к положительной цепи питания оконечных усилителей. Микросхема имеет несколько более высокий коэффициент гармоник 0,1%, но доступные в продаже аналоги имеют более слабые характеристики. Остальные параметры микросхемы в типовом включении: уровень шумов <30 mkB, входное сопротивление >3 kOm, выходное — 20 Om. Вход предусилителя подключается к разъему линейного выхода звуковой платы прямой перемычкой. Перемычка Sw1 включает либо отключает тонкомпенсацию. Перемычки Sw2, Sw3 на платах оконечных усилителей можно использовать для бесшумного включения усилителя. В рабочем состоянии они должны быть замкнутыми.
В представленном варианте устройства в качестве силового установлен унифицированный трансформатор ТПП268. Его использование нельзя признать удачным, поскольку усилитель запитывается пониженным напряжением, при этом теряется значительная часть выходной мощности. Я выбрал его из необходимости размещения блока питания усилителя в готовом корпусе компьютерного блока питания, который имеет ограниченный объем. При повторении устройства желательно использовать трансформатор, рассчитанный на большее выходное напряжение и ток нагрузки. Емкость фильтра можно использовать любую от 10.000 mkF и выше, а в мост выпрямителя установить любые диоды, рассчитанные на прямой ток 10 А. Блок питания — это единственное устройство, которое необходимо собрать из отдельных деталей, остальные компоненты принципиальной схемы несложно найти на радиорынке. Монтируя усилитель, я не применял каких-либо дополнительных средств экранировки входных цепей и не использовал дополнительных стабилизаторов напряжения на выходе блока питания для снижения уровня фона и внешних наводок. Наводки едва слышны на максимальной громкости при отсутствии входного сигнала. Но, поскольку характер источников помех внутри системного блока может зависеть от конкретной конфигурации вашего компьютера, эти меры не будут лишними. Готовое устройство производит очень хорошее впечатление. Теперь, посещая компьютерные фирмы, я потерял интерес к витринам с акустическими системами. Представленное устройство легко повторить, и, возможно, оно заинтересует не только радиолюбителей. Хорошие усилители для установки в корпус системного блока наверняка найдут покупателя, если кто-либо наладит их производство.
Сергей Андровенков ses@minsktrans.by
Компьютерная газета. Статья была опубликована в номере 10 за 2006 год в рубрике железо
