Суперсабвуфер на TDA8920 (180 Вт)

Многие, кто играет и работает на компьютере, наверняка замечали, что звучание мультимедийных колонок (если они, конечно, не куплены за «бешеные деньги») сильно отличается в худшую сторону от более-менее приличного стационарного комплекта бытовой аудиоаппаратуры.

Те колонки, которые обычно покупаются к компьютеру, отличаются небольшими размерами, соответственно, размер динамика в них ограничен конструктивно, а, значит, и воспроизведение низкочастотной составляющей звукового сигнала практически недоступно.

Обычно на колонках «китайского» производства написан частотный диапазон 20—20000 Гц и мощность в несколько сот ватт «РМРО». Поздравим изготовителей с хорошим чувством юмора. В лучшем случае колонки в ценовой группе — могут воспроизвести от 100 до 14000 Гц при весьма большой неравномерности в этом диапазоне, а «настоящая» синусоидальная мощность от 5 до 15 Вт.

Основная же мощность звукового сигнала (около 70%) лежит в низкочастотной области ниже 200 Гц. И обычно при игровом процессе именно НЧ-составлющая создает эффект присутствия (взрывы, выстрелы, удары, гул мотора). Дешевые мультимедийные колонки лишают слушателя всех этих прелестей, просто не воспроизводя звуки ниже 100 Гц.

Предлагаемая конструкция поможет устранить указанные недостатки. Достаточно добавить к обычным дешевым колонкам сабвуфер, как звуковая картина преобразится. Появляется четко очерченный «низ», взрывы действительно давят на грудь и чуть ли не сшибают с ног!

В чем же «изюминка» предлагаемого сабвуфера? Прежде всего, в высоком КПД — применена новая микросхема интегрального усилителя класса D. КПД у данной микросхемы превышает 80%, а отдаваемая мощность при мостовом включении — 180 Вт.

Основные характеристики. Потребляемая мощность (при максимальной громкости) — 230 Вт. Коэффициент гармоник при 20 Вт — 0,3%, а при 180 Вт — 10%. Уровень входного сигнала — 1 В. Частотный диапазон — 18—100 Гц.

Принципиальная схема сабвуфера приведена на рис. 1.27. Входной сигнал от звуковой карты компьютера подается на разъемы J1 и J3, а дальше проходит на выходные разъемы J2 и J4. К ним подключаются штатные мультимедийные колонки.

Примечание. Вторая пара J3 и J4 применяется, если у вас звуковая карта Creative SB Live! или Diamond МХ300 и им подобные — с выходами на фронтальные и тыловые колонки.

Рис. 1.27. Принципиальная схема сабвуфера

Просуммированный сигнал поступает на предусилитель, собранный на сдвоенном операционном усилителе TL072 (U2A). Переменным резистором R1 регулируется коэффициент усиления, и, соответственно, уровень громкости сабвуфера. Далее усиленный сигнал поступает на НЧ-фильтр (функция Баттерворта 3-го порядка, U2B, частота среза 100 Гц). После фильтра НЧ сигнал попадает на ИМС усилителя мощности U1 (TDA8920), включенную по мостовой схеме.

Цепочка D1, R10, С13 создает необходимую задержку включения усилителя при включении питания для устранения щелчка при подаче питающего напряжения на сабвуфер. Стабилитрон D2 ограничивает напряжение на управляющем выводе усилителя до допустимого уровня.

По умолчанию максимальный выходной ток усилителя ограничен на уровне 7 А. При необходимости его можно ограничить на меньшей величине резистором R11.

Усилитель мощности нагружен на два включенных последовательно динамика 100ГДН-3 (в авторской конструкции были использованы «ремонтные» 100ГДН-3 с перемотанными катушками) для получения сопротивления 8 Ом. В принципе, сабвуфер работоспособен при использовании акустики от 8 до 16 Ом.

Детали и конструкция. Гнезда J1—J4 — это стандартные mini-jack 3,5 мм. Для владельцев карт с обыкновенными RCA разъемами можно порекомендовать эквивалентную замену одного стерео миниджека на два «тюльпана». Резистор R1 — любой с линейной характеристикой и повышенной износоустойчивостью. Резисторы желательно использовать с точностью не хуже 1% (хотя бы в фильтре НЧ). Операционный усилитель TL072 можно заменить на два одиночных операционника. TDA8920 необходимо разместить на радиаторе площадью около 100 см2.

Основное требование по разводке земли — сигнальная земля самого усилителя мощности, блока фильтров и конденсаторов C1, С2, СЗ, С10, С12, С15, С16, С17 должны быть соединены строго в одной точке, в противном случае будет неприятный фон с частотой питающей сети.

Катушки индуктивности L1 и L2 — рекомендованные производителем. Усилитель не критичен к реальной индуктивности таких изделий и допускает применение самодельных с индуктивностью от 20 до 150 мкГн. Один из возможных вариантов — 25 витков на оправке диаметром 15 мм проводом ПЭВ-1 01,2 мм. После намотки катушку необходимо залить эпоксидной смолой.

Рекомендуемый источник питания приведен на рис. 1.28. Трансформатор намотан на тороидальном магнитопроводе 07164/100-64. Первичная обмотка содержит 520 витков провода диаметром 0,8 мм, а вторичная — по 57 витков на секцию проводом 1,8 мм.

Рис. 1.28. Схема рекомендуемого источника питания

Рис. 1.29. Схема параметрического стабилизатора

В источнике питания D2 — импортный сильноточный мост (8 А, 100 В). Но его можно заменить на отдельные диоды типа Д242 и им подобные с прямым током не менее 8 А. Стабилизаторы +15 В и -15 В могут быть без радиаторов — ток, потребляемый TL072, очень мал.

Для упрощения конструкции (при небольшом возрастании фона) можно применить более простой — параметрический стабилизатор, изображенный на рис. 1.29.

Источник: Сухов Н. Е. - Лучшие конструкции УНЧ и сабвуферов своими руками.

Журнал Радиохобби - http://radiohobby.QRZ.ru