Как подключить предусилитель к усилителю
Перейти к содержимому

Как подключить предусилитель к усилителю

Предусилитель для линейных выходов магнитолы (Часть 2)

Ранее из магнитолы были выведены линейные выходы, что описано в первой части статьи (Линейные выходы (Часть 1)). Но, как выяснил, есть следующие минусы
1) Уровень сигнала достаточно слаб. При привычном прослушивании музыки на громкости в районе 10 единиц на усилителе уровень входа завернут почти в максимум
2) Из-за низкого уровня есть сильные помехи от сигналки, т.к. любой мало-мальский сигнал помехи сильно "конкурирует" с полезным сигналом. Происходит каждый раз, когда сигналка посылает какой-либо сигнал. Например, если с брелока запросить состояние авто. Но это я не делаю, у меня нет брелока от сиги, т.к. slave-режим. Но вот очень напрягает сильный треск в момент автозапуска при нажатии на тормоз, когда работа двигателя из поддержки зажигания переходит в обычный режим, сигналка как раз посылает сигнал в антенну, что перешла в обычный режим.
Выбор был между готовым конструктором от МастерКИТ (BM2118), цена вопроса 610 р. Либо попробовать собрать самодельный предусилитель, обошлось в 190р за микросхему, остальные детали нашел в закромах. Сделать самоделку было решено так же по той причине, что в готовом радиоконструкторе стоит ОУ непонятно какого качества. А в найденной мною схеме используется операционник OPA2134, который, если не врет яндекс, используется в аппаратуре HI-FI и даже HI-END класса. Есть полный аналог этому операционнику NJM4558D, совпадает все полностью — и сама схема и даже номиналы обвеса. Цена 33 р. Точнее даже сказать, что я нашел схему на 4558, но так как операционники совпадают, то решил в этой схеме заменить 4558 на 2134. Так же нашел в инете, что некоторые люди в простенькой аппаратуре 4558 меняют на 2134 просто перепаивая их местами. Цена за 2134 небольшая, поэтому экономить не вижу смысла.
Схема

Схема печатной платы

Найденные мною детали несколько отличаются в размерах от найденной, поэтому я начертил свою согласно своим размерам. К тому же спецы советуют использовать в звуковом тракте пленочные кондеры, а у меня как раз нашлись такие К73-17 от старой советской аппаратуры. Он больше по размеру, чем керамика, но на плате места хватает.

Плата вытравлена, отверстия просверлены, детали впаяны

Плата установлена на заднюю стенку магнитолы, места между стенкой и CD-приводом как раз хватает

Предусилитель сделан только на фронтальные каналы, т.к. задние ввиду их сильно заниженного уровня еще с ЦАПа, не используются, а раскладка зада от переда происходит прямо во внешнем усилителе. Питание платы с пина 18, который запитывает внешнюю антенну.
Что в итоге:
1) Уровень сигнала очень сильно повысился. Если раньше уровень входа на внешнем усилке стоял почти в максимум, то теперь он в самый минимум. При первом включении уровень громкости оказался выше прежнего даже на 1 единице громкости в магнитоле.
2) Помехи от сигналки почти пропали. Они, конечно, не ушли полностью, все равно треск слышен, но он такой слабый, что слышно только если либо при выключенном звуке, либо если музыка играет очень тихо, что в принципе не напрягает.
3) Звук немного изменился. Он не стал хуже, он стал просто немного другим. До этого не хватало верхов, они были подняты на +5, т.е. настройки маги были 0/0/+5, теперь с верхами все хорошо, но средних стало чуть больше, голос стал сильнее выделятся, пришлось средние убавить, теперь 0/-5/0. Но тут еще грешу на акустику, т.к. спереди мидбасы поменяны на DD, но так как я из брал через авито по дешевке, то они достались мне без кроссоверов и пищалок. Кроссы собраны самопально от другого комплекта, а пищалки вообще остались родные. Чувствуется несогласованность комплекта. По плану перед будет заменен на другой комплект, а DDшки переедут назад.

Итог: результатом доволен, предусилок штатной маге очень нужен.

=====
ps: месяц спустя я решил сделать небольшую доработку. Дело в том, что при выключении предусилок дает небольшой, но заметный щелчок. Занес домой магу, подключил к домашнему усилителю — так же щелкает. А раз до внедрения предусилителя не щелкало, то виновата именно эта часть. Поэтому самый простой вариант дать ей время еще поработать в момент отключения внешнего усилка. А уже после его отключения пусть отрубается и предусилок. Городить таймер времени дело невыгодное. Сама по себе схема потребляет мизерное количество энергии. Поэтому проще всего поставить на входе мощный кондер и отгородить его от "внешнего мира" любым диодом. Это будет еще держать энергию хотя бы 1 секунду, этого вполне достаточно.

В домашних закромах я нашел только очень не слабый кондер на 4700 мФ. Но больше не меньше, пойдет и такой. В итоге схема держит питание примерно 4 секунды. Поэтому даже 2200 мФ будет за глаза. А щелчки полностью пропали.

Предварительные усилители: зачем нужны и как выбрать?

Высококачественное воспроизведение звука нуждается в особом техническом оборудовании. Отдельного внимания в данном вопросе занимает подбор предварительного усилителя. Из материала данной статьи вы узнаете, что это, для чего используется и как правильно выбрать оптимальный вариант.

Что это такое?

Предварительный усилитель есть не что иное, как предусилитель либо электронный усилитель, преобразующий слабый электрический сигнал в более мощный. Это устройство, используемое как селектор входов и маршрутизатора между источником и усилителем мощности. Оно необходимо для уменьшения либо увеличения уровня громкости звука. Его управление и регулировка находятся на лицевой панели. Сзади размещены разъемы, необходимые для подключения усилителя (микрофона), проигрывателя, а также других устройств.

Предусилитель исключает добавление шума, он является развязывающим устройством, которое защищает источник звука от нестабильного входного импеданса следующей обработки.

Для чего нужен?

Предусилитель отвечает за подготовку сигнала, поступающего от микрофона либо иного источника, для необходимого усиления. Он способен повышать низкий сигнал, а также очищать его. Благодаря этому улучшается качество поступающего звука. Кроме того предусилитель может использоваться для регулировки сигнала либо смешивания нескольких звуков в 1. Данное устройство используется для подгонки звучания под изначально заданный уровень мощности. Располагается оно максимально близко к источнику сигнала (например, микрофону, радиоприемному тюнеру, проигрывателю). Данная особенность обеспечивает преобразование получаемого звука и его передачу без изменений на усилитель мощности.

Вне зависимости от уровня сложности конструкции и выходного сопротивления, задача любого предусилителя заключается в передаче качественного сигнала. Схем предусилителей существует немало.

Сами устройства просты в разработке и обеспечивают высокую производительность. Они имеют внутренний стабилизатор, а потому не нуждаются во внешней стабилизации.

Сравнение с фонокорректором

Фонокорректор необходим для коррекции АЧХ. Это усилитель-корректор с особой амплитудно-частотной характеристикой. Сигнал, поступаемый с магнитного картриджа, более низкий в сравнении с линейными источниками. Встраиваемый фонокоррекор позволяет напрямую подключать проигрыватель винила. С его помощью удается вернуть сигнал к первоначальному значению.

Изначально корректоры встраивали в усилители, отмечая вход надписью PHONO. Сейчас большинство устройств такого типа устарело, поэтому найти их практически невозможно. Платы можно купить отдельно, встроив к приборам с усилителем. Отличие между корректором и предусилителем заключается в том, что он возвращает звук к первоначальному уровню, а усилитель меняет его. В этом и заключается основная разница между устройствами.

Однако фонокорректор необходим при работе со звуком далеко не всегда. Например, если у предусилителя есть специальные входы Phono MM или МС (либо какой-то 1 из них), необходимости в использовании внешнего фонокорректора нет. Однако если устройство снабжено лишь линейными входами, обойтись без фонокорректора не получится. Он обеспечит необходимое звуковое напряжение.

Предусилитель хорош тем, что делает возможным коммутацию разных источников. Также он отвечает за плавность регулировки громкости, регулирование стереобаланса, ВЧ и НЧ, а в некоторых моделях отвечает и за «тонкомпенсацию». Отдельные устройства снабжены встроенными фонокорректорами со входами для ММ или МС (либо с обоими). Встраиваемые фонокорректоры являются атрибутами предусилителей.

Обзор видов

На сегодняшний день в продаже можно встретить предусилители трех видов: инструментальные, микрофонные и универсальные. Каждый тип изделий имеет свои особенности. Любой предусилитель имеет минимум 1 вход и линейный выход. Предварительный стереоусилитель способен менять тембр звука. Благодаря использованию воспроизводящей аппаратуры удается достичь линейности практически без искажения звука. Иные модификации позволяют добиться нового звучания известных музыкальных инструментов. При этом каждая отдельная модель устройства отличается своим собственным характером звука. Ввиду этого выбирать прибор приходится с учетом подходящего для конкретного человека звучания. Однако характеристики моделей различны.

Например, для микрофонов покупают одни изделия, для гитар нужны другие. В ассортименте ведущих производителей можно найти модификации на лампах, с темброблоком, на полевых транзисторах, стереоусилители, дифференциальные устройства с высокими эксплуатационными характеристиками.

И ламповые, и иные модификации имеют разные данные. Чтобы приобрести необходимый тип устройства, нужно понимать их разницу.

Инструментальные

Измерительный усилитель отличается наличием массы полезных характеристик. Он обладает возможностью регулировки усиления посредством 1 резистора. Это позволяет варьировать коэффициент усиления в зависимости от потребности. Данные системы можно скрестить с цифровыми устройствами, что открывает больше возможностей.

Симбиозом аналогово-цифровой техники являются приборы с регулируемым коэффициентом управления. В продаже можно найти системы интегрированного типа, комбинируемые с микроконтроллером. Инструментальные предусилители способны в автоматическом режиме менять усиление и диапазоны, что улучшает разрешение при измерении. Эти устройства имеют высокое входное сопротивление и высокий коэффициент ослабления синфазного сигнала.

Микрофонные

Данные устройства усиливают сигнал с микрофона до линейного уровня. Отдельные микрофонные варианты улучшают качество звука в значительной мере. Большинство таких устройств оснащено микросхемой INA 217. Благодаря ей обеспечивается минимальный уровень искажения звука и низкий шумовой тракт на входе. Такие устройства хороши для низкоомных микрофонов с характерным слабым уровнем сигнала.

Эти приборы актуальны для студийных и динамичных микрофонов. Данные устройства могут иметь 1, 2 либо 3 транзистора. Кроме того они бывают гибридными и ламповыми. Изделия первого типа созданы для улучшения качества звука, включая удаление постороннего шума. Ламповые аналоги хороши тем, что делают звучание бархатистым и теплым. Однако цена у данных модификаций высокая.

Универсальные

Универсальные модели предусилителей имеют свои особенности. Если инструментальные аналоги позволяют напрямую подключать инструменты, а микрофонные нужны при работе с микрофонами, то универсальные устройства объединяют обе опции. При работе с ними можно менять режим работы с инструментального на микрофонный и обратно.

В остальном он имеет те же характеристики, что и два типа устройств.

