Не знаю, чи зацікавить зараз когось ця саморобка з 2008 року, але нехай лежить на цьому сайті. Для історії. Це перша моя електронна саморобка, процес виготовлення якої я здогадався зняти на фото.

Я не фанат «теплого лампового звуку», сигнальних проводів з безкисневої міді і конусних опор для мережевих дротів. Слух мій зовсім не музикальний, тому мене влаштовують старі радянські колонки 35АС-xxx. Суховський підсилювач високої вірності, зроблений в студентські роки, пропав (окрема історія, але не по темі сайту), а іноді послухати Queen-ство яке-небудь хотілося (за компанію з сусідами), тому цілком логічно, що з'явилося бажання по-швидкому зробити щось невибагливе йому на заміну.

Раз по-швидкому, значить на мікросхемах. Тут не важливо, що деталей менше (це економія всього-то кількох годин при виготовленні плати і монтажі), важливіше те, що на мікросхемі зібрав - і він відразу працює з гарантованими даташіта параметрами, ніяких налаштувань не потрібно. ОК, з елементної базою вирішено. А яка буде загальна концепція медіацентру? Можна красивий, плоский, відразу з блекджек і повіями комутатором входів, MP3, DVD, FM, ДУ, еквалайзером і т.д. Але не потрібно. Все відразу - це складно і довго. А плоский корпус = імпульсний живильник, що не дуже добре для УМ. Краще зробити два модуля: спочатку - підсилювач потужності (швидко), а потім - все інше (вдумливо і грунтовно). В цьому випадку підсилювач потужності не має ніяких органів управління, і тримати його на видному місці немає необхідності. Нехай стоїть в шафі на полиці. Тоді він повинен всього лише вписуватися по висоті в габарити полки, що дає можливість використовувати зручний, великий корпус, розмістити нормальний трансформатор. Єдина особливість - включатися він повинен автоматично, по команді з медіацентру або при появі на вході звукового сигналу.

Все, план дозрів, беремося за справу.

З вибором мікросхеми заморочуватися не довелося, тому що доступні були тільки TDA7294 (про Алі в той час я ще не в курсі був), тому в Стелл'е (Вітебський магазин постачальник радіодеталей) були куплені ці підсилювачі і електроліти на 10000 мкФ. Решта - що під ногами валялося.

А під ногами валявся, в першу чергу, хороший силовий трансформатор. Правда, напруга він давав на 10 вольт більше, ніж хотілося б (після випрямляча виходило 45В, а по даташіту для мікросхеми гранично допустимий 50В, максимальний робочий 40В, рекомендований 35В). Зроблено транс добротно, але без розрахунку на розбирання, так що відмотати витки можна, але шкода «шкурку псувати». І тут я згадав якусь статтю, в якій оцінювали необхідність застосування стабілізатора напруги для харчування вихідних каскадів підсилювача. І зробили висновок, що якість звуку підвищується, але витрати зростають настільки, що для промислових пристроїв це невигідно. Порився в Інтернеті (модем на 56 кБод, ось часи були ...), знайшов підтвердження з докладним аналізом, і вирішив робити стабілізатор: по-перше, у мене не промисловий пристрій і деталі безкоштовні, по-друге, цікаво поекспериментувати, по-третє, напруга буде ідеальним без перемотування трансу. Загалом, одні плюси. Спроектував. Угу. Блок живлення вийшов більше, ніж підсилювач. Хоча, власне, в чому проблема? У квартирі поміститься, і добре:

На фото видно, що зроблений з різного мотлоху: радіатори від процесорів intel P2, транзистори, реле та інше - від старих моніторів, блок живлення чергового режиму - від древньої аналогової камери спостереження. Схема проста: 4 незалежних компенсаційних стабілізатора, вузол плавного заряду конденсаторів - ось, власне, і все. Стабілізатори без захисту від кз і перевантаження, це дозволило зменшити вихідний опір блока живлення, що важливо для підсилювача потужності (має значення на піках навантаження).

Схема підсилювача мало чим відрізняється від рекомендованої даташіта:

Для підсилювача важливіше розводка друкованої плати. Тим більше, що мікросхема схильна до порушення на частотах близько 100 кГц, та ще іноді тільки при певній амплітуді корисного сигналу, що взагалі буває дуже складно відловити. Крім того, так як у мене розводка другого каналу виходить поворотом на 180 градусів трасування першого, намалювалася потенційна проблема: вхід одного каналу знаходиться недалеко від виходу іншого, що може призводити до наведенням. Тому над кожною доріжкою багато думав (іноді з калькулятором), а потім виготовлена ​​плата була ретельно перевірена на всі можливі косяки (носив у Вітебський держ. Університет ім. Машерова, там на кафедрі фізики прилади непогані. Величезне спасибі за сприяння Данилову Геннадію Вікторовичу, до жаль, його вже немає з нами ...). Результатом залишився задоволений. Ні, компоновка і трасування, звичайно, не ідеальні, але прийнятні (наприклад, С10 занадто близько до радіатора, з розмірами дроселя на R7 трохи не вгадав).

Змонтована конструкція виглядає так:

Радіатори, природно, від процесорів (якісь Athlon'и були). Ребра тоненькі і щільно розташовані, тобто, природний обдув ніякої. Фактично, віддача тепла таким радіатором при природної конвекції, приблизно, як якщо б він був із суцільного бруска алюмінію, тобто, ребер як би і немає зовсім. Втім, при невеликій вихідний потужності (як показала практика, до 20 Вт) цього достатньо (нагадаю, мікросхема працює в режимі АВ, і максимум розсіюється доводиться десь на 35 Вт при моєму напрузі живлення). Ну а для більшої потужності у нас є вентилятори.

Для розгойдування підсилювача на повну потужність на вхід треба подати сигнал близько 0.5В. Однак зустрічаються джерела, у яких вихідна напруга не перевищує 150 мВ. Щоб зробити підсилювач універсальним, вирішив додати регульований передпідсилювач на малошумні ОУ NE5532 (до речі, рекомендую мікросхему, для якісного аудіо - саме те, і недорого). При роботі від джерела з достатнім напругою, передпідсилювач відключається перемикачем на платі (звичайно, спотворення і шуми від NE5532 мізерні, але якщо є можливість їх зовсім виключити, то чому б це не зробити?). Заодно на цій же платі зібраний підсилювач / детектор сигналу для вузла автоматики.

Трохи почухавши ріпу, вирішив додати ще й вузол захисту колонок. Але вводити додаткове реле в ланцюг вихідного сигналу не став, вирішив обійтися відключенням вихідних каскадів і харчування. Так, в конденсаторах досить енергії, щоб спалити динамік навіть при відключеному харчуванні, але все ж: аварійна ситуація може виникнути при: 1) аварії в блоці живлення, або 2) відмову підсилювача (пробою транзистора вихідного каскаду, інші відмови не критичні). У разі (1) відключення вихідних каскадів (сигналом stand-by, а заодно і mute) рятує (та й своїх засобів захисту в мікросхемі вистачає). У разі (2) зазвичай конденсатори розряджаються через мікросхему (з красивими спецефектами). Так що, вважаю, що реле тут зайве. Для роботи системи захисту зібрав детектор аварійної ситуації, який видає на контролер сигнал аварії при перекосі живлячих напруг або появі на виході підсилювача постійної напруги. На цій же платі розмістив датчики температури радіаторів.

У підсумку до основної плати додалося два доважку:

У зборі це приблизно так виглядає (це попередня збірка, ще дроту не припаяні, терморезистори без прокладок і не притиснуті до радіаторів):

А ось вид компонування підсилювача (в точності так, як він буде потім встановлений в корпусі, всі відстані відповідають):

У такому вигляді паяем силові дроти (так зручніше, ніж потім в корпусі це робити). На фото видно, що на платах встановлено роз'єми. Вони використовуються тільки в ланцюгах управління і слаботочного харчування. Особливу увагу приділено розводці «землі»: поділ цифровий, потужнострумової і слабосігнальних «земель», відсутність петель, поділ каналів, з'єднання «землі» всіх вузлів тільки в одній точці ( «Мекки»).

Прийшов час зайнятися корпусом. Обтрясаем пил зі старого корпусу від системника (природно, не перший-ліпший, ширина системників різна, все плати проектувалися саме під цей):

І починаємо його різати:

Свердлимо і прорізаємо отвори, і згинаємо де треба. При цьому розбовталося кріплення передньої частини (вона кріпилася алюмінієвими заклепками), довелося зовсім відірвати (потім закріпив гвинтами):

Нарізаємо зовнішні частини корпусу:

Дивимося, як все це стикується між собою:

Від передньої пластмасовою частини корпусу відрізав верх і низ, і склеїв їх між собою. Шов видно, якщо знати що він є. Але вигляд не псує.

Моєму, знежирюємо, фарбуємо (заґрунтувати не завадить, на заводське покриття фарба і так добре лягає, а ось на голий метал в місцях розпилів - не завжди). Фарба - найдешевша з балончиків.

Після остаточного складання отримуємо таку конструкцію:

В якості керуючого контролера використаний ATTiny2313:

Пристрій має три режими: «вимкнено», «включено» і «автомат» (вибирається однією кнопкою). З першими двома все зрозуміло, в останньому режимі при появі на вході звукового сигналу (поріг програмується), підсилювач включається, при відсутності сигналу протягом 15 хвилин, підсилювач переводиться в режим stand-by, а ще через 15 хвилин вимикається. При включенні спочатку подається харчування, потім, після закінчення заряду конденсаторів, включаються вихідні каскади підсилювачів, потім розблокуються вхідні каскади. Вимкнення в зворотному порядку (при аварії відразу вимикається все). Контролер вимірює температуру радіаторів і поступово регулює оберти вентиляторів (три ступені, комутацією резисторів, без ШІМ - нам зайві перешкоди ні до чого). Пороги програмуються, за умовчанням до 40 градусів вентилятори взагалі вимкнені. При появі сигналу аварії від вузла захисту або аварійному перегріві підсилювач вимикається. При незначному перегрів перекладається в stand-by, якщо не допомогло - через три хвилини вимикається. При перевантаженні по входу блокуються вхідні каскади. Всі пороги всіх систем зберігаються в EEPROM і можуть коригуватися по I2C (також по I2C можна управляти режимом роботи, наприклад, «розумний дім» може відключати звук при спрацьовуванні таймера на кухні, дверного дзвінка або міського телефону, хоча ця функція в майбутньому буде перенесена на медіацентр, якщо я його зроблю. Там можна буде приглушати звук, а не вирубувати його повністю). Так як в ATTiny2313 немає інтегрованого АЦП, довелося додати кілька зовнішніх компонентів для отримання АЦП прямого перетворення. Перший АЦП (порівняно високої точності) використовується для вимірювання напруги на виході детектора звукового сигналу (запускається лічильник, на один вхід компаратора подається сигнал з детектора, на другий - лінійно наростаюче напруження з конденсатора, що заряджається від джерела стабільно струму, коли напруга «пили» стане більше вхідного, лічильник зупиняється), другий АЦП, грубіший, вимірює опір терморезисторів, встановлених на радіаторах, працює за схожим принципом (запускається лічильник, конденсатор заряджається ч ерез терморезистор, при досягненні порогу перемикання входу з «0» на «1», лічильник зупиняється). На жаль, активна робота інших вузлів контролера призводить до невеликої нестабільності порогів спрацьовування (виробник рекомендує на час вимірювань компаратором виключити активність на всіх інших портах контролера, але в даному випадку зробити це не вийшло). Для усунення виникає помилки використовується усереднення за принципом експоненціального змінного середнього.

Що вийшло в результаті? Цілком пристойний підсилювач. Знайомі хвалять. Сусіди - ну, не знаю, може, і лають. Вплив стабілізатора на якість швидше за все є, але не доведено. Експеримент проводився в такий спосіб: підсилювач підключався до колонок (8 Ом) в актовій залі. Що за колонки - не знаю, пам'ятаю, в назві була цифра 150, припускаю, це потужність (розмір відповідає). Звук подавали з програвача міні-дисків. Піднімали гучність, поки не з'являлися помітні на слух спотворення, потім продовжували піднімати, поки спотворення не ставали зовсім противними. Потім підключали інший блок живлення і робили те ж саме. Повторили 2 рази, намагаючись вловити момент, щоб «хрюкало ось так же, як тоді». Висновок: на малої та середньої гучності різниці немає. На великий - при стабілізованою харчуванні спотворення з'являються на більшій вихідної потужності, і в міру подальшого збільшення потужності ростуть не так швидко, як без стабілізатора. Потім те ж саме перевірили осциллографом на еквіваленті навантаження (кухоль води закип'ятили), результат підтвердився. Чому ж тоді я вище написав, що вплив не доведено? Справа в тому, що трансформатори були різні. Блок зі стабілізатором харчується від відмінного тора на 300 Вт, а без стабілізатора використовувався убогий транс від лампового кольорового телевізора на 280 Вт, з хрін знає як скомбінувати обмотками, щоб отримати таке ж напруга, як і у варіанті зі стабілізатором (і достатня перетин проводів обмоток ). Начебто і той, і інший забезпечують харчування з достатнім запасом (перевіряли канали по одному), але все ж, експеримент не чистий. Я через пару років після цього експерименту намагався використовувати транс від радянського лампового ч / б телевізора в своїй конструкції. Це просто жах. Залізо працює з індукцією 1.75 Тл! Гуде, струм хх скажений, на виході синусоїди і близько не видно. Довелося первинку перемотувати, потужність вийшла 120Вт замість паспортних 180Вт. Так що тепер я вже сумніваюся, а чи не був той результат наслідком поганого трансформатора? А може бути, той транс був нормальний? ХЗ.

І як додаток схеми вузлів підсилювача (схема захисту, вхідний вузол, контролер, блок живлення):