Малогабаритный УМЗЧ

Статья поможет собрать в домашних условиях хороший усилитель, не затрачивая при этом много времени и средств. Благодаря особенности конструкции корпуса УМЗЧ и применению специализированных микросхем, усилитель имеет малые габариты, высокое качество звука и большую мощность, отдаваемую в нагрузку. Поэтому он является очень мобильным.

Характеристики УМЗЧ

• Выходная мощность на нагрузке 4 Ом……2×22 (TDA1555Q) 2×18 (KIA6210)
• Полоса воспроизводимых частот, Гц …………20…20 000
• Чувствительность по входу, мВ …………………………250
• Коэффициент гармоник, не более …………………….0,2%
• Напряжение питания…..220 В, 50 Гц
• Габариты УМЗЧ, мм …….171x80x165

  Акустику рекомендую применять класса не ниже 35АС. Усилитель испытан совместно с акустикой 50АС 022 «Амфитон» и показал хорошую работу при длительной непрерывной эксплуатации на полную мощность.

  Схема УМЗЧ показана на рис.1.

Он состоит из предварительного усилителя с электронным темброблоком на микросхеме DA1 и усилителя мощности (УМ) на микросхеме DA2 (схемы включения микросхем типовые). Применив в УМ микросхему TDA1555Q, можно использовать встроенный «детектор искажений» при перегрузке усилителя на входе. Есть защиты от перенапряжения, перегрева, переполюсовки и короткого замыкания на нагрузке. Схема почти полностью повторяет опубликованную в [1] и поэтому особых пояснений не требует. Остановлюсь лишь на отличительных ее особенностях. От применения электронного коммутатора входов на микросхеме TDA1029 автор отказался, так как габариты корпуса усилителя очень малы, и установка на нем кнопок коммутации и входных разъемов затруднительна. К тому же изготовление УМЗЧ обходится дешевле, что немаловажно для радиолюбителя.
На практике автор пользуюется одним каким-либо источником звукового сигнала и очень редко переключаю на другой, поэтому вполне достаточно одного входа. Микросхему DA1 (TDA1524A) желательно запитать от стабилизированного источника питания DA3 (KP142EH8Б), что намного повысит надежность усилителя и даст возможность в широких для УМ. Топология печатной платы УМЗЧ и расположение элементов показаны на рис.2 и 3 соответственно.

Устанавливают элементы в следующем порядке: П1…П3, R, C и DA1…DA3, затем R4…R7 впаивают непосредственно в плату УМЗЧ. При желании можно установить перемычку П4 (рис.3), что обеспечит работу «детектора искажений», а установив R19, отключим «тонкомпенсацию» при регулировке громкости. Если по каким-либо причинам недоступна микросхема TDA1555Q, можно УМ выполнить на любой другой, на отдельной плате, например, KIA6210 и ее аналогах. Схема такого УМ представлена на рис.4, а топология печатной платы и расположение элементов — на рис.5 и 6 соответственно.

При применении микросхемы KIA6210 мощность будет немного меньше, уровень собственных шумов больше, «детектора искажений» не будет. МС KIA6210 намного дешевле, чем разрекламированная TDA1555Q, а имеет такой же «джентельменский» набор защит. При применении отдельной платы УМ основная плата остается без изменений, необходимо лишь исключить из схемы DA2, C12, C13 и П4. Схема блока питания (БП) УМЗЧ показана на рис.7.

Применение трансформатора с кольцевым ленточным сердечником (тороидального) обязательно.
Это обусловлено преимуществами «тора» перед другими типами магнитопроводов: минимальное рассеяние магнитного потока и малые габариты (масса), что в данной конструкции очень важно.
Автор применил «тор» с размерами (рис.8) а=1,75 см, b=4 см, c=3,5 см.

Он имеет обмотки: сетевую 220 В — 814 витков проводом ПЭВ-2 диаметром 0,5 мм и питающую 16 В — 60 витков проводом ПЭВ-2 диаметром 1,5 мм. Вначале магнитопровод покрывают в 2-3 слоя лакотканью. Наматывают сетевую обмотку с обязательной изоляцией лакотканью между слоями. Затем, отделив питающую обмотку от сетевой двумя слоями лакоткани, наматывают питающую обмотку. Потом покрывают трансформатор в 3 слоя лакотканью для предотвращения повреждения провода. Намотку выполняют с помощью челнока. Трансформатор можно приобрести готовый с необходимыми параметрами. Если есть «тор», отличающийся габаритами от описанного, то можно воспользоваться литературой [2], где подробно описан расчет любых трансформаторов.

Все платы изготовляют на одностороннем стеклотекстолите толщиной 1…1,5 мм. Резисторы и конденсаторы любых типов. Вместо электролитических конденсаторов С12, C13 (рис.1) можно применить конденсаторы типа К73-17 емкостью 0,15…0,47 мкФ. И наоборот, вместо С8…C11 — электролитические конденсаторы типа К50-35 емкостью 0,47…4,7 мкФ. Дальнейшее увеличение емкости повлечет некоторую инертность при регулировках резисторами R4…R7. Переменные резисторы R4…R7 типа СП3-33-32А 0,25 Вт, держатель предохранителя типа ДВП4-1В, разъемы для акустики стандартные двухштыревые или типа «тюльпан», или зажимы для оголенных проводов. Разъем Х1 «вход ЗЧ» типа ОНЦ-ВГ пятиштыревой или тоже «тюльпан». VD1…VD4 типа КД202 с любой буквой. Светодиод VD5 любой. Сетевой выключатель любой малогабаритный с одной группой контактов.
При исправных деталях и соблюдении правильности монтажа УМЗЧ начинает работать сразу и не требует никаких настроек.
Конструкция корпуса УМЗЧ. Основой корпуса являются два радиатора, предназначенные для установки двух транзисторов типа КТ805, КТ808 в металлическом корпусе или любой другой радиатор подходящих размеров. Все необходимые детали и их основные размеры, необходимые для изготовления корпуса, показаны на рис.9.

Внимание! На рис.9 деталь 5 рассчитана для крепления на ней стандартных разъемов (производства СССР), поэтому требуется доработка ее при применении других разъемов и переключателя.
Сборку начинают с установки резиновых или пластмассовых ножек (подойдут колпачки от различных тюбиков) на деталь 2. Затем крепят радиаторы (боковые стенки) деталь 3. На деталь 6 крепят с помощью резисторов R4…R7 плату УМЗЧ монтажом вверх и вставляют в пазы деталей 3. Крепят к радиатору микросхему TDA1555Q, предварительно уложив между ними слой из теплопроводящей пасты для лучшей теплоотдачи.

Далее (рис.10) устанавливают трансформатор Т1, конденсатор С28, плату диодного моста VD1…VD4, деталь 5 (рис.9) с уже прикрепленными к ней выключателем S1, держателем предохранителя FU1, разъемами для акустики и входным разъемом Х1. Продевают через резиновую втулку, установленную в отверстие под FU1, сетевой шнур. Теперь можно выполнить весь электромонтаж. Затем устанавливают деталь 4 со светодиодом VD5 и резистором R20 (монтаж навесной) и завершают сборку усилителя установкой детали 1 и ручек-регулировок для R4…R7. Соединение Х1-УМЗЧ необходимо выполнить трехжильным кабелем с оплеткой в полихлорвиниловой изоляции (рис.11).

В случае, если используется отдельная плата УМ, соединение УЗЧ-УМ следует выполнить таким же образом. Плату УМ крепят монтажными дорожками вверх на уровне основной платы с обязательным слоем теплопроводящей пасты между микросхемой и радиатором. Отверстия для крепления деталей 1, 4, 5 — «под потай». Детали для корпуса изготовляют из листового алюминия или дюралюминия толщиной 1…1,5 мм. После изготовления, подгонки и шлифовки детали 1, 4, 5 следует обезжирить и покрыть декоративной самоклеющейся пленкой. Той же пленкой следует закрыть свободные места на радиаторах, предназначенные для установки транзисторов. Детали 1, 2, 4, 5, 6 можно изготовить из текстолита толщиной 1,5…2 мм или пластика. Надписи и знаки на корпус усилителя наносят с помощью специальных переводок. Размеры корпуса могут отличаться от приведенных на рис.9: все зависит от используемых радиаторов и габаритов сетевого трансформатора. Следует учесть, что плата со стороны DA2 (TDA1555Q) должна вплотную прилегать к радиатору (боковой стенке).