Схемы усилителя для компьютерных колонок. Радиосхемы схемы электрические принципиальные

Для компьютерного пользователя ноутбук, несомненно, является удобным, компактным и достаточно функциональным прибором. Но, к сожалению, и данный аппарат не лишён изъянов.

Наверняка многие пользователи ноутбуков и нетбуков сталкивались с проблемой тихого воспроизведения звука через встроенные динамики этих аппаратов.

Если в условиях дома можно подключить внешнюю стереосистему, то вне домашних стен это бывает невозможно и приходиться ограничиваться наушниками. В таком случае речи о коллективном просмотре какого-либо фильма или сериала не идёт.

Как исправить ситуацию?

Исправить сложившуюся ситуацию помогут портативные компьютерные колонки с питанием от порта USB. Сейчас на прилавках магазинов огромный выбор данных приборов, но качество их может отличаться в разы.

Цена портативных компьютерных колонок с питанием от USB-порта достаточно низка и доступна широкому слою населения. Несмотря на это покупка данного устройства может быть и неудачной, так как качество воспроизведения звука такой системой оставит желать лучшего. Как ни странно, но среди дешёвых аппаратов данного класса попадаются приборы весьма хорошего качества, как по дизайну, так и по качеству звуковоспроизведения.

Проведём “вскрытие” портативной акустической системы с питанием от USB-порта и изучим электронную начинку данного прибора. С точки зрения радиолюбителя любопытно узнать, из каких электронных компонентов собираются подобные устройства. Полученные знания могут пригодиться при самостоятельном конструировании портативных звуковых колонок с питанием по USB или их ремонте.

Разборке подвергнем портативные мультимедийные USB колонки марки Sven 315 . Несмотря на их дешевизну, данная модель портативных колонок показала хорошее качество воспроизведения и звуковую мощность, достаточную для озвучивания небольшого помещения.

Разборка компьютерных USB колонок

Разбираются портативные колонки легко. Чтобы вскрыть корпус необходимо аккуратно снять переднюю декоративную панель.

Для того чтобы достать печатную плату усилителя необходимо выкрутить фиксирующую гайку, которая скрыта под пластмассовой ручкой регулятора громкости. После этого электронную плату можно свободно вынуть из корпуса.

Электронная начинка

Состав электронной начинки прибора оказался довольно прост. На небольшой по размеру печатной плате смонтирована интегральная схема стереофонического усилителя на базе микросхемы LM4863D . При напряжении питания в 5 вольт данная микросхема может выдать по 2,2 Вт выходной мощности на канал при сопротивлении звуковой катушки динамика в 4 Ом. На основании описания (datasheet) коэффициент нелинейных искажений + шум (THD+N ) при максимальной выходной мощности составляет 1%.

Плата усилителя и динамик

На основании этих данных можно сделать вывод о том, что на базе микросхемы LM4863D можно собрать довольно неплохой стерео усилитель с низковольтным питанием (5V) и выходной мощностью 2 Вт на каждый канал. Многие, кто ещё не знаком с современными микросхемами считают, что вместо LM4863D подойдёт TDA2822. Это заблуждение! TDA2822 очень прожорлива (по сравнению с LM4863) и на максимальной мощности выдаёт сильные искажения сигнала. Также оптимальное питание для TDA2822 около 12 вольт, что для портативной техники не есть хорошо. TDA2822 можно рекомендовать как легкодоступную замену, если в наличии нет LM4863. Такое может случиться, например, при ремонте.

Стоит отметить, что микросхема LM4863 разрабатывалась специально для компактных систем, поэтому микросхема требует минимум внешних элементов (так называемой обвязки). Микросхема выпускается в разных корпусах, от привычного DIP, до компактного SOIC.

Если возникнет желание самостоятельно собрать усилитель на базе микросхемы LM4863, то можно столкнуться с проблемой. Найти на радиорынках данную микросхему не так уж легко (так было на момент написания данной статьи). А вот на сетевых торговых площадках найти такую микросхему не составило труда. Например, в интернет-магазине AliExpress.com микросхему LM4863 легко найти во всевозможных корпусах и любом количестве. Цена 1 микросхемы менее 1$, если покупать сразу штук 10.

Как купить радиодетали на Aliexpress, я рассказывал .

Кроме самой микросхемы усилителя на печатной плате установлен разъём для подключения пассивной звуковой колонки (без встроенного усилителя), сдвоенный переменный резистор для регулировки входного звукового сигнала и электролитический конденсатор . Со стороны печатных проводников монтажной платы установлены SMD элементы обвязки, которые необходимы для работы интегрального усилителя. Питание микросхемы осуществляется от разъёма USB, который подключается к любому свободному порту ноутбука или стационарного компьютера.

Типовая схема подключения микросхемы LM4863 взята из описания (datasheet"а) на данную микросхему и показана на рисунке.

Типовая схема включения микросхемы LM4863 (взято из описания)

По типовой схеме включения микросхемы LM4863 видно, что она способна работать и на обычные наушники (Headphone ), сопротивление которых составляет 32 Ом. В микросхеме предусмотрена схема определения подключения наушников и для реализации этой функции отведён 16 (HP-IN) вывод.

Для тех, кто разбирается в электронике и datasheet’ы на английском языке их не пугают, могут легко микросхемы LM4863 в интернете на сайте alldatasheet.com.

Схема усилителя портативных USB колонок

Принципиальная схема усилителя сведена вручную с печатной платы компьютерных USB колонок Sven-315. На схеме показан один конденсатор C2 вместо двух (C7,C9), которые реально присутствуют на печатной плате (см. ниже). Сделано это потому, что на печатной плате конденсаторы соединены параллельно (C7 и C9), и на сведённой схеме конденсатор C2 указывает на общую ёмкость этих двух конденсаторов.

Принципиальная схема усилителя на базе LM4863D (сведена вручную)

Как видим, типовая схема из описания отличается от той, что сведена вручную с печатной платы усилителя компьютерных колонок. На схеме отсутствуют элементы, которые устанавливаются в случае добавления в схему разъёма для наушников. В остальном схема соответствует типовой, приведённой в описании на микросхему LM4863.

Размещение элементов на печатной плате

Если планируется использовать портативные колонки без ноутбука, например, совместно с MP3-плеером, то для питания колонок вполне подойдёт 5-ти вольтовый адаптер питания. Главное, чтобы адаптер питания смог обеспечить достаточный ток нагрузки (как оценочный грубый ориентир: стандартный ток нагрузки для портов USB – не более 500 mA). Согласно описанию на микросхему LM4863 максимальный ток покоя (когда на микросхему не подаётся звуковой сигнал) составляет 20 mA. Естественно, при воспроизведении потребляемый ток будет выше.

На фото показан вариант запитки портативных колонок SVEN-315 от 5-ти вольтового адаптера, который используется для зарядки плеера iPod. Максимальный ток нагрузки адаптера 1А чего с лихвой хватает для штатной работы портативных колонок.

Как выяснилось, качественное звуковоспроизведение портативных колонок SVEN-315 заключается в рациональном исполнении корпуса. Как известно, на качество звуковых акустических систем влияют не только применяемые в них громкоговорители, но и корпус. Чтобы убедиться в этом, достаточно вытащить динамик из корпуса и включить воспроизведение. Качество и звуковая мощность воспроизведения окажутся намного хуже. Данное замечание сделано не случайно, поскольку было проведено сравнение качества звуковоспроизведения портативных колонок SVEN-315 и аналогичных, но более дорогих USB колонок SVEN PS-30.

Несмотря на тот факт, что звуковые колонки SVEN PS-30 смонтированы на базе интегрального USB аудио чипа CM6120-S в составе которого 16-ти битный ЦАП и звуковые усилители класса D, качество их звуковоспроизведения субъективно (на слух) гораздо хуже из-за плохого исполнения корпуса акустической системы.

Корпус портативных колонок SVEN-315 изготовлен из ABS-пластика. Возможно, именно конструкция корпуса и позволяет “выжать” из малогабаритных динамиков все их скромные возможности.

Любят мои детишки компьютер погонять.. И вот в один прекрасный день компьютерные колонки полыхнули синим пламенем, в связи с чем стали у меня периодически пропадать наушники. А так как детей двое, своих наушников я практически не видел. Долго так продолжаться не могло и тогда сообщил им: «я что нибудь придумаю с колонками».

Используемые инструменты: паяльник, пассатижи, бокорезы, шуруповёрт, сверло 8мм, многожильные провода, припой, винтовые контакты, плата усилителя.

Было решено не покупать новые, а приспособить не используемые задние колонки от ресивера 5.1. Но к ним необходим усилитель. Готового усилителя нет. Откопал в закромах давно купленную на Алиэкспресс плату с усилителем класса D - долго лежал, ждал своего часа.

Это цифровой усилитель на микросхеме TA2024 корейского производителя Tripath, высококачественный усилитель мощности с малым коэффициентом нелинейных искажений и высоким КПД.

Характеристики усилителя, указанные производителем:
- усилитель класса D;
- напряжение питания 9-14В;
- высокая чувствительность;
коэффициент нелинейных искажений:
- 0,1%, 9Вт, 4Ом;
- 0,1%, 6Вт, 8Ом;
- 10%, 15ВТ, 4Ом;
- 10%, 10Вт, 8Ом;
- КПД 84%, 15Вт, 4Ом;
- КПД 90%, 10Вт, 8Ом;
- защита от перенапряжений;
- защита от перегрузок;
- защита от превышения температуры.
Размеры: 90x53 мм.

Шаг 1.
Размещение платы усилителя в корпусе компьютера
Сначала предполагался отдельный корпус с блоком питания, но в процессе от этой мысли отказался и решил разместить усилитель прямо в компьютере. Питание будем брать от блока питания компьютера, благо там есть +12 v. Теперь вопрос: куда и как закрепить плату усилителя в корпусе компьютера. В моём случае решил закрепить усилитель на дне корпуса, поближе к источнику звукового сигнала. Стойки сделал из винтов с надетыми трубочками. От сверления корпуса отказался по причине образования при сверлении металлических стружек, которые могут что нибудь замкнуть. Приклеил стойки к корпусу термоклеем.

Им же прихватил к стойкам сам усилитель.

Шаг 2.
Делаем контакты для подключения колонок
Для подключения колонок нашёл винтовые контакты от какого-то старого прибора. Разместил их на заглушке для PCI слота компьютера. Для этого разметил и просверлил в заглушке четыре отверстия диаметром 8 мм. Прикрутил контакты. Вставил на место и закрепил заглушку.

Осталось произвести все подключения.

Шаг 3.
Электрические подключения
Оставалась проблема откуда брать звуковой сигнал. В мануале материнской платы вычитал где на ней есть звуковой выход.

Для подключения к усилителю немного переделал аудио шнур от привода cd-rom. У меня получилось так. На других материнках подключение может отличаться, надо смотреть по месту.

Усилитель чувствительный, при подключении на прямую на минимальной громкости слышны помехи от работающего компьютера. Так как у усилка нет регулировки уровня входного сигнала нужно поставить на вход переменный резистор. Вместо этого я спаял делитель напряжения как на схеме.

Вот что получилось.

С такими параметрами максимальная громкость меня устроила(ну что бы соседи не вешались), шумов от помех не слышно.
Для подключения к питанию отрезал от старого компьютерного вентилятора MOLEX разъём.

Все зачищенные участки проводов залуживал припоем. Припаял к винтовым контактам отрезки проводов, примерил по месту, лишнее - долой, концы зачистил, залудил. Все проводки зажал винтами на клеммнике усилителя.

Эта схема усилителя звука была создана всеми любимым британским инженером (электронщик-звуковик) Линсли-Худом. Сам усилитель собран всего на 4-х транзисторах. С виду - обыкновенная схема усилителя НЧ, но это лишь с первого взгляда. Опытный радиолюбитель сразу поймет, что выходной каскад усилителя работает в классе А. Гениально то, что просто и эта схема тому доказательство. Это сверхлинейная схема, где форма выходного сигнала не изменяется, то, есть на выходе мы получаем ту же форму сигнала, что на входе, но уже усиленный. Схема более известна под названием JLH - ультралинейный усилитель класса А , и сегодня я решил представить ее вам, хотя схема далеко не новая. Данный усилитель звука, своими руками собрать может любой рядовой радиолюбитель, благодаря отсутствию в конструкции микросхем, делающей его более доступным.

Как сделать усилитель для колонок

Схема усилителя звука

В моем случае использовались только отечественные транзисторы, поскольку с импортными напряг, да и стандартные транзисторы схемы, найти нелегко. Выходной каскад построен на мощных отечественных транзисторах серии КТ803 - именно с ними звук кажется лучше. Для раскачки выходного каскада использован транзистор средней мощности серии КТ801 (удалось найти с трудом). Все транзисторы можно заменить на другие (в выходном каскаде можно использовать КТ805 или 819). Замены не критичны.

Совет: кто решит попробовать на «вкус» этот самодельный усилитель звука - используйте германиевые транзисторы, они лучше звучат (ИМХО). Было создано несколько версий этого усилителя, все они звучат… божественно, других слов не могу найти.

Мощность представленной схемы не более 15 ватт (плюс минус), ток потребления 2 Ампер (иногда чуть больше). Транзисторы выходного каскада будут греться даже без подачи сигнала на вход усилителя. Странное явление, не правда ли? Но для усилителей класса. А, это вполне нормальное явление, большой ток покоя - визитная карточка буквально всех известных схем этого класса.

В ролике представлена работа самого усилителя, подключенного к колонкам. Обратите внимание, что ролик снят на мобильный телефон, но о качестве звука можно судить и так. Для проверки любого усилителя стоит лишь послушать всего одно мелодию - Бетховен «К Элизе». После включения становится ясно, что за усилитель перед вами.

90% микросхемных усилителей не выдержат тест, звук будет «обломанным» могут наблюдаться хрипы и искажения при высоких частотах. Но вышесказанное не касается схемы Джона Линсли, ультралинейность схемы позволяет полностью повторить форму входного сигнала, этим получая только чистое усиление и синусоиду на выходе.

Один друг из соседнего отдела, где занимаются проектированием различных электронных устройств, попросил меня создать простенький двухканальный усилитель для компьютера. Из-за плохого финансирования и жлобства начальника отдела, деньги на покупку нормальных компьютерных колонок для ПК выделять не стали (нечего отвлекаться от работы). Поэтому поставили цель - собрать УНЧ с нулевыми расходами. Идея усилителя, встроенного в системник ПК, уже давно обсуждалась на нашем форуме, так что вооружившись блоком УМЗЧ на TDA2005, отломанным из старой (даже древней) автомагнитолы и ненужного флопика, приступил к сборке.

Как вы уже догадались, в качестве корпуса для УНЧ будет использоваться привод флоппи-дисков. Вряд ли сейчас он кому то нужен, да и нерабочих у каждого валяется куча. Тем более размеры оптимальные, а сзади есть гнездо для питания +12В, которое подключаем к шлейфу от БП ATX.

Разбираем корпус и вытягиваем всё ненужное, освобождая место для платы усилителя.

Возможно кое-что из этого потом пригодится в других конструкциях, так что не спешите сразу выбрасывать.

Передняя панель не очень хорошо подходит для установки регуляторов громкости и гнёзд, поэтому закрываем её алюминиевой накладкой, вырезанной из куска пластины толщиной 1,5мм.

Можно было для упрощения конструкции и отказаться от РГ, но тогда при включении и выключении ПК колонки будут на полную мощность орать - не гуд. Ввиду максимального снижения стоимости не стал устанавливать сдвоенный регулятор громкости, а поставил по одиночному резистору на канал - у меня их 100 штук, в отличии от стерео.

На печатную плату подпаиваем все нужные соединительные провода, согласно стандартной схеме УНЧ на TDA2005.

Если нету данной микросхемы - ставьте любую другую, расчитанную на питание от 12В. Например TDA2003, TDA1552, TDA1555, TDA8560 и некоторые другие.

Внешние колоночки подключаются через обычный аудиоразъём, как от наушников. Такой же самый и на линейном выходе системного блока. Глядя на следущее фото вы спросите: Почему колпачки регуляторов квадратные? А это чтоб красивее было:))

После размещения платы усилителя в корпусе флопика (не забудьте предусмотреть охлаждение - толстую пластину алюминия или сам корпус привода), проводим испытание. Только ни в коем случае сразу не подавайте на УНЧ напряжение с компьютера! Вначале запитайте его от небольшого блока питания или от батареек, а уже убедившись в нормальной работе - подключайте к шлейфу БП ATX.

Готовый усилитель вставляем в положенное место для FDD и подсоединив колоки подаём питание. На фото он ещё до установки - проходит проверку.

Звук получился таким громким, что теперь можно устраивать в отделе дискотеку, лишь бы директор не услышал:)

Обсудить статью УСИЛИТЕЛЬ ВСТРОЕННЫЙ В КОМПЬЮТЕР

Использовать стационарный компьютер без звукового сопровождения очень проблематично. Ни музыку нормально не послушать, ни фильм посмотреть. Разве что в наушниках, т.к. усилитель звука для подключения внешней акустики в компьютере не предусмотрен. Конечно, магазины в наш технологический век предлагают разнообразие моделей различных ценовых категорий, но можно попробовать обеспечить себя неплохим звуковым окружением и самостоятельно.

Усилитель звука для компьютера

Рассмотрим один из самых простых усилителей. Собрать который, пожалуй, под силу будет любому, кто умеет держать в руках паяльник и хоть немного понимает основы физики.
Основой усилителя будет микросхема TDA 1557, широко распространённая в магазинах радиотоваров,

Микросхема TDA 1557Q для компьютерного усилителя звука

которая представляет из себя мостовой стереоусилитель с простой схемой подключения, которую можно собрать и навесным монтажом, распаяв детали прямо на ножках микросхемы, не вытравливая печатную плату.

Для сборки усилителя кроме самой микросхемы понадобятся: 2 резистора сопротивлением 10 кОм, 3 плёночных конденсатора, 2 из которых ёмкостью 0,22 — 0,47 мкФ (220n -470n) и один 0,1 мкФ (100n), электролитический конденсатор ёмкостью 2.200 — 10.000мкФ рабочим напряжением не менее 16 В и кнопка или тумблер для включения-отключения усилителя. Стоимость всех деталей для сборки варьируется от $10 до $15 или 400 — 600 руб. Ещё потребуется немного экранированного провода и динамики или колонки мощностью 15 — 30 Вт, сопротивлением 4 — 8 Ом. Наглядно схема монтажа представлена ниже.

Схема подключения усилителя на TDA1557Q

Звук на усилитель нужно подавать с выхода для подключения наушников звуковой карты компьютера экранированным проводом во избежание фона и постороннего шума из динамиков. Электролитический конденсатор припаивать максимально-короткими проводами. От величины его ёмкости зависит уровень просадки напряжения при пиках мощности, следовательно — глубина и чистота баса. Рекомендуется ставить не менее 2.200 мкФ. Верхний предел по ёмкости не ограничен.
Прямо к ногам этого конденсатора можно подпаять плёночный 0,1 мкФ. Тумблер служит для плавного включения усилителя, чтобы не было щелчка в динамиках при подаче питания и режима приглушения громкости, сна усилителя.
Усилитель работает при напряжении 10 — 18 В, следовательно, можно подключить его от блока питания компьютера с вывода +12В и массы COM.