Двухканальный темброблок. Простые темброблоки на транзисторе и на ОУ (КТ3102, К140УД8)

Принципиальные схемы простых самодельных регуляторов тембра (темброблоков), которые выполнены на транзисторе КТ3102, Кт315 и на операционном усилителе К140УД8 (К140УД20, К140УД12).

Схемы темброблоков содержат минимум деталей и могут быть собраны начинающими радиолюбителями. Данные темброблоки можно применить в комплексе с самодельной звуковоспроизводящей аудио аппаратурой: в усилителях НЧ, микрофонных усилителях, микшерах и т.п.

Двухполосный регулятор тембра на транзисторе

Представлен один из многочисленных примеров схем регуляторов тембра НЧ и ВЧ для УНЧ на транзисторах. Приведенной электронной схеме предшествует каскад с низким выходным сопротивлением, например, эмиттерный повторитель (каскад с общим коллектором) или ОУ.

Это обеспечивает низкое выходное сопротивление предшествующего каскада и нормальную работу данного регулятора.

Рис. 1. Схема двухполосного регулятора тембра (НЧ, ВЧ) на транзисторе.

Элементы для схемы:

• R1=4.7к, R2=100к(НЧ), R3=4.7к, R4=39к, R5=5.6к,
• R6=100к(ВЧ), R7=180к, R8=33к, R9=3.9к, R10=1 к;
• С1=39н, С2=30мкФ-1 ООмкФ, СЗ=5мкФ-20мкФ,
• С4=2.2н, С5=2.2н, С6=30мкФ-100мкФ;
• Т1 - КТ3102, КТ315 или аналогичные.

Двухполосный регулятор тембра на ОУ

На рисунке 2 представлен пример схемы двухполосного регулятора тембра НЧ и ВЧ для УНЧ на операционном усилителе (ОУ). Данной электронной схеме предшествует каскад на ОУ. Это обеспечивает низкое выходное сопротивление предшествующего каскада и нормальную работу данного регулятора.

Для повышения устойчивости работы схемы (на ВЧ) целесообразно зашунтировать выводы питания ОУ конденсаторами 0.1 мкФ, например, типа КМ6. Конденсаторы подключаются максимально близко к ОУ.

Рис. 2. Схема двухполосного регулятора тембра (НЧ, ВЧ) на ОУ.

Элементы для схемы на рисунке 2:

• R1=11к, R2=100к(НЧ), R3=11к, R4=11К, R5=3.6к, R6=500к(ВЧ), R7=3.6к, R8=750;
• С1=0.05мкФ, С2=0.05мкФ, СЗ=0.005мкФ, С4=0.1 мкФ-0.47мкФ, С5=0.1 мкФ-0.47мкФ;
• ОУ - 140УД12, 140УД20, 140УД8 или любые другие ОУ в типовом включении и желательно с внутренней коррекцией;

Трехполосный регулятор тембра на ОУ

Трехполосный регулятор тембра дает лучший результат подавления помех, чем двухполосный регулятор.

На рисунке 3 представлен пример схемы трехполосного регулятора тембра НЧ, СЧ и ВЧ для УНЧ на ОУ. Данной электронной схеме предшествует каскад на ОУ. Это обеспечивает низкое выходное сопротивление предшествующего каскада и нормальную работу данного регулятора.

Для повышения устойчивости работы схемы (на ВЧ) целесообразно зашунтировать выводы питания ОУ конденсаторами 0.1 мкФ. Конденсаторы подключаются максимально близко к ОУ.

Рис. 3. Схема трехполосного регулятора тембра (НЧ, СЧ, ВЧ) на ОУ.

Элементы для схемы на рисунке 3:

• R1 =11к, R2=100к (НЧ), R3=11к, R4=11к, R5=1,8к, R6=500к (ВЧ),
• R7=1,8к, R8=280, R9=3.6к, R10=100к (СЧ), R11=3.6к;
• С1=0.05мкФ, С2 - отсутствует, СЗ=0.005мкФ,
• С4=0.1 мкФ-0.47мкФ, С5=0.1 мкФ-0.47мкФ,
• С6=0.005мкФ, С7=0.0022мкФ, С8=0.001мкФ;
• ОУ - 140УД8,140УД20 или любые другие ОУ с внутренней коррекцией (желательно) и в типовом включении.

Литература: Рудомедов Е.А., Рудометов В.Е - Электроника и шпионские страсти-3.

Схема лампового тембр блока для усилителя основана на LM1036N, контролирующей громкость и баланс в автомагнитолах. Дополнительный управляющий вход позволяет довольно просто применять компенсацию громкости.

Все что вам потребуется для сборки своими руками темброблока на транзисторах — это LM1036N, 15 конденсаторов, несколько фиксированных резисторов и несколько потенциометров. В результате вы получите качественное устройство для управления громкостью и другими параметрами звука.

Шаг 1: Базовая информация

Схема, которую я использовал, приведена в техническом паспорте изготовителя: ссылка

Посмотрите на страницу 6.

Схема работает просто отлично, поэтому, если это ваш первый опыт – используйте эту, она будет прекрасно работать, если только вы не испортите детали.

Вам понадобится:

• LM1036N
• 47 мкФ x 1
• 0.47 мкФ x 2
• 0.01 мкФ x 2
• 0.22 мкФ x 4
• 0.39 мкФ x 2
• 10 мкФ x 2
• 10 мкФ x 1
• 47k резисторы x 4
• 47k потенциометры x 4
• Выключатель x 1
• 3.5 аудио джек разъемы (мама и папа) (размер может быть любой)
• Кабеля (используйте защищенные для входящих и выходящих сигналов)
• Пустая плата, к которой вы будете все припаивать
• Паяльник и режущие инструменты
• Пластиковый корпус
• Кнопки для потенциометров

На все про все я потратил около 1000 рублей.

Шаг 2: Экспериментируем

Я начал со сборки схемы на макетной плате. Это очень удобно, если вы новичок и не уверены, что все сразу получится, но имейте ввиду, не стоит особо доверять симуляциям. Когда я делал тесты, было довольно много шумов в аудио сигнале.

Вы можете пропустить этот шаг и сразу приступить к пайке, если уверены, что у вас все получится.

Хочу заметить, что для проверки входящего сигнала я использовал свои пальцы. Когда вы касаетесь ими штекера, должен издаться нехороший звук, похожий на шум. Выкрутите потенциометр, который отвечает за громкость на максимум, если вы не слышите никакого звука, то не стоит подключать свой телефон, так как может быть короткое замыкание в схеме или просто что-то не так подсоединено.

Заметка: Все электролитические конденсаторы должны быть подключены правильно. У них есть маркировка на одной из сторон (чаще всего на отрицательной), потратьте немного времени, чтобы разобраться с этим.

После того, как я услышал шум в каждом из каналов, я подключил свой телефон и включил музыку, проверил все кнопки и послушал разницу в звучании.

Еще один момент — выходной сигнал. Я использовал обычные наушники. Если вы будете использовать дешевые, то можете не заметить особой разницы в настройках.

Шаг 3: Делаем схему

На первой фотографии, я припаял большинство компонентов. Постарайтесь установить конденсаторы как можно ближе к микросхеме, так как это сократит длину дорожек и минимизирует шум. Это также поможет при выборе корпуса, он будет меньше и плата в него лучше влезет.

На втором фото вы можете видеть законченную схему с выходными кабелями, припаянными снизу. Желтый и красный – каналы, черный – заземление.

На третьем фото вы можете увидеть маленькие входные кабеля. Они идут от старых наушников, в которых уже есть 3.5 мм разъем, а значит его не надо паять.

Шаг 4: Делаем корпус

Скорее всего, вы захотите установить потенциометры на одной стороне коробки. Я использовал пластиковый корпус по размеру моей платы. Просверлил четыре отверстия спереди, чтобы просунуть через них оси потенциометра, которые затягиваются на небольшой пластиковой детали внутри корпуса.

набор NK022

Любой высококачественный усилитель должен иметь не только возможность регулировки усиления входного сигнала, но и обеспечи­вать коррекцию амплитудно-частотной характеристики для каждого канала, как минимум, в двух частотных областях: верхней и нижней. С такой задачей успешно справляются электронные устройства, называ­емые темброблоками.

Схемотехнические варианты построения темброблоков базируют­ся на применении RC-цепочек. При их включении в цепь прохождения аудиосигнала получается эффект фильтрации отдельно взятой частот­ной области в полосе частот 20…20000 Гц. Это происходит потому, что емкость RC-цепочек зависит от частоты. На RC-цепочках строят фильтры высоких и низких частот, а также широко применяемые в графических эквалайзерах полосовые фильтры.

Некоторые фильтры позволяют изменять амплитудно-частотную характеристику усилителя довольно эффективно. Они способны в процессе корректировки вносить не только затухания, но также и уси­ливать сигнал. Такие фильтры называют активными, поскольку RC-цепочки включаются в цепи обратной связи активных радиоэле­ментов, например, транзисторов или операционных усилителей. К их недостаткам можно отнести искажения входного сигнала вызванные нелинейностью характеристик активных радиоэлементов.

Другой класс фильтров - это пассивные фильтры. Состоят они только из конденсаторов и резисторов. Но пассивные фильтры имеют довольно низкий коэффициент передачи. Например, на средних часто­тах (800… 1200 Гц) они понижают уровень сигнала в 10… 12 раз! Поэто­му при их применении необходимо использовать дополнительные кас­кады усиления сигнала. Кроме того, пределы регулирования низких и высоких частот темброблоком, построенном на пассивных фильтрах, тем шире, чем меньше выходное сопротивление источника сигнала и больше входное сопротивление последующего каскада. Однако в срав­нении с активными фильтрами нелинейные искажения пассивных фильтров минимальны.

Темброблок NK022 построен с использованием пассивных филь­тров низкой (НЧ) и высокой (ВЧ) частоты. Он предназначен для ис­пользования в высококачественных стереофонических усилителях мощности низкой частоты. Темброблок позволяет корректировать ам- плитудно-частотную характеристику усилителя одновременно по двум каналам в соответствии с индивидуальными желаниями слуша­теля, характеристиками акустических систем и особенностей помеще­ния, а также раздельно регулировать тембры ВЧ, НЧ и громкость каж­дого из двух каналов. Напряжение питания устройства 9… 18 В.

Описание электрической схемы темброблока

Внешний вид платы темброблока с установленными на ней элемен­тами и электрическая схема темброблока показаны на Рис. 1 и Рис. 2.

Рис. 1. Внешний вид темброблока

Устройство имеет два отдельных канала корректировки амплитуд- но-частотной характеристики. Рассмотрим работу блока на примере верхнего канала. Входной сигнал поступает на усилитель, выполнен­ный на транзисторе VT1. Усиление необходимо, поскольку пассивные фильтры, как уже говорилось выше, значительно ослабляют входной сигнал. Усиленный сигнал подается на фильтры для регулировки по НЧ (Р1) и по ВЧ (Р2).

Известно, что емкость для переменного тока низкой частоты пред­ставляет собой довольно высокое реактивное сопротивление, а для то­ков высокой частоты - низкое. Поэтому, емкостная цепочка С5-С6 «закорачивает» ВЧ-составляющую входного сигнала на общий провод, а в общей точке соединения резисторов R7 и Р1 присутствует только НЧ-составляющая. В точке соединения резисторов Р1 и R8 НЧ-со-

Рис. 2. Электрическая схема стереофонического темброблока

ставляклцая значительно ослаблена этим резистивным делителем. Значит, перемещение ползунка переменного резистора Р1 от верхнего по схеме положения до нижнего приведет к плавному уменьшению спектра НЧ-составляющей на выходе темброблока.

Похожая ситуация имеет место на перестраиваемом ВЧ-фильтре. В точке соединения С9 и Р2 будет максимум ВЧ-составляющей, а в точ­ке соединения Р2 и СЮ - минимум. Перемешая ползунок резистора Р2 сверху вниз, получим плавное уменьшение уровня ВЧ-составля- ющей в спектре выходного сигнала.

Переменный резистор Р4 образует регулируемый делитель напря­жения относительно общего провода схемы, то есть изменяет выходное напряжение темброблока. Предназначен он для частотнонезависимого изменения громкости звучания одного из каналов усилителя мощности.

Аналогично первому каналу работет второй канал темброблока.

Сборка темброблока

Перед сборкой стереофонического темброблока внимательно озна­комьтесь с приведенными в начале этой книги рекомендациями по монта­жу электронных схем. Это поможет избежать порчи печатной платы и от­дельных элементов схемы. Перечень элементов набора приведен в Табл. 1.

Места расположения элементов на плате темброблока и плата с ус­тановленными элементами показаны на Рис. 3. На Рис. За показаны также линии подключения собранного устройства.

Рис. 3. Расположение элементов на печатной плате темброблока: а - места расположения элементов на плате; б - плата с установленными элементами

Отформуйте выводы элементов, установите элементы на плату и припаяйте их выводы; при этом установите сначала малогабаритные, затем все остальные элементы. После сборки проверьте правильность монтажа, особенно внимательно проверьте правильность установки электролитических конденсаторов. Правильно собранный темброблок в настройке не нуждается.

Таблица 1. Перечень элементов набора NK022

Если вы, уважаемый читатель, намерены собрать усилитель мощ­ности для домашнего аудиоцентра, все необходимое для этого вы най­дете в каталоге МАСТЕР КИТ, приведенном в приложении к насто­ящей книге. Это и стабилизированный источник питания, и усилитель мощности, и даже подходящий корпус. Собрать высококачественный усилитель низкой частоты - вполне реальная задача!

Набор для стереофонического темброблока, а также и другие набо­ры, которые могут понадобиться при сборке усилителя, можно приоб­рести в магазинах радиодеталей или на радиорынках.

Во многих современных аудиосистемах, будь то музыкальный центр, домашний кинотеатр или даже портативная колонка для телефона имеется эквалайзер, или, иначе говоря, темброблок. С его помощью можно регулировать АЧХ сигнала, т.е. менять количество высоких или низких частот в сигнале. Темброблоки существуют активные, построенные, в чаще всего, на микросхемах. Они требуют наличия питания, зато не ослабляют уровень сигнала. Другая разновидность темброблоков – пассивные, они слегка ослабляют общий уровень сигнала, зато не требуют питания и не вносят никаких дополнительных искажений в сигнал. Именно поэтому в высококачественной звуковой аппаратуре используются, чаще всего, именно пассивные темброблоки. В этой статье рассмотрим, как сделать простой 2-х полосный темброблок. Его можно совместить с самодельным усилителем, либо же использовать как отдельное устройство.

Схема темброблока

(cкачиваний: 531)

Изготовление темброблока

Изготовление корпуса

Недавно обратился некий человек с просьбой собрать ему усилитель достаточной мощности и раздельными каналами усиления по низким, средним и высоким частотам. до этого не раз уже собирал для себя в качестве эксперимента и, надо сказать, эксперименты были весьма удачными. Качество звучания даже недорогих колонок не очень высокого уровня заметно при этом улучшается по сравнению, например, с вариантом применения пассивных фильтров в самих колонках. К тому же появляется возможность довольно легко менять частоты раздела полос и коэффициент усиления каждой отдельно взятой полосы и, таким образом, проще добиться равномерной АЧХ всего звукоусилительного тракта. В усилителе были применены готовые схемы, которые до этого не раз были опробованы в более простых конструкциях.

Структурная схема

На рисунке ниже показана схема 1 канала:

Как видно из схемы, усилитель имеет три входа, один из которых предусматривает простую возможность добавления предусилителя-корректора для проигрывателя винила (при такой необходимости), переключатель входов, предварительный усилитель-тембролок (также трёхполосный, с регулировкой уровней ВЧ/СЧ/НЧ), регулятор громкости, блок фильтров на три полосы с регулировкой уровня усиления каждой полосы с возможностью отключения фильтрации и блок питания для оконечных усилителей большой мощности (нестабилизированный) и стабилизатор для «слаботочной» части (предварительные каскады усиления).

Предварительный усилитель-темброблок

В качестве него была применена схема, не раз проверенная до этого, которая при своей простоте и доступности деталей показывает довольно хорошие характеристики. Схема (как и все последующие) в своё время была опубликована в журнале «Радио» и затем не раз публиковалась на различных сайтах в интернете:

Входной каскад на DA1 содержит переключатель уровня усиления (-10; 0; +10 дБ), что упрощает согласование всего усилителя с различными по уровню источниками сигнала, а на DA2 собран непосредственно регулятор тембров. Схема не капризна к некоторому разбросу номиналов элементов и не требует никакого налаживания. В качестве ОУ можно применить любые микросхемы, применяемые в звуковых трактах усилителей, например здесь (и в последующих схемах) пробовал импортные ВА4558, TL072 и LM2904. Подойдёт любая, но лучше, конечно, выбирать варианты ОУ с возможно меньшим уровнем собственного шума и высоким быстродействием (коэффициентом нарастания входного напряжения). Эти параметры можно посмотреть в справочниках (даташитах). Конечно, здесь вовсе не обязательно применять именно эту схему, вполне можно, например, сделать не трёхполосный, а обычный (стандартный) двухполосный темброблок. Но не «пассивную» схему, а с каскадами усиления-согласования по входу и выходу на транзисторах или ОУ.

Блок фильтров

Схем фильтров, также, при желании можно найти множество, так как публикаций на тему многополосных усилителей сейчас достаточно. Для облегчения этой задачи и просто для примера, я приведу здесь несколько возможных схем, найденных в различных источниках:

— схема, которая была применена мной в этом усилителе, так как частоты раздела полос оказались как раз такие, которые и нужны были «заказчику» — 500 Гц и 5 кГц и ничего пересчитывать не пришлось.

— вторая схема, попроще на ОУ.

И ещё одна возможная схема, на транзисторах:

Как уже писал ваше, выбрал первую схему из-за довольно качественной фильтрации полос и соответствии частот разделения полос заданным. Только на выходах каждого канала (полосы) были добавлены простые регуляторы уровня усиления (как это сделано, например, в третьей схеме, на транзисторах). Регуляторы можно поставить от 30 до 100 кОм. Операционные усилители и транзисторы во всех схемах можно заменить на современные импортные (с учётом цоколёвки!) для получения лучших параметров схем. Никакой настройки все эти схемы не требуют, если не требуется изменить частоты раздела полос. К сожалению, дать информацию по пересчёту этих частот раздела я не имею возможности, так как схемы искались для примера «готовые» и подробных описаний к ним не прилагалось.

В схему блока фильтров (первая схема из трёх) была добавлена возможность отключения фильтрации по каналам СЧ и ВЧ. Для этого были установлены два кнопочных переключателя типа П2К, с помощью которых просто можно замкнуть точки соединения входов фильтров - R10C9 с их соответствующими выходами — «выход ВЧ» и «выход СЧ». В этом случае по этим каналам идёт полный звуковой сигнал.

Усилители мощности

С выхода каждого канала фильтра сигналы ВЧ-СЧ-НЧ подаются на входы усилителй мощности, которые, также, можно собрать по любой из известных схем в зависимости от необходимой мощности всего усилителя. Я делал УМЗЧ по известной давно схеме из журнала «Радио», №3, 1991 г., стр.51. Здесь даю ссылку на «первоисточник», так как по поводу этой схемы существует много мнений и споров по повод её «качественности». Дело в том, что на первый взгляд это схема усилителя класса «B» с неизбежным присутствием искажений типа «ступенька», но это не так. В схеме применено токовое управление транзисторами выходного каскада, что позволяет избавиться от этих недостатков при обычном, стандартном включении. При этом схема очень простая, не критична к применяемым деталям и даже транзисторы не требует особого предварительного подбора по параметрам К тому же схема удобна тем, что мощные выходные транзисторы можно ставить на один теплоотвод попарно без изолирующих прокладок, так как выводы коллекторов соединены в точке «выхода», что очень упрощает монтаж усилителя:

При настройке лишь ВАЖНО подобрать правильные режимы работы транзисторов предоконечного каскада (подбором резисторов R7R8) - на базах этих транзисторов в режиме «покоя» и без нагрузки на выходе (динамика) должно быть напряжение в пределах 0,4-0,6 вольт. Напряжение питания для таких усилителей (их, соответственно, должно быть 6 штук) поднял до 32 вольт с заменой выходных транзисторов на 2SA1943 и 2SC5200, сопротивление резисторов R10R12 при этом следует также увеличить до 1,5 кОм (для «облегчения жизни» стабилитронам в цепи питания входных ОУ). ОУ также были заменены на ВА4558, при этом становится не нужна цепь «установки нуля» (выходы 2 и 6 на схеме) и, соответственно меняется цоколёвка при пайке микросхемы. В результате при проверке каждый усилитель по этой схеме выдавал мощность до 150 ватт (кратковременно) при вполне адекватной степени нагрева радиатора.

Блок питания УНЧ

В качестве блока питания были использованы два трансформатора с блоками выпрямителей и фильтров по обычной, стандартной схеме. Для питания НЧ полосных каналов (левый и правый каналы) - трансформатор мощностью 250 ватт, выпрямитель на диодных сборках типа MBR2560 или аналогичных и конденсаторы 40000 мкф х 50 вольт в каждом плече питания. Для СЧ и ВЧ каналов - трансформатор мощностью 350 ватт (взят из сгоревшего ресивера «Ямаха»), выпрямитель — диодная сборка TS6P06G и фильтр — два конденсатора по 25000 мкф х 63 вольт на каждое плечо питания. Все электролитические конденсаторы фильтров зашунтированы плёночными конденсаторами ёмкостью 1 мкф х 63 вольта.

В общем, блок питания может быть и с одним трансформаторм, конечно, но при его соответствующей мощности. Мощность усилителя в целом в данном случае определяется исключительно возможностями источника питания. Все предварительные усилители (темброблок, фильтры) - запитаны также от одного из этих трансформаторов (можно от любого из них), но через дополнительный блок двуполярного стабилизатора, собранный на МС типа КРЕН (или импортных) или по любой из типовых схем на транзисторах.

Конструкция самодельного усилителя

Это, пожалуй, был самый сложный момент в изготовлении, так как подходящего готового корпуса не нашлось и пришлось выдумывать возможные варианты:-)) Чтобы не лепить кучу отдельных радиаторов, решил использовать корпус-радиатор от автомобильного 4-канального усилителя, довольно больших размеров, примерно такой:

Все «внутренности» были, естественно, извлечены и компоновка получилась примерно такой (к сожалению фотографию соответствующую не сделал):

— как видно, в эту крышку-радиатор установились шесть плат оконечных УМЗЧ и плата предварительного усилителя-темброблока. Плата блока фильтров уже не влезла, поэтому была закреплена на добавленной затем конструкции из алюминиевого уголка (её видно на рисунках). Также, в этом «каркасе» были установлены трансформаторы, выпрямители и фильтры блоков питания.

Вид (спереди) со всеми переключателями и регуляторами получился такой:

Вид сзади, с колодками выходов на динамики и блоком предохранителей (поскольку никакие схемы электронной защиты не делались из-за недостатка места в конструкции и чтобы не усложнять схему):

В последующем каркас из уголка предполагается, конечно, закрыть декоративными панелями для придания изделию более «товарного» вида, но делать это будет уже сам «заказчик», по своему личному вкусу. А в целом, по качеству и мощности звучания, конструкция получилась вполне себе приличная. Автор материала: Андрей Барышев (специально для сайта сайт ).