Популярные производители

Производством предусилителей занимаются разные ведущие компании мира. Среди них можно отметить несколько брендов, чья продукция пользуется особым покупательским спросом и имеет высокую оценку профессионалов. Данные производители предлагают вниманию покупателей ассортимент высококачественной продукции, включая модели класса Hi-Fi или High-End на транзисторах.

  • Audient Ltd – торговая марка из Великобритании, выпускающая высококачественные микрофонные устройства на дискретных элементах.

  • Manley Laboratories, Inc – американский производитель качественных предусилителей с ламповым мягким звучанием.

  • Universal Audio, Inc – 1 из ведущих производителей моделей для профессиональной звукозаписи.

  • Forusrite Audio Engineering Ltd – британский производитель профессиональных предусилителей восьмиканального типа для старой и современной техники.

  • Prism Media Products Ltd – производитель разного вида устройств, включая модели полупроводникового типа, занимающийся выпуском изделий высокого класса.

Как выбрать?

При покупке качественного предусилителя для звукоснимателя грампластинок либо другого устройства необходимо обращать внимание на ряд факторов. Первоочередными из них являются такие критерии, как входное и выходное напряжение. Выходное напряжение не должно быть меньше входного усилителя. Входная мощность зависит от самого устройства, для которого выбирают предусилитель (например, микрофона, плеера либо телефона).

Важно обращать внимание на коэффициент гармоник, а также линейность в звуковом диапазоне. Выбирая между ламповым и полупроводниковым вариантами, необходимо учитывать свои нюансы. Например, ламповые варианты дают хороший звук, но по параметру отношение сигнал-шум и коэффициенту нелинейных искажений они проигрывают транзисторным аналогам. Они капризней в быту, опасней в эксплуатации и дороже других моделей.

При покупке нужна проверка работы устройства. Важно оценить звучание на тихой, стандартной и высокой громкостях. Кроме того, нужно понимать разницу между одно-, двух и трехканальными вариантами. Многоканальные модификации нужны для расширяющихся студий. Кроме того, необходимо учесть тип подключаемого устройства, вписываемость в рабочее пространство, количество каналов и потребность в дополнительных опциях. Помимо регулировки усиления звука, отдельные модели снабжены другими функциями, полезными для записи. Одной из них является НЧ-фильтр, срезающих частоты до 150 Герц. Благодаря ему удается избавиться от шума низких частот.

К другим полезным опциям относится функция включения трансформатора в путь звука. Иные двухканальные усилители оснащены опцией поддержки стереорежима. Она отвечает за равномерную настройку уровня усиления между каналами. За счет этого облегчается работа со звуком при использовании двух микрофонов. Иные преампы снабжены встроенной MS-матрицей, необходимой для записи в технике Mid-Side.

Как подключить?

Подключение предварительного усилителя к усилителю мощности осуществляется непосредственно к самому устройству. При этом недопустима установка коротко замкнутого контактного разъема в клеммы PRE OUT. Это является причиной повреждения. Чтобы не повредить предусилитель и получить максимально качественный звук системы, при подключении лучше придерживать инструкции конкретной модели. Важно правильно подключить источники сигналов к входам и выходам конкретного предусилителя, расположенным на задней панели. Как правило, для удобства пользователя они обозначены разным цветом. Штекер должны максимально плотно входить в гнезда устройств.

Если XLR-кабели симметричные, соединение устанавливается через входы CD. В таком случае для CD необходимо выбрать симметричный тип соединения, применяя меню настроек. После этого необходимо подключить кабели усилителя мощности к выходным разъемам предусилителя.

В целях обеспечения правильности фаз каналов в ходе подключения необходимо соблюдать верную полярность кабелей (например, красный справа, черный слева).

О том, какую функцию выполняет предварительный усилитель, смотрите в следующем видео.

Как подключить предусилитель

как подключить предусилитель к ресиверу

Итак, давайте по порядку. У вас есть предусилитель (предварительный усилитель), который вам нужно подключить к вашему ресиверу или усилителю (усь) или усилителю мощности (УМ). Даже если ваш AV-ресивер, усь или УМ уже имеет встроенный предусилитель, существуют определенные условия, в которых может потребоваться подключение внешнего предусилителя к вашему ресиверу. В частности, если у вас есть стереосигнал без регулятора громкости, который вы пытаетесь воспроизвести через систему объемного звучания.

Предусилитель является важной частью вашей аудиосистемы, поскольку он помогает обрабатывать звук при его перемещении от источника, такого как ЦАП или CD-плеер, к усилителю мощности и акустике. Предусилитель может улучшать качество звука, может быть с множеством удобных функций/технологий, а также он усиливает звук перед его передачей через усилитель мощности, и устраняет некоторые искажения, которые можно уловить, когда сигнал проходит через стерео провода.

Предусилители различаются по цене и могут быть простыми или сложными с налчием эквалайзера, фонокорректора, ЦАП и т.д. В сонвном подключение предусилителя к усилителю мощности можно выполнить с помощью кабелей RCA или XLR (зависит от УМ и преда). Если одно из ваших устройств не поддерживает XLR, используйте кабели RCA.

Как подключить предусилитель к усилителю — быстрый способ

Осмотрите свое звуковое оборудование и кабели и определите, все ли совместимо. Прочитайте инструкции по эксплуатации вашего звукового оборудования, если вы не уверены в совместимости. Большинство предусилителей и усилителей мощности совместимы с кабелями RCA и XLR. Если это необходимо, то установите на усилителе мощности правильное напряжение для источника питания.

Подключите кабели питания для усилителя мощности и предусилителя в назначенных плагинах. Кстати, звуковые устройства обычно используют заземленный адаптер переменного тока для подключения к источнику питания. Используйте трехконтактный выход для подключения заземления.

Подключите один конец каждого соединительного кабеля к выходным разъемам на задней панели предусилителя. Разъемы помечены буквами, которые соответствуют разъемам на задней панели усилителя мощности.

как подключить предусилитель к ресиверу

как подключить предусилитель к ресиверу

Подключите другой конец каждого кабеля к соответствующим входным разъемам на задней панели усилителя мощности.

Подключите звуковое оборудование источника к входным плагинам предусилителя и подключите акустику к выходным клеммам усилителя мощности.

Как подключить предусилитель к усилителю или ресиверу (разбираем поэтапно)

Подключить предусилитель к AV-ресиверу довольно просто, если у вашего ресивера, УМ или усилителя есть возможность:

  1. Найдите обходной или прямой вход ресивера он обычно называется — Direct, Pure Direct, Bypass и т.д.
  2. Подключите выход вашего предусилителя к входу Bypass / Direct в In вашего ресивера.
  3. Перед переключением на канал HT Bypass / Direct In полностью выключите и выкрутите на минимум громкость предварительного усилителя.
  4. Отрегулируйте громкость предусилителя по своему вкусу.

По большей части, предусилитель не нужен, если у вас есть AV-ресивер и если вас устраивает звук. Кстати, AV-ресиверы уже имеют встроенные предусилители, которые управляют громкостью, эквалайзером и усилением, и многие не приспособлены для подключения внешнего предусилителя. Однако существуют ситуации, в которых использование внешнего предусилителя будет необходимо.

Что такое предусилитель?

Предварительный усилитель принимает слабый сигнал с высоким импедансом и преобразует его в помехоустойчивый сигнал с низким импедансом, достаточный для дальнейшей обработки. Предусилитель обеспечивает степень усиления напряжения, что делает его устойчивым к помехам.

пассивный предусилитель

пассивный предусилитель

Предварительные усилители формируют электрические звуковые сигналы, чтобы их можно было затем обрабатывать и усиливать с помощью усилителя мощности, который добавляет усиление тока, что позволяет ему управлять громкоговорителями.

Большинство звуковых устройств оснащены предусилителем от AV-ресивера до усилителя и телевизора. Если бы вы подключили внешний предусилитель непосредственно к любому из них, вам, вероятно, пришлось бы уменьшить громкость на устройстве, чтобы компенсировать это из-за дополнительного усиления.

alt=»Силовой кабель Supra LoRad CS-EU (3×2.5) подключение к релейному преду» width=»448″ height=»299″ />Силовой кабель Supra LoRad CS-EU (3×2.5) подключение к релейному преду

Встроенные предусилители в усилителях мощности в основном имеют внутри довольно дешевые комплектующие и общее питание, для этого и нужен более лучший предусилитель со своим питанием и лучшими компонентами внутри.

По этой причине, если вы хотите подключить внешний предусилитель к одному из звуковых устройств, вам нужно будет найти способ обойти этот внутренний предусилитель. В действительности, предусилители предназначены для сопряжения с усилителями мощности, а не с этими другими видами усилителей звука.

Однако в некоторых редких случаях внешний предусилитель может быть не лучшим вариантом, а единственным вариантом.

Ламповый предусилитель Прибой 101

Ламповый предусилитель Прибой 101 + УМ

Также для многих проблема, с которой они столкнулись, заключается в том, что звуковая система домашнего кинотеатра (ресивер) предназначена для фильмов и шоу, а не для музыки. Из-за этого внутренний предусилитель вашего AV- ресивера не имеет должного качества для прослушивания музыки.

По этой причине некоторые высококачественные AV-ресиверы имеют вход HT Bypass или Direct In, который обходит внутренний предусилитель AV-ресивера и подает сигнал напрямую, как есть. Есть несколько случаев, когда у вам нужно подключить предусилитель к ресиверу.

Причины использования внешнего предусилителя

Во-первых, из AV-ресиверов, которые имеют HT Bypass или Direct In, большинство имеют только один, поэтому, если вы хотите подключить более одного аудиоисточника, вам потребуется многоканальная возможность предусилителя.

ЦАП Audiophile V2 на 9038 +мощник клонFM711

ЦАП Audiophile V2 на 9038 +мощник клон FM711

Во-вторых, если у вашего аудиоисточника нет встроенного регулятора громкости, вам понадобится предусилитель, так как HT Bypass или Direct In подает сигнал на полную громкость, потому что часть обхода внутреннего предусилителя AV-ресивера означает громкости.

В любом из этих сценариев вам потребуется подключить предусилитель к ресиверу. Хотя это довольно просто, есть некоторые меры предосторожности, которые вы должны будете предпринять, чтобы не испортить звуковую систему или не повредить ваш слух.

1. Выключить всю звуковую технику

Первое, что вы должны сделать, это выключить все ваше аудио оборудование, особенно ваш AV-ресивер. Это не требует от вас ничего отключить. Вы просто хотите убедиться, что ваши динамики не включены, когда вы настраиваете вещи.

Вы знаете, что издает динамик, когда вы подключаете что-то, когда они включены? Это звук удара напряжения, выдвигающего конус динамика таким образом, для которого он не предназначен. Выключайте оборудование каждый раз, когда вы подключаете и отключаете питание.

Rotel RHQ-10 + мощник Rotel

Rotel RHQ-10 + мощник Rotel

2. Подключите аудиоустройство к предусилителю

Настоятельно рекомендуется, если у вас есть такая возможность, подключать любые устройства воспроизведения музыки через внешний предусилитель, предназначенный для аудио, а не для видео.

клон FM711 усилитель мощности

клон FM711 усилитель мощности

Это обычно дает вам лучший звук и усиление для музыки, чем те, которые предназначены для систем домашнего кинотеатра. Это также гарантирует, что вы получите правильный, точный стерео звук, в котором записана музыка.

3. Подключите ваш предусилитель к ресиверу

Когда все ваши аудиоустройства подключены к предусилителю, подключите его выход или Phono Out напрямую к HT Bypass или Direct в In ресивера AV.

ЦАП на 9038Pro Audiophile V2 +клон ФМ711

ЦАП на 9038Pro Audiophile V2 +клон ФМ711

По всей вероятности, для этого потребуется пара кабелей RCA. Убедитесь, что вы подключили красный к красному и белый к белому, чтобы получить желаемое разделение справа налево.

4. Включите предусилитель и уменьшите громкость

Когда вы включаете предусилитель через HT Bypass или Direct In, вы обходите все внутренние регуляторы громкости вашего AV-ресивера. Таким образом, все, вы отправляете сигнал через HT Bypass или Direct In, который будет выходить из ваших громкоговорителей на полной громкости.

Marantz MA-22

Перед включением AV-ресивера важно полностью уменьшить громкость предусилителя, чтобы не повредить динамики или ваш слух.

5. Включите ресивер и отрегулируйте громкость предусилителя.

Теперь, когда вы полностью настроили громкость на предусилителе, вы должны включить ресивер. Во время воспроизведения музыки медленно регулируйте громкость предусилителя, пока не достигнете комфортного уровня прослушивания.

6. Отрегулируйте усиление предусилителя

Yamaha M-4 и Yamaha C-4

Если звук нечеткий то это может означать, что вам необходимо отрегулировать усиление предусилителя. Усиление имеет эффект, аналогичный громкости, за исключением того, что громкость регулирует громкость выходного сигнала, усиление усиливает громкость входного сигнала до его обработки предварительным усилителем.

Чтобы отрегулировать усиление, немного уменьшите громкость и слегка отрегулируйте усиление, пока оно не вернется на комфортный уровень прослушивания, и повторяйте, пока не получите звук, который вам понравится.

Слишком большое усиление приведет к искажению звука. Если вы достигли этой точки и звук все еще не понравился, вы можете попробовать отрегулировать настройки эквалайзера предусилителя, если таковые есть.

Важно, чтобы вы не пытались подключить предусилитель к обычному входу, потому что это заставит предусилитель AV-ресивера работать с большим напряжением, чем он рассчитан.

Если вам нужно использовать с, но ваш AV-ресивер не позволяет вам обойти его, это не обязательно означает, что вы должны перейти на более дорогой ресивер. Вместо этого вы можете подключить ваш предусилитель к устройству, с которым он был разработан, — усилитель мощности.

Усилитель мощности + предварительный усилитель — это то, во что вы превращаете свой AV-ресивер, когда используете входы HT Bypass или Direct In, поэтому, если вы хотите более лучший звук для музыки, то советую купить усилитель мощности.

Подключение блоков внутри усилителя

То, что здесь написано, подходит к любым усилителям, а в самых общих чертах – вообще к любым электронным устройствам.

Взаимное соединение всех узлов усилителя в одно целое на самом деле не такое и простое дело. Если сделать его неправильно, то можно получить плохой звук даже от усилителя, собранного из отличных узлов. Все дело в помехах, возникающих при взаимодействии узлов усилителя, наводок от проводов, падения напряжений в проводах, соединения с корпусом (или его отсутствием) и других подобных вещах. Самое грустное, что одного-единственного верного решения, подходящего абсолютно во всех случаях жизни, просто не существует. Есть рекомендации общего плана, которыми следует руководствоваться, чтобы каждый раз обдуманно принимать те или иные решения.

Дуглас Селф в книге «Схемотехника современных усилителей» приводит восемь причин возникновения искажений в усилителе (имеется ввиду грамотно спроектированный усилитель, в плохом усилителе таких причин не восемь, а сто восемьдесят восемь). Две из них характерны не только для именно схем усилителей мощности, но и для усилителей в целом (конечно с соответствующими поправками). Добавив к ним еще те, о которых Селф не писал (т.к. не по теме его книги), получим такой список возможных «неправильностей»:

  • подключение источника питания;
  • подключение колонок;
  • подключение источника сигнала и/или регулятора громкости;
  • соединение корпуса усилителя с общей шиной;
  • земляные петли.

Как подключать? По-хорошему, плата усилителя должна содержать все необходимые точки для подключения входного сигнала, питания и нагрузки, причем и «фазы» и «земли». Для начала будем считать, что так оно и есть (в моих платах – так оно и есть наверняка). Схема подключения без предусилителя показана на рис. 1, а с предусилителем – на рис. 2. (Если усилитель в целом инвертирует сигнал, то рекомендуется подключение колонок заменить на противоположное, т.е. «+» колонки подключать к земле, а «-» колонки – к фазе выхода)

Имеется ввиду, что регулятор громкости находится в предусилителе внутри. Если это не так, то регулятор громкости подключается либо перед предусилителем, либо после него – как именно заранее не скажешь, это зависит от конкретных схем. Но идея подключения регулятора громкости – как на рис. 1. Нюансы поясню позже, а сначала объясню, как получилась такая схема. Чтобы не думали, что это волшебство из Великой Волшебной Книги аудиофила.

Давайте посмотрим на рис. 3, где показаны некоторые ошибки подключения источника сигнала и нагрузки.

В чем ошибка варианта а)? Входной каскад усилителя имеет две точки для подачи сигнала, и на самом деле всегда усиливает именно то напряжение, которое приложено между этими точками. В правильном случае к этим входным точкам приложено напряжение источника сигнала, поэтому усиливается именно оно. В неправильном случае земля источника сигнала подключена к какой-то совсем другой земляной точке системы в расчете на то, что «земля – она и есть земля», «все, что подключено к земле, на самом деле соединено вместе» и «по земле сигнал дойдет куда надо». Действительно, сигнал дойдет. Но сопротивление земляного провода равно нулю только на бумаге. А в жизни оно может быть даже очень-преочень маленьким, но никогда не бывает нулевым. А значит, любой ток, протекающий по земляному проводу между точками А и Б, создает напряжение, которое складывается со входным сигналом и поступает на вход усилителя. А что за ток там протекает? Ток самого усилителя. Т.е. мы суммируем усиливаемый сигнал с продуктами жизнедеятельности усилителя. И что в результате получаем? И не надо говорить, что токи там текут небольшие, а провода хорошие – даже небольшая помеха может быть очень неудачной. Случаи бывают всякие: иногда искажения от такого включения действительно малозаметны, а бывает, что усилитель вообще начинает возбуждаться.

В варианте б) в принципе ситуация та же – напряжение на колонке – это сумма выходного напряжения усилителя (т.е. усиленного полезного сигнала) и помех в земляном проводе. Тут ситуация обычно несколько легче – выходное напряжение усилителя намного больше входного сигнала (но не супер намного – раз в 30), и помехи заметны меньше. Хотя и не всегда – токи-то протекают большие, и напряжения помех могут получиться тоже немаленькими. Иногда (особенно для не очень качественных усилителей) их вообще не замечают. Бывают случаи, когда меняют плату такого вот не очень качественного усилителя на заметно лучший, а разницы нет. И потом пишут в форумах, что разницы, мол, никакой, новый усилитель ничуть не лучше. А на самом деле усилитель и не причем, ведь слышат не чисто его звук, а его звук плюс помехи, которые никуда не делись. Зато в большой степени здесь могут влиять наводки от проводов. В правильном случае провода колонки идут вместе сами по себе, а провода питания усилителя – тоже вместе и тоже сами по себе. Поэтому магнитные поля (а значит и помехи), создаваемые этими проводами, компенсируются. В неправильном случае ток в колонку с платы по проводу поступает, но обратно на плату не возвращается. Также как и ток питания, идущий через выходной транзистор в колонку – прошел по проводу от плюса или минуса питания, а обратно общему по земляному проводу не вернулся. А магнитные поля, наводимые этими токами, могут заметно влиять на элементы схемы, наводя в ней совсем ненужные помехи. Кстати, при правильном подключении обратный ток колонки, вернувшись в землю платы по колоночному проводу, потечет в правильную, предназначенную для него точку на печатной плате и оттуда в земляной провод питания. Если плата разведена грамотно, то помехи будут минимальны.

Вот посмотрите на рис. 4. На нем показано, как при правильном подключении блоков замыкаются все токи системы, «не перепутываясь» между собой (направления токов – условные, а не электротехнические). А раз «не перепутываются» — значит и не влияют друг на друга.

При этом по каждой паре проводов (для двухполярных блоков питания – по каждой тройке) течет одинаковый ток в обоих направлениях. Поэтому, если оба (все три) провода находятся очень близко друг к другу, то магнитные поля, создаваемые током в каждом из проводов, взаимно компенсируются и практически не создают помех. Чтобы такая компенсация происходила, хорошо бы каждую пару (тройку для блока питания) проводов скрутить между собой. Для трех проводов хорошо подходит плетение «косичкой». Дуглас Селф говорит, что наибольшая компенсация помех от проводов питания происходит, если провода плюса и минуса скрутить вместе, а провод земли проложить прямым, но идущем прямо по этой скрутке – это для усилителей, у которых выходной каскад работает в классе В. Я доверяю мистеру Селфу, но сам я так делать не пробовал: мне кажется, что «косичкой» сплести намного проще – ведь по методу Селфа надо, чтобы земляной провод нигде не отходил от скрутки. В любом случае скрутки не должны быть тугими (но не должно быть промежутков между проводами!) – примерно виток на сантиметр-два. Более тугая скрутка помехи не уменьшит, а длина провода, а значит и его сопротивление, возрастет. Вполне удовлетворительные результаты дает использование двойного провода (например аудио) для подключения к плате акустических разъемов. И тройного электрического кабеля (типа сетевого шнура компьютера, но большего сечения и не с такой толстой изоляцией – а то неудобно) для подключения питания.

Если вы посмотрите на рисунок 2 и дорисуете соединения земляных проводов на самих печатных платах, то увидите, что земляные провода всего усилителя могут образовывать замкнутый контур, как показано жирной линией на рис. 5.

Эта штука называется земляная петля, и она может доставить ряд неприятностей. Неприятное в ней то, что по такой петле могут циркулировать токи, причем весьма большие – ведь мы стремимся уменьшить сопротивления земляных проводов, не так ли? А эти токи, во-первых, создают (падения) напряжения на земляных проводах, которые складываются усиливаемым сигналом. Причем сами напряжения могут быть вызваны током совсем другого узла. В результате в сигнале появляются помехи и искажения, а в самом плохом случае – возникает самовозбуждение. Во-вторых, вот такая петля, как она нарисована на рис. 5, является великолепной рамочной антенной. И текущие по ней токи создают помехи во всех блоках, которые эта петля охватывает. Как же быть? Что делать, если соединения должны быть, и сопротивление земляного провода должно быть малО? На самом деле все не очень плохо. В правильно собранном усилителе по земляным петлям «ненужные» токи не текут. Посмотрите на рисунок 4: в каждом отдельном блоке токи замыкаются и «не попадают наружу». В результате большого тока, «гуляющего» по цепи не возникает. Конечно, он может быть наведен извне – наводками от трансформатора, выпрямителя (от трансформатора к выпрямителю и от выпрямителя к конденсаторам фильтра ток течет короткими мощными импульсами, которые имеют широкий спектр и загрязняют помехами все на свете), или, например, от проводов, идущих к колонкам поотдельности – прямой провод с одного бока усилителя, а обратный – с другого бока. Поскольку петля – это антенна, то она и излучает помехи, и ловит их. Хуже всего, что эти два действия она делает одновременно: ловит помеху в одном месте и переизлучает ее в другое место.

Что надо сделать, чтобы свести эти наводки к минимуму? Существует ряд способов борьбы с такими наводками:

1. Все провода должны быть двойными, а лучше – скрученными. Они практически не создают вокруг себя магнитных полей, а значит, не наведут помех в земляной петле. Кстати, и сама петля при этом не очень-то и образуется. Только скручивайте в меру, иначе получите намного большее сопротивление провода.

2. В некоторых усилителях мощности в схеме предусмотрен резистор небольшого номинала (порядка одного ома), отделяющий сигнальную землю от силовой (в моих усилителях он есть). Такой резистор эффективно разрывает земляную петлю (в моем усилителе внутри усилителя мощности, см. рис. 5а). И так как его сопротивление намного выше сопротивления проводов, он эффективно ослабляет токи помех, циркулирующие в петле (на «нужные» токи он не влияет – на рисунке 4 ни один ток не пытается протекать с левой стороны усилителя на правую, которые этот земляной резистор разделяет между собой).

3. Еще один способ, иногда дающий хорошие результаты – поставить резистор сопротивлением примерно 1…2 ома между землями мощного и маломощного (питающего предусилитель) источников питания. В этом случае земляная петля разрывается между источниками питания. Недостаток такого решения – наличие резистора надо учитывать при проектировании источника питания усилителя, в готовый источник питания резистор может «не встать», может понадобиться заметная доработка. Один из возможных вариантов условно показан на рис. 6. Тут очень важно наличие резисторов R1 и R3, иначе ток помехи мог пойти по петле в обход разделительного резистора R2 по шине питания, вот по такому пути: А-Б-В-Г-Д. Резисторы в шинах питания это исключают. Но для этого расчет блока питания необходимо выполнять как следует, например тщательно рассчитывать все резисторы, а иногда и задавать большее напряжение питания, чтобы учесть их влияние (аудиофилы на этот счет иногда выдумывают много всяких глупостей). Конденсаторы С3 и С4 должны присутствовать и иметь емкость не меньше указанной на схеме (но увеличивать ее свыше 2000 мкФ нет смысла) – они развязывают по переменному току шины питания от «новой» земли.

Все эти способы можно объединять, только важно помнить, что если неправильно подключить отдельные узлы усилителя между собой (см. рис 1…4), то способы 2 и 3 могут принести больше вреда, чем пользы. А иногда народ умудряется подключать (в моих усилителях) земляной провод колонок к входной земле, тогда резистор разделения земель буквально горит!

Итак, самый главный момент повторю еще раз: все провода должны идти парами (провода от двухполярного источника питания – тройками), либо скрученными (не сильно), либо «двойными проводами». И оба провода этой пары должны подключаться к плате в специально предназначенных для них местах. По принципу – откуда ток вышел, туда и вернулся.

Следующий вопрос, куда подключать корпус усилителя. Тут однозначного ответа нет, поскольку все конструкции могут очень сильно различаться. Единственно, что можно сказать наверняка: на корпусе должна быть только одна-единственная точка, куда подключается земляной провод от схемы. Бывают случаи (очень нечастые), когда к корпусу присоединяются несколько проводов, идущих от разных плат. Но в любом случае на корпусе это одна-единственная точка. Почему? Потому что через корпус не должен протекать ток сигнала. На самом деле ток через корпус течет (если корпус проводящий, для корпусов из диэлектрика это все не актуально). Но это ток помех, наводимых из окружающей среды (и изнутри корпуса), от которых корпус мужественно защищает потроха усилителя. В этом и состоит принцип экранирования – помехи наводят в корпусе напряжения, в корпусе текут токи, которые создают магнитные поля, компенсирующие поля помех. Если по корпусу будет течь ток сигнала, он «смешается» с током помех и помехи попадут в сигнал. Поскольку ток может протекать только между двумя (или более) точками, то подключив корпус одной точкой, мы не позволим сигналу протекать по корпусу. Если же корпус непроводящий, то он и не экранирует помехи. Итак, где же брать эту точку на корпусе, и какую точку схемы туда подключать. Тут лучше немного поэкспериментировать, иногда одни варианты оказываются лучше других, а иногда – одинаково. Наиболее часто лучший результаты дает один из таких двух вариантов:

1. Земля источника питания подключается к корпусу возле платы блока питания.

2. Земля входных разъемов подключается к корпусу на самих входных разъемах (в остальных случаях разъемы должны быть изолированы от корпуса). Если разъемы всех каналов расположены рядом, то в принципе полученное «множественное» подключение к корпусу не страшно (но земли разъемов должны быть соединены между собой хорошим коротким проводом).

Хорошие результаты дает подключение корпуса к земле схемы не напрямую, а через резистор 50…200 ом мощностью порядка 0,5 Вт. Это помогает защититься, если нечаянно замкнешь какую-нибудь схему на корпус. У микросхемы TDA7294/7293 фланец соединен с «минусом» питания, поэтому если микросхема не изолирована от радиаторов (а это улучшает охлаждение), то коротнув радиатор с корпусом, получим КЗ. С резистором оно не так страшно. Увеличивать сопротивление свыше 200 ом не стОит, а мощность 0,5 Вт нужна только лишь потому, что в случае КЗ маломощный резистор мгновенно сгорит, и вы не заметите непорядка в системе. «Полуватник» будет довольно долго «дымиться», так что это будет хорошо заметно. Резистор большей мощности ставить тоже не стОит – он вообще может не заметить КЗ а вы будете долго ломать голову, почему у вас усилитель не работает.

Теперь пару слов о регуляторе громкости. Если он «встроен» в предварительный усилитель, то его включение обычно понятно (зачастую он впаивается прямо на плату). А если предусилителя нет? А такое вполне нормально, раньше задачей предусилителя было усиление выходного сигнала магнитофона или проигрывателя грампластинок до уровня, необходимого усилителю мощности. Типичные значения сигналов тех времен были такими: выходное напряжение магнитофона: 0,25…0,75 вольт, а входное напряжение усилителя мощности, требуемое для получения максимальной мощности на выходе: 1…1,5 вольта. Вот и приходилось усиливать. Заодно предусилитель включал в себя еще регулятор громкости и тембра и коммутатор входов. В настоящее время выходной уровень звуковой карты или CD-проигрывателя обычно составляет 2 вольта. И такого сигнала вполне хватает для получения максимальной выходной мощности усилителя мощности (например, для получения у усилителя на TDA7294/TDA7293 выходной мощности 60 Вт на нагрузке 4 ома на вход надо подать порядка 0,8 вольта). И зачастую усилителям вполне хватает одного источника сигнала, например, компьютера. Вот предусилитель и оказывается ненужным.

Если предусилителя нет, то регулятор громкости подключается на вход усилителя мощности. Его подключение показано на рис. 1. Для подключения лучше использовать экранированные провода даже внутри корпуса усилителя. Причем снаружи они должны быть изолированными, чтобы экран кабеля не только ничего не замкнул внутри, но и не касался корпуса (иначе появится вторая точка соединения корпуса с землей схемы). Монтажная схема в этом случае совпадает с принципиальной – экраны «приходящего» к регулятору кабеля, и «уходящего» должны соединяться прямо на выводе потенциометра. В крайнем случае, вместо экранированного кабеля можно использовать скрученные провода (если корпус металлический).

Использовать так называемый «микрофонный» кабель, у которого внутри экрана идут два сигнальных провода, внутри металлического корпуса абсолютно бессмысленно, внутри пластикового можно, но выигрыш будет маленький. Исключение составляет тот случай, когда входной кабель проходит возле чего-то излучающего помехи: трансформатора, выходных транзисторов и т.п. (это неправильно, но бывает, что ну никак по-другому не получается). В этом случае как фаза, так и земля сигнала передается «внутренними» проводами кабеля, а экраны к схеме не подключаются, а соединяются с корпусом (в одной точке).

Иногда возникает непонимание в подключении самого потенциометра для регулировки громкости. Идея в том, что потенциометр – это резистор, к которому можно подключиться в любой точке и снять с нее сигнал. Амплитуда сигнала в разных точках резистора разная – от максимальной в точке подачи этого сигнала, до нуля в точке подключения к земле. Конструкцию хорошо видно на подстроечном резисторе рис. 7. На изоляционное основание нанесен резистивный слой. К началу и концу резистивного слоя присоединены контакты А и Б (начало и конец – понятия условные, как подключишь, так и будет). По резистивному слою скользит движок, подключенный к выводу В (этот вывод практически всегда находится между А и Б). Движение влево приближает движок к выводу А, и напряжение на движке становится ближе к напряжению на выводе А. Движение вправо наоборот, приближает и сам движок, и напряжение на нем в напряжению на выводе Б.

Сопротивление резистивного слоя между каждым из выводов и движком можно представить в виде постоянных сопротивлений r1 и r2, образующих делитель напряжения рис. 8.

Если подать сигнал на вывод Б, а вывод А заземлить, то вращая подстроечник, меняем коэффициент деления делителя и величину сигнала на выходе (вообще-то все равно, какой из выводов А или Б куда использовать, я предлагаю сделать так, чтобы при вращении резистора вправо, громкость увеличивалась).

Переменный резистор регулятора громкости имеет такую же конструкцию, рис. 9.

Разница только в том, что в нем резистивный слой находится сзади и закрыт крышкой от пыли и грязи. Кроме того, часто металлический корпус имеет специальный контакт, не соединенный ни с чем внутри, который можно заземлить. Этот вывод лучше соединять с экраном провода, идущего от регулятора громкости к усилителю.

Для стереоварианта нужен сдвоенный потенциометр, рис. 10.

Потенциометр на рисунке 10а соосный. Это два «обычных» потенциометра, расположенных друг за другом, у которых оба движка управляются одной осью. К какому каналу подключать «передний» резистор, а к какому «задний» — в принципе все равно. Потенциометр на рис. 10б широко используется в недорогой импортной аппаратуре. Его особенность в том, что он плоский (планарный). Обе резистивные «подковы» расположены на общей плате одна внутри другой, внешняя «подкова» большая, а внутренняя – маленькая (рис. 10в). И движок у них один на двоих. На нем расположено два подвижных контакта – по одному на каждую «подкову». Недостаток такой конструкции – меньшая одинаковость обоих резистивных слоев, т.к. сложнее получить одинаковую нелинейность изменения сопротивления в разных «подковах».

Разводка контактов, показанная на рис. 10в условна. На самом деле там некоторая перепутаница с контактами и узнать куда что подключено можно либо измерив сопротивления, либо из справочных данных. У меня их под рукой нет, поэтому ищите сами.

И последнее. Если использовать резистор с линейной зависимостью сопротивления от угла поворота, то регулировка будет нелинейной: при малой громкости громкость будет сильно зависеть от поворота ручки, а на большой громкости крутишь ручку, крутишь, а громкость практически не меняется. Это не очень удобно, поэтому для большей линейности регулировки используют резисторы с нелинейной зависимостью сопротивления от угла поворота. Отечественные такие резисторы обозначаются буквой «В» (после значения сопротивления), а импортные – буквой «А».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *