Трёхканальный усилитель мощности на микросхемах TDA1518BQ
Когда звучание маленьких Sony спереди и Kenwood сзади в штатных местах
багажника перестало радовать слух, я задумался об улучшении качества звука в
машине. Вариант 'врезать пару блинов в заднюю полку' казался самым простым, но
смущала популярность такой акустики у автоворов, да к тому же цена хороших
блинов была около $100. Послушав, как играет у других людей система с разделением каналов и изучив теорию в журналах 'Радио', пришёл к выводу, что
трехканальная система будет наиболее рациональной для применения в ограниченном
замкнутом пространстве салона легкового автомобиля. Во-первых, по тому что
значительно проще найти место для одной мощной и качественной низкочастотной
головки (или акустической системы), чем для двух, во-вторых, хорошие
средне-высокочастотные колонки, в таком случае, могут быть малогабаритными и
эффективными одновременно. Замечу, что на тот момент я ещё не слышал, как играют
усилители с блоком питания, раскачивающие настоящий сабвуфер… Но об этом
позже.
Принципиальная схема такого трехканального усилителя показана на рисунке.
.
Параметры усилителя:
Суммарный диапазон воспроизводимых частот, Гц
12 - 20000
Максимальная выходная мощность (КНИ=10%, Rн=4 Ом, Uп=14В)
СЧ-ВЧ каналов
2x12W
НЧ-канала
24W
Номинальная мощность (КНИ=0.2%)
СЧ-ВЧ каналов
2x8W
НЧ-канала
14W
Максимальный потребляемый ток
8А
В качестве активных элементов использованы две микросхемы TDA1518BQ,
содержащие по паре низкочастотных усилителей, развивающих мощность до 12W на
4-омной нагрузке. Микросхема может работать как комплект из двух усилителей для
стереоканалов, так и как мостовой одноканальный усилитель, все зависит от
соединения её выводов и от того, на какие входы подается сигнал. В мостовом
включении микросхема на той же нагрузке развивает мощность до 24W. В описываемом
УМЗЧ одна микросхема А1 работает как стереоусилитель СЧ-ВЧ каналов, а вторая А2,
— как мощный УЗЧ низкочастотного канала. Техническое описание на ИМС TDA1518BQ
здесь.
Стереосигнал поступает через разъем Х1. Переменные резисторы R1 и R2 служат для
установки уровней стереобаланса и уровня СЧ-ВЧ-каналов. Стереосигналы через
конденсаторы С1 и С2 относительно небольшой емкости поступают на входы двух УМЗЧ,
имеющихся в составе А1. Входы синфазные, поскольку микросхема работает в режиме
двухканального усилителя. Выбор режима работы (двухканальный или мостовой
усилитель) у микросхем типа TDA1518 производится замыканием одного из входов
верхнего, по схеме, УМЗЧ микросхемы на вывод 4. Этот УМЗЧ имеет два входа -
прямой - вывод 1, и инверсный - вывод 2. Если нужен двухканальный усилитель
вывод 2 соединяют с выводом 4, а на вывод 1 подают сигнал, если требуется
мостовой усилитель, с выводом 4 соединяют вывод 1, а вывод 2 соединяют с выводом
13 (прямой вход второго УМЗЧ). Частичный завал НЧ происходит на входе, — С1 и С2
слишком малой емкости, основной завал НЧ — на выходе, за счет простых ФВЧ,
образованных разделительными конденсаторами С4 и С5 малой емкости, резисторами
R6 и R7, и сопротивлениями катушек динамиков. Частота раздела около 400 Гц.
Низкочастотный канал выполнен на микросхеме А2. Сумматор, формирующий из
стереосигнала монофонический, состоит из резисторов R3-R4, которые совместно с
конденсатором С10 представляют собой простой предварительный ФНЧ, немного
заваливающий средне-высокие частоты. Моносигнал образуется на переменном
резисторе R5, который служит для установки уровня НЧ канала. Микросхема А2
включена по мостовой схеме. Отсутствие разделительного конденсатора на её выходе
способствует качественному воспроизведению низких частот, а выходной ФНЧ,
состоящий из катушек L1, L2, сопротивления низкочастотного динамика ВЗ и
включенной параллельно ему емкости С8-С9, обеспечивает глубокий завал частот
выше 500-600 Гц.
В связи с тем, что усилитель потребляет высокий ток, выключатель по цепи питания
не предусмотрен, УМЗЧ постоянно подключен к бортсети, но при размыкании S1
переходит в ждущий режим, в котором он не функционирует и потребляет ток менее 1
mA. В моём варианте напряжение +12 В на выводы 11 микросхем подаётся через
предохранитель 0.5А с антенного выхода магнитолы.
Катушки L1 и L2 намотаны на отрезках цилиндров одноразовых шприцов диаметром 23
мм, содержат по 150 витков провода ПЭВ-0,61. Катушки вместе с конденсатоpами С8,
С9, R8 расположены рядом с низкочастотным динамиком.
В качестве корпуса - радиатора для УМЗЧ можно использовать корпус от
неисправного коммутатора бесконтактной системы зажигания. Микросхемы TDA1518BQ
можно заменить на TDA1516BQ или TDA1516CQ, которые имеют такие же цоколевки, но
отличаются входной чувствительностью. Низкочастотный динамик - 35ГДН1-4, каждая
средне-высокочастотная АС - 13 см двухполосная Kenwood.
В цепи питания усилителя обязательно должен быть LC-фильтр, предохранитель 10А.
Для уменьшения наводок от работающего двигателя я отсоединил 'массу' магнитолы
от кузова автомобиля, убрал 'заземление' фидера антенны на дефлекторе, 'корпус'
усилителя соединил с 'корпусным' проводом НЧ-фильтра (левый по схеме вывод
резистора R8), и только к этой точке подсоединил провод, соединяющий 'массу'
автомобиля с 'корпусным' проводом всей аудиосистемы. 'Масса' на магнитолу
подаётся через экран шнура линейного входа, соединяющего магнитолу с усилителем.
При протягивании этого шнура через пол-машины необходимо следить за тем, чтобы
его экран нигде не касался металлических частей автомобиля, способных 'посадить'
его на 'массу'. Да, и в качестве линейного выхода на моей магнитоле используется
акустический выход задних динамиков.
Расположение динамиков в машине. Фронт: двухполосные Sony находятся в передних
дверях, параллельно к ним подключены ВЧ-головки, расположенные на передних
стойках. Тыл: НЧ-динамик находится в центре полки багажника, усиленной фанерой
толщиной 7 мм, СЧ-ВЧ динамики расположены в штатных местах багажника. Корпус
усилителя, плата фильтра для НЧ-канала прикручены к фанере, усиливающей
жёсткость полки багажника.
