|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Kompaktowy wzmacniacz samochodowy. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Samochód. Urządzenia elektryczne W artykule opisano konstrukcję prostego samochodowego wzmacniacza stereo z impulsową przetwornicą napięcia. Jego dodatek znacznie zwiększył moc wzmacniacza opartego na popularnych układach TDA7293 lub TDA7294 - do 78 W przy obciążeniu 4 om, a zastosowanie gotowej obudowy znacznie uprościło jego produkcję. Jak często i słusznie się stwierdza, dźwięk standardowego radia samochodowego może zadowolić jedynie niedoświadczonego słuchacza. W praktyce okazuje się, że w większości przypadków rzeczywista moc wyjściowa radia PA nie przekracza 20 W na kanał przy obciążeniu 4 omów, a przy pracy z akumulatora moc spada do 16 W. Właściwie nawet przy takiej mocy możliwe jest zapewnienie wysokiej jakości dźwięku w każdym wnętrzu samochodu, gdyby nie szczytowy współczynnik sygnałów muzycznych, sięgający w niektórych kompozycjach 20...25 dB. Zatem wbudowany system PA radia samochodowego może wytworzyć moc do 5 W na kanał bez ograniczania zakresu dynamiki. Biorąc pod uwagę jakościowy wzrost parametrów współczesnych PA, kwestia modernizacji toru odtwarzania polega na fizycznym ograniczeniu zakresu dynamiki przez maksymalną moc wyjściową wbudowanych PA, a możliwości jego rozbudowy zostały wyczerpane przez producentów sprzętu . Ze względu na wysoki poziom hałasu (w tym z zewnątrz) w samochodzie zakres dynamiki jest znacznie zawężony. Izolacja akustyczna nadwozia i podwyższony poziom ciśnienia akustycznego głośników pomagają zwiększyć dynamiczny zakres odsłuchu. Montaż zewnętrznego nagłośnienia na początkowym etapie modernizacji jest moim zdaniem najmniej pracochłonny. Warto zaznaczyć, że modernizację samochodowego systemu audio należy rozpocząć od zamontowania lepszego głośnika przedniego. Nowoczesne urządzenia multimedialne do samochodów wyposażone są w wyjścia liniowe umożliwiające podłączenie zewnętrznych wzmacniaczy. Przemysł oferuje wiele wysokiej jakości samochodowych systemów PA, jednak ich wysoki koszt stanowi istotne ograniczenie przy modernizacji. Podłączanie PA do wyjść wzmacniacza wbudowanego w radio moim zdaniem jest niewłaściwe. Proponowane urządzenie ma minimalną funkcjonalność, ale ma wiele pozytywnych cech: mocny niestabilizowany zasilacz, dobry PA, minimalne wymiary obudowy i brak niskiej jakości wejściowych komponentów aktywnego filtra. Nominalne napięcie zasilania wynosi +/-25 V, co umożliwia zwiększenie mocy przy obciążeniu 4 Ohm do 78 W. W przeciwieństwie do wielu konstrukcji opisywanych w Internecie, ten dwukanałowy PA jest zmontowany w standardowej, niedrogiej i niedrogiej aluminiowej obudowie firmy Gainta, pokazanej na ryc. 1. Szerokość (rozmiar L na ryc. 1) - 100 mm. Wymiary płyty głównej wynoszą 93,6x96 mm, co pozwala na umieszczenie jej w specjalnych szczelinach w obudowie. W projekcie priorytetem była zwartość urządzenia, dlatego zastosowano części do montażu powierzchniowego.
PA został zaprojektowany dla konkretnego odtwarzacza CD, dla którego znamionowe obciążenie wyjścia liniowego wynosi 10 kOhm. Urządzenie składa się z niestabilizowanego przetwornika napięcia (VC) i PA na dwóch mikroukładach TDA7293 (lub TDA7294, biorąc pod uwagę różnice w pinach), a także jednostki sterującej wykorzystującej zewnętrzny sygnał Remote z sygnałem STBY wzmacniacza. Obwód wzmacniacza pokazano na rys. 2. Konwerter z funkcją miękkiego startu jest montowany na mikroukładzie TL494 i tranzystorach polowych. Całkowita moc transformatora wynosi około 300 W, a zastosowanie dwóch par tranzystorów w każdym ramieniu przetwornicy pozwala na dostarczenie większej mocy do obciążenia. Obliczenia transformatora i dobór obwodu magnetycznego przeprowadzono za pomocą przydatnego darmowego programu EXCELLENIT5000 [1]. Istnieje opinia, że PA z zasilaczem impulsowym bez stabilizacji zapewniają lepszy dźwięk niż te z zasilaczem stabilizowanym. W obwodach bramki potężnych tranzystorów przetwornicy zastosowano rezystory (47 omów), co zawęża spektrum zakłóceń generowanych przez przetwornicę. Na mniejszej płytce znajduje się jednostka sterująca przełączaniem i regulator PN, a na większej znajdują się elementy PN i PA. Obwody wyjściowe PN nie są galwanicznie połączone z głównym źródłem zasilania.
Aby włączyć PA, konieczne jest posiadanie napięcia zasilania 12 V i napięcia sterującego powyżej 9 V na wejściu pilota. Napięcie z wejścia pilota przez diodę Zenera VD1 i rezystor R7 jest dostarczane do podstawy tranzystora VT2 i otwiera go. Kondensator C5 służy do opóźnienia włączenia PA i szumu filtra na wejściu pilota, rezystor R8 zapewnia minimalny prąd dla działania diody Zenera VD1. Tranzystor VT2 otwiera się, a na jego kolektorze ustala się napięcie około 0,7 V, zapala się dioda LED HL1 i otwiera się tranzystor VT1, który zasila układ DA1 i rozpoczyna zasilanie napięciem. Rezystor R5 jest niezbędny do podtrzymania napięcia zamknięcia w oparciu o VT1 przy braku sygnału sterującego, a R6 jest niezbędny do ograniczenia maksymalnego prądu tranzystora VT2. W obecności napięcia wtórnego PN napięcie z emitera VT1 do R1 jest dostarczane do diody emitującej transoptora U1 i oświetla fototranzystor transoptora. Po przyłożeniu napięcia do układu DA1 na jego wyjściu (pin 14) pojawia się napięcie 5 V, które jest dostarczane przez kondensator C3 do pinu 4 regulatora szerokości impulsu TL494. Gdy C3 ładuje się, napięcie na pinie 4 maleje z powodu rezystora obciążającego R2, a szerokość impulsu na pinach 9, 10 wzrasta. W ten sposób zorganizowane jest sprawne uruchomienie PN. Rezystor R2 jest również niezbędny, aby zapobiec ładowaniu kondensatora C3 przez prąd płynący z mikroukładu (od 2 do 10 mA). Wbudowane wzmacniacze błędów w TL494 nie są używane; nieodwracające wejścia 2, 15 DA1 są zasilane napięciem ION 5 V z pinu 14, a wejścia odwracające są podłączone do wspólnego przewodu PN. Rezystory R3, R4 i kondensator C4 ustawiają częstotliwość przełączania PN na około 50 kHz. Na płytce zarezerwowano miejsce na rezystor R4 w celu ewentualnej korekcji częstotliwości pracy napięcia zasilania. Kondensatory C2 i C1 blokują zakłócenia RF. Z pinów 9, 10 DA1 sygnały sterujące dla tranzystorów polowych (FET) poprzez złącze XP/XS1 (ZL201-10G, ZL262-10SG produkcji NINIGI) są dostarczane na płytę główną PA do bramek FET On zamontowane są elementy R12, VD4, VT4 (R13, VD5, VT5 ) Obwody do ładowania pojemności bramek PT Rezystory R19-R22 zmniejszają prędkość przełączania PT i redukują hałas przełączania. PT są połączone parami z uzwojeniem pierwotnym transformatora T1, którego środkowy punkt odbiera napięcie z sieci pokładowej pojazdu poprzez wkładkę bezpiecznikową FU1 i filtr w kształcie litery U C6C7L1C10C13C14C18. Kondensatory C10, C13, C14, C18 są połączone w pobliżu środka uzwojenia I transformatora T1, aby zmniejszyć zakłócenia. Dioda VD2 służy jako zabezpieczenie przed odwrotną polaryzacją zasilania. Napięcie przemienne z uzwojenia wtórnego T1 jest prostowane przez zespoły diod VD7, VD8, filtrowane przez kondensatory C20-C23, a następnie dostarczane do mikroukładów UMZCH. Dodatkowo napięcie +24 V podawane jest przez rezystor R14 na tranzystor transoptorowy U1, a jeżeli na wejściu pilota urządzenia pojawi się napięcie, to podawane jest na bazę tranzystora V73. Elementy R9, VD3, VT3 są niezbędne, aby zapewnić szybkie rozładowanie kondensatorów w obwodach STBY, MUTE mikroukładów DA2, DA3 po zaniku sygnału zdalnego sterowania. Dzieje się tak dlatego, że gdy radio jest wyłączone, na jego wyjściach liniowych pojawiają się znaczne