саморобний комбопідсилювач
- виготовлення кабінету
- Електронна начинка комбопідсилювача
- Фільтр високих частот
- предоконечний підсилювач
Подробиці Опубліковано: 01.06.2009
виготовлення кабінету
У 2008 році нам в голову прийшла ідея зробити самим комбопідсилювач. Причин було кілька: найперша, звичайно, брак готівки, але були й інші ... Нам потрібен не гітарний або басовий комбопідсилювач, як це зазвичай буває, а універсальний кабінет з універсальним підсилювачем, здатний відтворювати як гітарний звук, так і звук мікрофона . До того ж ми хотіли мати один пристрій для всіх - тобто при виїзді ми хотіли мати мінімум необхідного обладнання для звучання (мається на увазі не концертний виступ, а музикування у вузькому колі, для своїх). У той час у нас була акустична гітара з пьезодатчиком, електрогітара з цифровим процесором і мікрофон. Тобто підсилювач повинен був містити в собі ще й мікшер ... Якщо ви спробуєте знайти подібні пристрої, ви будете розчаровані. Таких майже немає. Дійсно, "майже". У Єрасова ( www.yerasov.ru ) Ми знайшли подібний пристрій. Воно називається універсальний комбо KEYamp R2 (є ще модифікація R3 - відрізняється потужністю). Має три канали, двухполосную акустику ... В принципі, нас би воно цілком влаштувало, якби не два "АЛЕ": по-перше воно досить громіздке (440х620х305 мм), а по-друге - ціна! ... Може, ще які є - не знаю!
За основу проекту були взяті розміри ерасовского ж комбопідсилювача Repetitor R1-50w. При проектуванні була простудіювати книга Г.С.Гендіна "Конструювання і розрахунок електронних акустичних систем". Деякі рекомендації, щодо створення акустичних систем були перенесені на наш проект. Наприклад, ізоляція передній несучої стіни (на якій кріпиться динамік) від бічних огороджуючих стінок гумою. Також для виготовлення була застосована 19-тімілліметровая фанера, а не ДСП або ще якийсь матеріал. Всі з'єднання були проклеєні спеціальним вологостійким клеєм для дерева Titebond II Premium Wood Glue (зроблено в США), що забезпечило їм хорошу герметичність. У підсумку після установки овального динаміка Pioneer TS-A6990 8x6 дюймів китайського виробництва, ми отримали майже hi-fi звук ... (На фото видно, що спочатку на динаміці спереду закріплена декоративна панель, на подальших знімках її немає - її довелося відірвати, тому що вона страшно деренчала, до того ж маленькі динаміки на ній виявилися фальшивими; ще довелося закріпити на герметик конденсатор на середньому динаміці з тієї ж причини; стійку на якій кріпитися середній динамік від вібрацій постійно звертало - налили суперклей на кріпильний вин із зворотного боку і закрутили від душі ...). По крайней мере, це акустичне оформлення вичавлює максимум з цього динаміка. На деяких знімках видно, що фанера потріскалася під врема обробки, але це все було замасковано обтягуванням зі шкірозамінника. Внутрішнє заповнення - синтепон.
Електроніка зібрана в коробці з-під комп'ютерного блоку живлення (видно на останньому фото). Як мікшера ми взяли 5-тіканальний Lilliput знову ж Єрасова. Більш детально читайте далі.
На закінчення додам - ми почали цей проект в надії досягти дві мети: заощадити гроші і отримати саме те, що потрібно. Другий мети ми досягли повністю. Щодо першої мети можна сказати так: якщо є захоплення, бажання і деякий фанатизм чи в цій справі, то це те, що потрібно. Якщо немає - краще витратити гроші. За ціною, звичайно, вийшло дешевше, але тут не враховані час і сили, витрачені на реалізацію проекту. Тому я б не рекомендував цим займатися тільки через економію. Великий вигоди не відчуєте.
Електронна начинка комбопідсилювача
Так як за основу проекту був узятий ерасовскій комбік Repetitor R1-50w, що володіє ефективною потужністю 50 Вт, а в гаражі завалявся трансформатор типу ТПП307-127 / 220-50, який має по 1,5 А у вторинних обмотках і напруга на них 2 × 22 в, при послідовному включенні, було прийнято рішення - як УМЗЧ використовувати мікросхему TDA7295 ( datasheet TDA7295.pdf ). Харчування мікросхеми може бути в межах ± 40 В. Джерело живлення на такому трансформаторі може видати два напруги по 26 В і струм, приблизно, 1,5 А в плече. Отже, можна розгойдати в навантаженні до 60 Вт, що цілком достатньо.
У ПП PCAD 2002 році була розроблена топологія друкованої плати, спасибі за допомогу в створенні топології Андрію Мітяєва і Віталію Запевалова, викладачам ЮУрГУ.
Топологія друкованої плати УМЗЧ.
Після перших випробувань прийшли до висновку - необхідно використовувати предоконечний підсилювач. Беручи до уваги, що нам потрібно мати регульований лінійний вихід і мікрофонний компресор, народилася наступна функціональна схема.
Функціональна схема електроніки комбопідсилювача.
Предоконечний підсилювач зібраний на мікросхемах NE5532 ( datasheet NE5532.pdf ), З харчуванням ± 15 В. Схема досить проста, тому накидав елементи в PCAD, була відразу створена топологія, минаючи етап проектування схеми.
Топологія передкрайового підсилювача.
Проштудіювавши чимало літератури і переглянувши чимало схем з побудови компресорів було прийнято рішення використовувати готову мікросхему компресора / лімітера типу SSM2166 ( datasheet SSM2166.pdf ), Яку довелося купувати в московському магазині радіодеталей.
Схема компресора / лімітера.
Топологія компресора / лімітера.
Друковані плати УМЗЧ і предоконечного підсилювача вдалося замовити на підприємстві ТОВ «Планар», за що величезне спасибі Володимиру Кузнєцову, а плату компресора довелося виконувати по лазерно-прасувальну технології.
Друковані плати з упаяними елементами.
Внутрішній вид комбіка після установки вузлів.
Компресор підключили до точки, показаної на схемою мікшера LILIPUT (pdf) .
Точка включення компресора на схемі мікшера LILLIPUT.
В процесі експлуатації пристрою були проведені деякі доопрацювання і знайдені помилки:
- Харчування мікшера збільшено до +15 В, щоб відсунути точку компресії сигналу.
- В мікшері замінені мікросхеми з великим вхідним опором TL062 на мікросхеми NE5532, що знизило рівень шумів пристрою.
- Підключення каналу лінійного виходу передкрайового підсилювача необхідно було зробити до регулятора загального вихідного рівня мікшера, хоча цей недолік компенсується наявністю власного регулятора.
- Вихідний рівень з компресора занадто великий, його довелося гасити великим резистором (150 кОм), чому з'явився сильний підйом на НЧ, тому довелося зменшити розділовий конденсатор до 50 нФ.
- Чотири регулятора компресора ускладнюють настройку вокалу і узгодження його рівня з інструментами. Можливо, краще застосувати мікросхему типу SSM2167 з двома змінними параметрами і додати регулятор вихідного рівня.
Фільтр високих частот
Оскільки зібраний нами комбопідсилювач - універсальний пристрій, ми його використовуємо також і для вокалу. Використовуваний для вокалу мікрофон дуже добре передає низькі частоти, компресор допомагає їх витягати за межами нормальної АЧХ мікрофона. Щоб вокал перестав «бубоніти», необхідно знизити рівень НЧ сигналів після компресора. Для цього необхідно зібрати і встановити фільтр високих частот ( Стаття з Вікіпедії про фільтр високих частот (ФВЧ) ) І підключити його після компресора.
При виборі фільтра можна керуватися наступною таблицею.
Тип фільтра Бесселя Лінквіца-Райлі Баттерворта Порядок фільтра 1 Яким би не був фільтр першого порядку, його головною перевагою є можливість одночасного досягнення ідеальної (плоскої) АЧХ і ідеальної (нульовий) ФЧХ. Недолік всіх фільтрів першого порядку - слабкі фільтруючі (частотно-розділові) властивості. 2 Хороші фільтри з хорошим звуком: відмінна риса - чудові імпульсні характеристики. Забезпечує гладку АЧХ при дуже хороших ФЧХ і імпульсних характеристиках. Дає викид 3 дБ на частоті розділу. 3 Фільтри третього порядку відрізняються тим, що забезпечують досить високу ступінь поділу при все ще прийнятних ФЧХ і ГВЗ. Найбільш перспективні в більшості пристроїв. Застосовується рідко, має невелике відхилення АЧХ від ідеалу в районі частоти розділу. Володіє поліпшеними імпульсними характеристиками. Застосовується рідко. Є основним серед фільтрів третього порядку, так як єдиний забезпечує плоску АЧХ. Широко застосовується в системах d'Appolito. 4 Незалежно від типу фільтри четвертого і більш високих порядків застосовуються тільки в спеціальних випадках, коли з якихось причин потрібно дуже жорстке частотне розділення. ФЧХ і імпульсні характеристики на межі допустимого. Практично не має відмінностей від фільтра Лінквіца-Райлі. Має гладку АЧХ. Використовується рідко. 5 Використовуються надзвичайно рідко.
Було вирішено застосувати активний ФВЧ Баттерворта 3-го порядку (потрібно два ОУ - один корпус мікросхеми NE5532). Для розрахунку номіналів фільтрів використовувалася програма Texas Instruments FilterPro ( FilterProSetup.exe ). ФВЧ Баттерворта є основним серед фільтрів третього порядку, так як єдиний забезпечує плоску АЧХ. Широко застосовується в професійних системах, наприклад d'Appolito.
Вийшла наступна схема ФВЧ:
Схема ФВЧ.
Розроблено наступна топологія:
Топологія ФВЧ.
Далі проведено перевірку роботи ФВЧ з використанням двоканального осцилографа, зібрана схема запрацювала відразу, з розрахунковими характеристиками.
Тестування ФВЧ.
На осцилограмах показані вхідний (що не змінюється по амплітуді) і вихідний ( «зарізаний») сигнали.
Отримані значення вихідної напруги на виході ФВЧ зведені в таблицю і для наочності побудована логарифмічна амплітудно-частотна характеристика (ЛАЧХ).
Спад характеристики близько 40 дБ / октава.
F, Гц U, мВ K, дБ 20000 870 -1 19000 950 0 18000 1000 0 10000 1000 0 1000 1000 0 500 990 0 190 700 -3 24 8 -42 0 5 -46 
Вийшла маленька плата, яка легко інтегрувалася в корпус компресора. Однополярної харчування +5 В взято з цього ж компресора. Під як це виглядає:
Реалізація.
Збираємо, тестуємо в комплексі.
Тестування.
Мета досягнута, вокал перестав «бубоніти».
предоконечний підсилювач
Предоконечний підсилювач призначений для створення необхідного рівня сигналу для оптимального посилення в УМЗЧ і формування вихідного лінійного сигналу. Використовується інвертуйте включення операційного підсилювача і двуполярное харчування. Коефіцієнт посилення по напрузі DA1: 1 підбирається від 3 до 7 (K = 1 + R8 / R4). Важливо, щоб при максимальному сигналі не відбувалося обмеження.
Схема предоконечного підсилювача.
