Статьи

назад>>

subwoofer project

Усилитель для сабвуфера
на TDA7294

  Вступление

После сборки сабвуфера на НЧ динамике Peerless SLS 12' мод. 830669 я приступил к изготовлению для него усилителя. Ознакомившись с различными вариантами в интернете в итоге для сборки усилителя я решил использовать схему на TDA7294. Для запаса по мощности именно для сабвуфера остановился на мостовой схеме включения TDA7294. Более подробнее о такой схеме включении можно узнать здесь , о других вариантах увеличения мощности усилителя на TDA 7294 здесь . Основная причина выбора мной именно мостовой схемы - она более предпочтительна для динамика в 8 Ом в отличие от других вариантов.

  Блок питания для усилителя

Конечно, в первую очередь я взялся за БП для усилителя на TDA 7294. Информация по БП для TDA7294 есть здесь    http://www.electroclub.info/invest/tda7294/power_7294.htm ;
http://cxem.net/sound/amps/amp45.php .

Схема БП для такой микросхемы стандартный, на трансформаторе и далее выпрямителе. Единственное отличие - это то, что трансформатор для такого БП должен иметь 2 вторичные обмотки примерно с одинаковым кол-вом витков, а след. и одинаковым вых. переменным напряжением на этих 2-х обмотках. Мой вариант схемы БП приведен ниже.

Схема БП для усилителя сабвуфера

Главное в БП - это выбор трансформатора достаточной мощности, чтобы был доп. запас этой мощности для усилителя. Я использовал трансформатор от некоего еще совдеповского прибора. Какой он мощности был изначально я не могу точно сказать, но недостаточной для мной задуманного усилителя. Это показало предварительное испытание с нагрузкой. В качестве нагрузки использовал лампочки накаливания, суммарная мощность всех лампочек примерно составляла 100 Вт. Трансформатор при этом сильно нагревался и была сильная просадка напряжения. В связи с этим мне пришлось перематывать 2 вторичные обмотки более толстым проводом примерно сечением 1,5 мм. По предварительным тестам с лампочками после перемотки обмоток его мощность достаточно возросла (сильный нагрева не было, просадка напряжения была незначительной) и я решил на тот момент остановится на этом. Я решил пока попробовать собрать БП на данном трансе и протестить с уже собранным усилителем. Если бы данной мощности не хватило я собирался заказывать транс в интернете. Далее по приведенной схеме и фото ниже, думаю все понятно. Диоды в выпрямителе я использовал достаточно мощные на макс. ток 5А, для охлаждения к ним использовал небольшие радиаторы для каждого. На выходе с БП я получил напряжение примерно 27 В в каждом плече без нагрузки. В качестве выводов использовал спец. зажимы для клемм.

БП для усилителя сабвуфера
БП для усилителя сабвуфера
БП для усилителя сабвуфера

Позднее уже дальнейшая длительная работа БП с усилителем показала, что мощности БП вполне хватает. При работе с усилителем транс сильно не греется и просадка напряжения составляет не более 1,5 В. Поэтому я в дальнейшем не занимался доработкой БП и решил не менять трансформатор на более мощный. Остановился на данном варианте БП.

  Усилитель на TDA7294

Вообще изготовление и последующая доработка усилителя на TDA7294 у меня заняло очень много времени. Доработку усилителя делал в несколько этапов, из за того что во время его использования выплывали то одни то другие недоработки и недостатки. А в интернете было очень мало информации именно по мостовой схеме включения TDA7294 - обычно везде приводили либо стандартную схему из    data sheet , либо схема уже дорабонная вообще отсутствовала, так же как и подробное описание сборки. Поэтому пришлось по большей части учиться на личном опыте и ошибках.
Изначально я собрал усилитель по стандартной схеме из data sheet с небольшими доработками. Стандартная схема приведена ниже.

Схема мостового включения TDA7294

Данная схема нуждалась в доработке и придерживаясь основных советов здесь и кое каких своих соображений я пришел к окончательному результату схемы ниже.

Доработанная схема мостового включения TDA7294

Хотелось бы сразу указать на основные недостатки моего первого варианта усилителя, а затем уже описать что было сделано для их устранения и что было добавлено в конечном варианте усилителя.

1-ий недостаток. В целях экономии места и использования корпуса с более малыми габаритами изначально использовал печатку с малыми размерами. Это пожалуй самый большой промах. Хотя я сам обычно придерживался мнения, что если делаешь для себя не стоит не на чем экономить! В итоге при доработке схемы и включения доп. элементов (особенно конденсаторов), привело к тому что для них место на печатке было ограничено. Поэтому пришлось допаивать дополнительные выводы. Т.к. в первом варианте я использовал достаточно небольшой корпус в итоге со временем видимо из-за перегибов проводов по питанию произошло кратковременное замыкание. В результате обе микросхемы сгорели! После этого случая я уже взялся за изготовление другой более большей по размерам печатки и увеличением размера корпуса уже для новой печатки. Так что господа не повторяйте мою ошибку!! Не экономьте место и пространство! Ниже привожу фото первого варианта усилителя с маленькой печаткой.

усилитель на TDA7294
усилитель на TDA7294
усилитель на TDA7294

2-ой недостаток. На входе усилителя изначально переменный резистор для регулировки чувствительности я не устанавливал, хотя он был просто необходим.Объясню почему.
В качестве источника сигнала я использовал звуковую карту PC Creative Live 5.1 (думаю очень популярная карточка по соот. цена/качество у многих). У данной карточки есть отдельный выход для сабвуфера. С него я и брал сигнал на усилитель. Я использовал программный фильтр и коррекцию с помощью стандартных программ, устанавливаемых вместе с драйверами данной карточки. Приходилось очень сильно убавлять уровень сигнала с сабового выхода звуковой карты, т.к. общий уровень громкости был очень высок (уровень на самом усилителе был без переменника на максимуме). В результате убавления выходного сигнала с сабового выхода карточки выявило ее один недостаток - при убавлении громкости сигнала с данного выхода происходит большой завал на низких частотах. Это практически свела к нулю всю коррекцию для сабвуфера, сабвуфер практически начинал работать как мид бас без самых низких составляющих примерно ниже 30 Гц и это все было ощутимо на слух. При этом уровень фоновых шумов на самом усилителе был слишком высок без полезного звукового сигнала (это тоже сильно раздражало). В последствии установка переменника на входе усилителя полностью исправила эти недостатки.
В результате сигнал с сабвуферного выхода карточки я всегда использую максимальный (иначе происходит завал на низких частотах), а выходной уровень самого сабвуфера подстраиваю при помощи данного переменника в усилителе.

3-ий недостаток. В схеме по питанию использовал электролитические конденсаторы недостаточной емкости. Изначально установил на 2200 мкФ в каждое плечо по data sheet. В итоге заменил их на емкости 10000 мкФ. Тоже господа не повторяйте мою ошибку! По питанию всегда старайтесь ставить емкость побольше, от этого вреда не будет!

4-ый недостаток. Внешняя коммутация и провода. Ну здесь все понятно. Действует основной принцип: по питанию и для сабвуфера провода чем толще, тем лучше! В конечном варианте кабеля я использовал "эриксоидный медный питающий кабель используемый для оборудования связи сечением 2х10 мм2". До этого использовал провода более меньшего сечения, за не имением данных. Так же в конечном варианте по питанию установил спец. зажимы для клемм проводов, изначально использовал обычный сетевой разъем.

5-ый недостаток. Изначально использовал стандартную схему, кот. впоследствии изменил согласно доработанной схеме выше. В результате это очень сильно улучшило качество звучания усилителя в общем. Все эл. элементы кот. я заменил или добавил в стандартную исходную схему отмечено синим (как Вы заметили).

Далее привожу фотоотчет изготовления уже конечного варианта для усилителя с уже большой печаткой и всеми необходимыми доработками.

Новая изготовленная мной печатная плата. Саму печатку можно скачать    здесь
Для прорисовки печатки использовал спец. программу   Sprint-Layout v.6.0
усилитель на TDA7294
Увеличил корпус усилителя для новой печатки. Для этого сделал вставку из фанеры.
Куски фанеры толщиной 6 мм склеил спец. клеем "Момент -столяр"
усилитель на TDA7294
Далее фанерную вставку приклеил к основе с радиатором.
усилитель на TDA7294
Покрасил фанерную вставку морилкой.
усилитель на TDA7294
Спаял усилитель на новой печатке. Сделал новые необходимые крепления для нее.
Печатка в корпусе крепится в 3 точках: две TDA7294 на саморезах к радиотору,
сама печатка прикучена болтом и гайкой к спец. вклеенному выступу из фанеры.
усилитель на TDA7294
усилитель на TDA7294
Прикрепил конденсаторы по питанию. Заизолировал радиатор прозрачным пластиком.
Это необходимо от возможных замыканий, т.к. корпус самой TDA7294 соединен с "-" питания.
усилитель на TDA7294
Так же зазолировал металлическую крышку тем же прозрачным пластиком.
Здесь уже это сделал для того чтобы исключить замыкания корпуса на общую землю.
Зачем нужно все это изолировать я постараюсь более подробно объяснить уже в конце статьи.
усилитель на TDA7294
Сделал выводы по питанию и выходные выводы на динамик.
Для данной цели использовал провода как можно большего сечения.
усилитель на TDA7294
Подготовил все необходимые провода на металлической крышке, на плате,
на нижней части корпуса. Плату окончательно закрепил, корпуса TDA7294 закрепил
на радиатор с использованием термопасты
усилитель на TDA7294
Спаял и соединил все необходимые провода согласно схеме.
усилитель на TDA7294
Закрыл корпус. Все аппарат готов к использованию!
усилитель на TDA7294
Штатное место для усилителя
усилитель на TDA7294
усилитель на TDA7294
Блок питания для усилителя спрятал в шкафу и протянул провода до усилителя вдоль стены.
Это было сделано, т.к. трансформатор БП сильно шумит при работе.
усилитель на TDA7294
Для коммутации использовал толстые провода сечением 2х10 мм2
усилитель на TDA7294

Далее приведу доп. комментарии по сборке усилителя на TDA7294.

Как видно из фото для охлаждения TDA7294 я использовал 2 очень больших радиатора, кот. скрепил вместе. Конечно для такой микросхемы радиатор очень даже большой, можно использовать было и поменьше. Но я использовал именно такой, потому что особо и не было вариантов. А данный радиатор мне попался под руку на работе и сразу приглянулся. Был вариант использовать и более маленький радиатор с активным охлаждением, но я от него сразу отказался. Усилитель с активным охлаждением - это все таки достаточно шумный аппарат, и это очень бы меня раздражало при прослушивании музыки.

На корпусе как видно по фото 2 выключателя (один - по питанию, другой - stand by и mute) и переменник для регулировки входного уровня на усилитель. Дополнительный выключатель на "Stand by" и "mute" я в первом собранном мной варианте усилителя не использовал, во втором варианте уже решил задействовать эту опцию в микросхеме. "Stand by" и "mute" задействовано в TDA7294 как видно по схеме на 9-ой и 10-ой выводах. Усилитель выходит из режима "Stand by" и "mute" за счет подачи "+" питания на эти выводы микросхемы. Как видно по схеме я использовал конденсаторы емкостью 47 мкФ в цепочке выводов для "Stand by" и "mute". Это дает небольшую задержку по времени при выходе из этих режимов. Чем больше емкость, тем больше задержка при включении. Очень удобная кстати опция, рекомендую использовать.

Корпус и радиатор усилителя я полностью изолировал пластиковыми вставками. Для этих вставок в качестве материала я использовал пластиковую прозрачную коробку. Как вариант можно использовать например пластиковые питьевые бутылки. Попробую объяснить зачем я делал данную изоляцию. Основная причина - это то что корпус TDA7294 соединен с минусом питания, соот. и радиатор тоже при креплении микросхемы к нему. Чтобы избежать замыкания "-" питания на корпус и на общую землю в схеме я и сделал доп. изоляцию. Хотя я и делал общую вставку из фанеры между металлическим корпусом и радиатором, все же решил для большей надежности еще и заизолировать пластиком, т.к. фанеру все равно прикреплял к радиатору металлическими саморезами. К тому же фанера полностью не перекрывает радиатор, а только частично. Еще есть опасность замыкания общей земли с выводами на динамик. Именно из-за этого я доп. изолировал пластиком еще и металлический корпус от земли. Поверьте лучше не полениться и сделать доп. изоляцию, иначе микросхема может придти в негодность из-за подобных замыканий. У меня уже было 2 подобных случая ) Даже сейчас имею в запасе 2 резервные микросхемы на случай поломки. Вообще по идее лучше сам корпус для усилителя такого рода сделать из токонепроводящего материала.

  Выводы

Последующая эксплуатация усилителя с сабвуфером после сборки пока не выявило каких либо заметных недостатков. После доработки схемы для мостового включения TDA7294 в отличие от первого по стандартной схеме ощутимо улучшило качество звучания в целом. На данный момент моя акустическая система в целом состоит из 2-х трехполосных колонок муз. центра Technics EH-590 и сабвуфера на динамике Peerless SLS 12' мод. 830669. В целом система звучит достаточно слитно, колонки и сабвуфер хорошо сочетаются и нет ощутимых провалов на слух на низких частотах. Частота среза на программном фильтре установлено примерно на 70 Гц и это оказалось самым оптимальным вариантом для стыковки по частоте колонок и сабвуфера. Охарактеризовать звучание могу следующим образом: бас и бочка в большинстве случаев звучит достаточно мягко и комфортно; не создавая сильного давления. А вообще очень сильно меняется характер общего звучания низкой составляющей инструментов в зависимости от проигрываемой композиции и как в этой композиции прописаны бочка и бас. Это как раз то что мне и было нужно изначально, чтобы можно было использовать сабвуфер так же при сведении и мастеринге различных записей. Еще один хороший плюс полученной системы - это отсутствие локализации звука с сабвуфера. Создается впечатление что бас и бочка “стелятся” по комнате, а не исходят с одной точки от НЧ динамика. Пожалуй в основном пока только положительные впечатления и это радует!

Как писалось ранее сигнал для сабвуфера я беру со звуковой карты компьютера и использую соот. программный фильтр и коррекцию. В будущем планирую собрать отдельно пред. усилитель для сабвуфера с коррекцией Линквица. Думаю это еще должно прибавить качество звучания системы в целом. Так же в качестве источника для прослушивания буду использовать CD проигрыватель Pioneer PD-S505.

Ждите дополнения креатива!!!

(c)2012 B-4          
Хостинг от uCoz