skoki napięcia, co prowadzi do trzasków w głośnikach. W większości domowych urządzeń sygnały STBY MUTE są generowane przez rezystor ograniczający podłączony do dodatniego obwodu mocy, więc gdy radio jest wyłączone, PA nie przechodzi w tryb STBY, dopóki kondensatory w obwodzie zasilania nie zostaną rozładowane. W tej samej konstrukcji PA wyłącza się niemal natychmiast po zaniku sygnału pilota z radia. Aby zapewnić symetrię obciążenia zasilacza i umożliwić pracę w trybie mostkowym, jeden kanał PA pracuje w trybie odwracającym. Aby zminimalizować zakłócenia spowodowane spadkiem napięcia na przewodach „zasilających”, wspólne przewody obwodów sygnałowych i zasilających są połączone tylko w części niskoprądowej poprzez rezystory R11, R15. Elementy R16, C9, R23, C11, R27 i R32 (R17, C8, R18, C12, R24, R29 i R31, R33) tworzą filtry ograniczające pasmo i ustawiają wzmocnienie kanału. Ponieważ włączenie mikroukładów DA2, DA3 jest inne, aby wyrównać wzmocnienie w kanałach, można wyregulować całkowitą rezystancję rezystorów OOS (R31 i R33). Na płytce nie ma miejsca na rezystor R31, w razie potrzeby montuje się go na R33. W symulacji mikroukładów w postaci wzmacniacza operacyjnego w pakiecie oprogramowania Microcap 9 rezystancja tego rezystora okazała się wynosić 80 kOhm. Spadek obszaru niskich częstotliwości (-3 dB przy częstotliwości 17 Hz) wynika z obszaru zastosowania PA. Po pierwsze, głośniki przednie, ze względu na swój rozmiar i właściwości akustyczne, znacznie zmniejszają skuteczność przy niskich częstotliwościach; po drugie, uzyskana charakterystyka częstotliwościowa we wnętrzu samochodu zwykle powoduje wzrost w obszarze niskich częstotliwości o kilka decybeli. Transformator zamontowany jest na toroidalnym rdzeniu magnetycznym Epcos 29,5x19x20 (B64290-L756-X87) wykonanym z materiału N87. Uzwojenie pierwotne składa się z 8 zwojów drutu o średnicy 0,51 mm, złożonych w osiem rdzeni, z odczepem od środka. Wstępne dane i wyniki obliczeń przedstawiono na rys. 3. Uzwojenie wtórne zawiera 18 zwojów tego samego drutu, złożonych w trzy rdzenie, z kranem od środka. Zwoje są równomiernie rozmieszczone na obwodzie pierścienia. Dławik L1 nawinięty jest na pierścieniowy rdzeń magnetyczny o wymiarach 23x14x9,5 mm wykonany ze sproszkowanego żelaza T90-52 Micrometals i zawiera osiem zwojów drutu PEV 0,51 złożonych w osiem rdzeni. Indukcyjność cewki indukcyjnej może się różnić, należy tylko pamiętać, że przegrzanie wynosi ponad 75 оC jest nie do przyjęcia dla takiej przepustnicy.
Montaż urządzenia należy rozpocząć od mniejszej planszy (jej rysunek znajduje się na rys. 4 w skali 2:1), zgodnie ze schematem na ryc. Dwie znajdujące się na nim części są otoczone ramką przerywaną. Po zamontowaniu wszystkich części podłącz do styków złącza XP2 źródło napięcia 1 V. Do styku 12 należy podać napięcie +9 V, a styki 12-1 podłączyć do przewodu wspólnego. Następnie zamknij piny 4 i 9, dioda LED powinna się zaświecić. Na kolektorze VT10 zostanie ustalone napięcie około 1 V, na pinie 11 DA14 pojawi się napięcie 1 V, na pinie 5 pojawi się nie więcej niż 4 V i pojawi się fala prostokątna o amplitudzie 0,5 V na pinach 9, 10. W przypadku braku oscyloskopu obecność impulsów na wyjściach 11, 9 określa multimetr cyfrowy jako stałe napięcie 10...5 V.
Następnie montowana jest duża płytka (ryc. 5, 6), instalując wszystkie części z wyjątkiem mikroukładów DA2, DA3 PA. Konieczne jest także założenie zworek przewodowych (izolowanych). Wskazane jest lutowanie tranzystorów na tej samej wysokości, ułatwi to ich mocowanie. Ponieważ w pakiecie TO-220 ze wspólną anodą brakuje par diod, na płycie przewidziano miejsca na ich wymianę na diody w pakiecie DO-27.
Po podłączeniu płytek za pomocą złącza i przyłożeniu napięcia 12 V do wyznaczonych padów z zasilacza i sygnału do włączenia pilota, na kondensatorach C20 i C21 powinno pojawić się napięcie +25 i -25 V, odpowiednio i na emiterze VT3 - około +8 V w stosunku do środkowego uzwojenia wyjściowego transformatora. W takim przypadku części konwertera nie powinny się nagrzewać, a pobór prądu nie powinien przekraczać 0,3 A. Po sprawdzeniu napięcia zasilania wlutowuje się mikroukłady DA2, DA3. Niewykorzystane piny mikroukładów są skracane o 3...4 mm. Ważne jest, aby zainstalować mikroukłady ściśle prostopadle do płytki, w przeciwnym razie nie będą one zlicowane z korpusem i mogą się przegrzać. Aby zmniejszyć wpływ zakłóceń na obwody wzmacniacza w pobliżu pinów mocy mikroukładów, dodano dodatkowe kondensatory C26, C28 (C30, C32) o pojemności 470 μF i niskiej impedancji (niska ESR). Aby zmniejszyć zakłócenia, ścieżki z pinów mocy stopnia wstępnego i stopnia wyjściowego TDA7293 są połączone w punktach lutowania przewodów tych kondensatorów. Następnie do płytki wlutowuje się przewody w celu podłączenia złączy zewnętrznych. Złącze zasilania (listwa zaciskowa DG58C-A-2P13 firmy Degson Electronics) wymaga przewodu o przekroju co najmniej 2 mm2. Do płytki wlutowany jest kawałek o długości 50...70 mm. W ten sam sposób lutujemy kable łączące płytkę ze złączami RCA (XS3.1, XS3.2). Aby to zrobić, użyj dowolnego miękkiego kabla. W ten sam sposób przylutuj przewody do złącza wyjściowego X4 (listwa zaciskowa DG58H-A-04P-13 firmy Degson Electronics). Przekrój przewodów wyjściowych musi wynosić co najmniej 0,5 mm2. Miejsca lutowania przewodów należy wzmocnić gorącym klejem. Na przewód sygnałowy do włączenia pilota w bocznej pokrywie wierci się otwór o średnicy 2 mm, przez który wychodzi przewód o długości około 20 cm. Aby go zamocować, zaleca się zawiązanie węzeł z wnętrza obudowy PA. Następnie płytkę wkłada się w rowek obudowy i zaznacza otwory na śruby do mocowania tranzystorów i mikroukładów. Otwory wykonuje się wiertłem o średnicy 3,6 mm, następnie wpuszcza się je w celu wkręcenia wkrętów „wpuszczanych”. Mocne PT, diody i mikroukłady wyjściowe PA mocuje się do obudowy (zdjęcie na rys. 7) za pomocą śrub M3 poprzez izolacyjne przekładki mikowe za pomocą wkładek izolacyjnych do śrub. Uszczelki do mikroukładów należy pokryć pastą termiczną, na przykład KPT-8.
Następnie na plastikowych ściankach obudowy instaluje się złącza wyjściowe X4 i podłącza do nich odpowiednie przewody z płytki drukowanej (zdjęcie na ryc. 8). Następnie podłącz kable sygnałowe do złączy na panelu wzmacniacza (zdjęcie na ryc. 9) i jeszcze raz sprawdź działanie systemu jako całości; Jeśli wszystko jest w porządku, wskazane jest przyklejenie przewodów na złączach wyjściowych i złączu XP/S1, całych kondensatorach i transformatorze za pomocą gorącego kleju, ponieważ będą one pracować w warunkach wibracji. Następnie korpus jest całkowicie zmontowany.
Przed zamontowaniem w samochodzie zaleca się uruchomienie wzmacniacza na kilkadziesiąt godzin w celu sprawdzenia jego niezawodności. Podłączenie zasilania bezpośrednio do samochodu należy wykonać przewodami o przekroju co najmniej 2,5 mm2 możliwie najkrótszy (ryc. 10). Należy je podłączyć do zacisków akumulatora poprzez bezpiecznik 15...20 A, a oba przewody z zacisku dodatniego i ujemnego należy doprowadzić do wzmacniacza. Często ze względu na kiepską jakość okablowania w samochodzie, aby uniknąć zakłóceń konieczne jest poprowadzenie przewodów od akumulatora do radia.
Ze względu na niewielkie rozmiary obudowy (powierzchnia radiatora ok 400 mm)2) podczas pracy PA nagrzewa się do 40...50 оC. Jest to normalna temperatura dla sprzętu wzmacniającego, jeśli zapewniona jest możliwość cyrkulacji powietrza podczas instalowania urządzenia w kabinie. Podczas faktycznego użytkowania w samochodzie można zauważyć znaczną poprawę brzmienia systemu i łatwość jego umieszczenia. Nawet przy długotrwałej pracy przy maksymalnej mocy głośników Focal Polyglass V1 temperatura obudowy PA nie przekracza 60°C. Oczywiście po takim wzmacniaczu nie można oczekiwać cudów, ale z całą pewnością można powiedzieć, że „przewyższy” większość produktów z niższej półki cenowej, zachowując przy tym charakterystykę mikroukładów TDA7293. Część parametrów PA sprawdzono programem komputerowym Right Mark Audio Analyzer 6.0 (RMAA). Przy mocy wyjściowej 15 W przy napięciu zasilania 12,6 V zniekształcenia harmoniczne w kanałach wynoszą 0,045 i 0,019%, a zniekształcenia intermodulacyjne wynoszą 0,024 i 0,026%. Stosunek sygnału do szumu wynosi około 90 dB. Wbrew powszechnej opinii na forach internetowych, połączenie odwracające mikroukładu (w prawym kanale) dało najgorszy wynik pod względem mierzonych parametrów. Najlepszym rozwiązaniem okazało się zastosowanie typowego obwodu z dokumentacji chipa [2]. Możliwe zamienniki: mikroukład PN TL494 ma analogi - YuA7500, MB3759, UPC494, IR3M02, KP1114EU4. Zamiast IRF3205 można zainstalować dowolne nowoczesne n-kanałowe tranzystory polowe, na przykład IRFZ44, IRF540, BUZ111S, STP80NF06, IRF1405 na napięcie większe niż 50 V, dopuszczalne jest użycie tylko jednej pary tranzystorów. Tranzystory BC817 można zastąpić tranzystorami 2N5550S, MMBT100, MMBT2222, 2SD1484, a tranzystor BC807 - 2STR2160, BCX17, MMBT591, PMBT2907. Tranzystor BCX51 został zastąpiony przez BCX52, BCX53, 2SB1027, 2SB1313, SB1123U. W razie potrzeby doboru typów tranzystorów można dokonać zgodnie z podręcznikiem [3]. Dwa zespoły diod VD7, VD8, zaprojektowane na prąd stały co najmniej 3 A i napięcie większe niż 80 V, można zastąpić czterema diodami FR302-FR304, UF5404, RGP25G. Na ryc. Rysunek 11 przedstawia rysunki rozmieszczenia paneli przednich i tylnych jednostki PA dla zastosowanych przez autora elementów i zespołów przełączających.
literatura
Autor: J. Ignatiew, Iwano-Frankiwsk
Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach
02.05.2024 Zaawansowany mikroskop na podczerwień
02.05.2024 Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024
▪ Australijskie miasto zasilane energią słoneczną ▪ Obsługa DisplayPort w USB typu C ▪ Małżeństwo wpływa na poziom cukru we krwi ▪ Honda wycofuje samochody z silnikiem Diesla ▪ Sztuczna inteligencja dla nowych piw
▪ sekcja witryny Elektroniczne podręczniki. Wybór artykułów ▪ artykuł Ojciec historii. Popularne wyrażenie ▪ artykuł Do odsłuchania którego albumu potrzebujesz czterech systemów audio? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Księgowy grupy towarowej. Opis pracy
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony