Jako, że w elektronice jako takiej, czuje się znacznie lepiej niż w zestawach głośnikowych, pojawiłem się na tym forum, aby swoją wiedzę pogłębić.
Przy okazji widząc, że projektów elektronicznych tutaj mniej, postanowiłem zaprezentować moją konstrukcję. (Może być tak, że niektórzy już ją widzieli na innym forum.)
Prezentowana konstrukcja to wzmacniacz zintegrowany.
Wzmacniacz posiada:
- cztery analogowe wejścia liniowe;
- jedno wejście korekcyjne dla gramofonu;
- jedno wyjście sygnałowe (pre.out);
- jedno wyjście mocy;
- wyjście słuchawkowe;
- wyjście zdalnego sterowanie (RC5);
- regulatory barwy dźwięku i balans odłączane funkcją Direct;
- regulator głośności z silnikiem;
- klawiaturę lokalną;
- wskaźnik aktywnego wejścia i załączonych funkcji;
- cztery wyjściowe gniazda zasilające, w tym jedno włączane/wyłączane razem z końcówkami mocy.
W pomiarach, wzmacniacz osiągnął podstawowe parametry:
- moc wyjściowa L=52,9W / P=53,3W
- pasmo przenoszenia L- 5Hz-310kHz / P- 5Hz-330kHz
- charakterystyka bez zauważalnych spadków i podbić w całym paśmie przenoszenia
- rezystancja wewnętrzna L=0,16Ω / P=0,15Ω
W projekcie można wyróżnić trzy bloki:
- moduł selektora z przedwzmacniaczem RIAA i zasilaczem dla przedwzmacniacza;
- regulator głośności z buforem;
- blok regulatorów barwy i balansu;
- dwie oddzielne końcówki mocy;
- wzmacniacz słuchawkowy;
- moduł sterowania.
Selektor wejść został wykonany na małych przekaźnikach, jest to proste i skuteczne rozwiązanie. Na tej samej płytce znajduje się przedwzmacniacz gramofonowy z korekcją pasywną zrealizowany na wzmacniaczach operacyjnych; zasilacz przedwzmacniacza ze stabilizatorami LM317 i LM337; oraz przekaźnik wyciszania wyjścia pre.out.
Moduł regulatora głośności, oprócz podstawowego elementu, którym jest tu potencjometr z silnikiem zawiera także, układ wykonawczy zasilania silnika potencjometru; bufor audio zrealizowany na tranzystorach polowych, układ Kontur załączany przekaźnikiem, a także przekaźniki wyłączające układ regulatorów barwy i balansu (funkcja Direct).
Układ regulatora barwy został zaczerpnięty z rozwiązań firmy Marantz. Jest to korekcja aktywna zrealizowana na wzmacniaczach operacyjnych. Dodatkowo moduł ten został wzbogacony o regulator równowagi głośności.
Końcówki mocy zostały wykonane jako oddzielne bloki do poszczególnych kanałów. Schemat ich został oparty o projekt znany jako „wzmacniacz o małych zniekształceniach TIM”. Ja dokonałem tu pewnej „profanacji” tego projektu. Wszyscy opisujący ten układ piszą bowiem, aby kategorycznie nie zmieniać oryginalnej mozaiki na płytce. Ja przeprojektowałem ją pod potrzeby własnego projektu i zasiliłem wyższym napięciem. Płytki zostały np. wzbogacone w prostowniki i kondensatory filtrujące zasilanie. W końcówkach mocy zrezygnowałem z okładów zabezpieczenia prądowego. Na oddzielnej płytce przy gniazdach głośnikowych znajdują się bezpieczniki zabezpieczające głośniki przed nadmiernym prądem, oraz układ odłączający je przy pojawieniu się składowej stałej na wyjściu wzmacniacza.
Wzmacniacz jest wyposażony we wzmacniacz słuchawkowy, niezależny od końcówek mocy. Podczas odsłuchu przez słuchawki, końcówki mocy zostają wyłączone i wówczas nie pracują. Zastosowany wzmacniacz słuchawkowy jest w całości wykonany na elementach dyskretnych.
Wzmacniacz jest sterowany przez mikrokontroler z rodziny AVR – AtMega8515. (Przy wyborze kierowałem się ilością portów, nie chciałem dodatkowych układów przy małym kontrolerze.) Odpowiada on za sterowanie urządzeniem i sygnalizację stanu pracy. Wykorzystany jest także do sterowania pozostałych elementów zestawu, przez złącze sterowania na tylnej ściance. Wzmacniacz został wyposażony w funkcję Sleep i po zakończeniu odliczania, wysyła on sygnał wyłączenia do podłączonych urządzeń. Sterować urządzeniem można za pomocą klawiatury lokalnej, bądź zdalnie, za pomocą odpowiednich komend pilota pracującego w kodzie RC5.
Do zasilania całego urządzenia wykorzystane są trzy transformatory.
Dwa 120VA dostarczają prąd do końcówek mocy, są one załączane w tryb pracy przekaźnikiem, który także załącza specjalne gniazdo zasilające na tylnej ściance wzmacniacza. Przekaźnik ten jest rozłączony przy funkcji czuwania, natomiast włącza się w trybie aktywnej pracy wzmacniacza, choć wówczas jest on wyłączany przy odsłuchu przez słuchawki.
Transformator 15VA cały czas zasila układ sterowania wzmacniacza, a podczas aktywnej pracy załączany jest przekaźnik, przez którego styki napięcie jest wówczas podawane do zasilacza zasilającego cały przedwzmacniacz, oraz wzmacniacz słuchawkowy.
Jako obudowy do urządzenia użyłem przerobionej pod potrzeby projektu, obudowy po uszkodzonym magnetofonie Diory z serii MIDI. Na oryginalny zewnętrzny przedni panel została przyklejona, a następnie przykręcona blacha aluminiowa, w której zostały wykonane potrzebne otwory, następnie naklejone zostały napisy nadrukowane na folii samoprzylepnej, po czym czołówka została dwukrotnie polakierowana lakierem bezbarwnym. Przerobiony został także wewnętrzny panel przedni, na którym zamontowany jest moduł sterowania, klawiatura, wzmacniacz słuchawkowy oraz układy regulatorów.
Jeszcze parę zdjęć przedstawiających fazy budowy i efekt końcowy.
Często spotkać można opinie, że zastosowany tu układ końcówek mocy, był słuszny dla półprzewodników z lat siedemdziesiątych XX w. Ze współczesnymi, to tylko problemy ze stabilizacją, oraz pewne wzbudzanie się układu.
Poniżej wyniki „ męczenia” wzmacniacza sygnałem prostokątnym, które sporo powinny powiedzieć.
Najpierw przebiegi wyjściowe przy wysterowaniu prostokątem 20kHz, na obciążeniu tylko rezystancją 8Ω. (Generator użyty do tych testów nie generował naprawdę dobrego prostokąta, to tylko samoróbka.)
Kanał lewy:
Kanał prawy:
Teraz na wejściu także prostokąt 20kHz, ale już obciążenie reaktancyjne, czyli rezystor 8Ω z równolegle podłączonym kondensatorem 1µF. (To symuluje trudne warunki pracy wzmacniacza.)
Kanał lewy:
Kanał prawy:
I jeszcze raz reaktancyjne obciążenie, ale tym razem na wejściu prostokąt 10kHz.
Kanał lewy:
Kanał prawy:
Przy okazji widząc, że projektów elektronicznych tutaj mniej, postanowiłem zaprezentować moją konstrukcję. (Może być tak, że niektórzy już ją widzieli na innym forum.)
Prezentowana konstrukcja to wzmacniacz zintegrowany.
Wzmacniacz posiada:
- cztery analogowe wejścia liniowe;
- jedno wejście korekcyjne dla gramofonu;
- jedno wyjście sygnałowe (pre.out);
- jedno wyjście mocy;
- wyjście słuchawkowe;
- wyjście zdalnego sterowanie (RC5);
- regulatory barwy dźwięku i balans odłączane funkcją Direct;
- regulator głośności z silnikiem;
- klawiaturę lokalną;
- wskaźnik aktywnego wejścia i załączonych funkcji;
- cztery wyjściowe gniazda zasilające, w tym jedno włączane/wyłączane razem z końcówkami mocy.
W pomiarach, wzmacniacz osiągnął podstawowe parametry:
- moc wyjściowa L=52,9W / P=53,3W
- pasmo przenoszenia L- 5Hz-310kHz / P- 5Hz-330kHz
- charakterystyka bez zauważalnych spadków i podbić w całym paśmie przenoszenia
- rezystancja wewnętrzna L=0,16Ω / P=0,15Ω
W projekcie można wyróżnić trzy bloki:
- moduł selektora z przedwzmacniaczem RIAA i zasilaczem dla przedwzmacniacza;
- regulator głośności z buforem;
- blok regulatorów barwy i balansu;
- dwie oddzielne końcówki mocy;
- wzmacniacz słuchawkowy;
- moduł sterowania.
Selektor wejść został wykonany na małych przekaźnikach, jest to proste i skuteczne rozwiązanie. Na tej samej płytce znajduje się przedwzmacniacz gramofonowy z korekcją pasywną zrealizowany na wzmacniaczach operacyjnych; zasilacz przedwzmacniacza ze stabilizatorami LM317 i LM337; oraz przekaźnik wyciszania wyjścia pre.out.
Moduł regulatora głośności, oprócz podstawowego elementu, którym jest tu potencjometr z silnikiem zawiera także, układ wykonawczy zasilania silnika potencjometru; bufor audio zrealizowany na tranzystorach polowych, układ Kontur załączany przekaźnikiem, a także przekaźniki wyłączające układ regulatorów barwy i balansu (funkcja Direct).
Układ regulatora barwy został zaczerpnięty z rozwiązań firmy Marantz. Jest to korekcja aktywna zrealizowana na wzmacniaczach operacyjnych. Dodatkowo moduł ten został wzbogacony o regulator równowagi głośności.
Końcówki mocy zostały wykonane jako oddzielne bloki do poszczególnych kanałów. Schemat ich został oparty o projekt znany jako „wzmacniacz o małych zniekształceniach TIM”. Ja dokonałem tu pewnej „profanacji” tego projektu. Wszyscy opisujący ten układ piszą bowiem, aby kategorycznie nie zmieniać oryginalnej mozaiki na płytce. Ja przeprojektowałem ją pod potrzeby własnego projektu i zasiliłem wyższym napięciem. Płytki zostały np. wzbogacone w prostowniki i kondensatory filtrujące zasilanie. W końcówkach mocy zrezygnowałem z okładów zabezpieczenia prądowego. Na oddzielnej płytce przy gniazdach głośnikowych znajdują się bezpieczniki zabezpieczające głośniki przed nadmiernym prądem, oraz układ odłączający je przy pojawieniu się składowej stałej na wyjściu wzmacniacza.
Wzmacniacz jest wyposażony we wzmacniacz słuchawkowy, niezależny od końcówek mocy. Podczas odsłuchu przez słuchawki, końcówki mocy zostają wyłączone i wówczas nie pracują. Zastosowany wzmacniacz słuchawkowy jest w całości wykonany na elementach dyskretnych.
Wzmacniacz jest sterowany przez mikrokontroler z rodziny AVR – AtMega8515. (Przy wyborze kierowałem się ilością portów, nie chciałem dodatkowych układów przy małym kontrolerze.) Odpowiada on za sterowanie urządzeniem i sygnalizację stanu pracy. Wykorzystany jest także do sterowania pozostałych elementów zestawu, przez złącze sterowania na tylnej ściance. Wzmacniacz został wyposażony w funkcję Sleep i po zakończeniu odliczania, wysyła on sygnał wyłączenia do podłączonych urządzeń. Sterować urządzeniem można za pomocą klawiatury lokalnej, bądź zdalnie, za pomocą odpowiednich komend pilota pracującego w kodzie RC5.
Do zasilania całego urządzenia wykorzystane są trzy transformatory.
Dwa 120VA dostarczają prąd do końcówek mocy, są one załączane w tryb pracy przekaźnikiem, który także załącza specjalne gniazdo zasilające na tylnej ściance wzmacniacza. Przekaźnik ten jest rozłączony przy funkcji czuwania, natomiast włącza się w trybie aktywnej pracy wzmacniacza, choć wówczas jest on wyłączany przy odsłuchu przez słuchawki.
Transformator 15VA cały czas zasila układ sterowania wzmacniacza, a podczas aktywnej pracy załączany jest przekaźnik, przez którego styki napięcie jest wówczas podawane do zasilacza zasilającego cały przedwzmacniacz, oraz wzmacniacz słuchawkowy.
Jako obudowy do urządzenia użyłem przerobionej pod potrzeby projektu, obudowy po uszkodzonym magnetofonie Diory z serii MIDI. Na oryginalny zewnętrzny przedni panel została przyklejona, a następnie przykręcona blacha aluminiowa, w której zostały wykonane potrzebne otwory, następnie naklejone zostały napisy nadrukowane na folii samoprzylepnej, po czym czołówka została dwukrotnie polakierowana lakierem bezbarwnym. Przerobiony został także wewnętrzny panel przedni, na którym zamontowany jest moduł sterowania, klawiatura, wzmacniacz słuchawkowy oraz układy regulatorów.
Jeszcze parę zdjęć przedstawiających fazy budowy i efekt końcowy.
Często spotkać można opinie, że zastosowany tu układ końcówek mocy, był słuszny dla półprzewodników z lat siedemdziesiątych XX w. Ze współczesnymi, to tylko problemy ze stabilizacją, oraz pewne wzbudzanie się układu.
Poniżej wyniki „ męczenia” wzmacniacza sygnałem prostokątnym, które sporo powinny powiedzieć.
Najpierw przebiegi wyjściowe przy wysterowaniu prostokątem 20kHz, na obciążeniu tylko rezystancją 8Ω. (Generator użyty do tych testów nie generował naprawdę dobrego prostokąta, to tylko samoróbka.)
Kanał lewy:
Kanał prawy:
Teraz na wejściu także prostokąt 20kHz, ale już obciążenie reaktancyjne, czyli rezystor 8Ω z równolegle podłączonym kondensatorem 1µF. (To symuluje trudne warunki pracy wzmacniacza.)
Kanał lewy:
Kanał prawy:
I jeszcze raz reaktancyjne obciążenie, ale tym razem na wejściu prostokąt 10kHz.
Kanał lewy:
Kanał prawy:
W dzisiejszych czasach rzadko się trafia taka dedykacja w DIY i jest naprawdę mało projektów, które są tak dopieszczone.
Skomentuj