Усилитель звуковой частоты (УЗЧ), или усилитель низкой частоты (УНЧ) является одним из самых распространенных электронных устройств. Все мы получаем звуковую информацию, используя ту или иную разновидность УНЧ. Не все знают, но усилители низкой частоты используются также в измерительной технике, дефектоскопии, автоматике, телемеханике, аналоговой вычислительной технике и других областях электроники.
Хотя, конечно же, основное применение УНЧ – донести до нашего слуха звуковой сигнал с помощью акустических систем, преобразующих электрические колебания в акустические. И сделать это усилитель должен максимально точно. Только в этом случае мы получаем то удовольствие, которое доставляют нам любимая музыка, звуки и речь.
С появления в 1877 фонографа Томаса Эдисона до настоящего времени ученые и инженеры боролись за улучшение основных параметров УНЧ: прежде всего за достоверность передачи звуковых сигналов, а также за потребительские характеристики, такие как потребляемая мощность, размеры, простота изготовления, настройки и использования.
Начиная с 1920-х годов сформировалась буквенная классификация классов электронных усилителей, которая используется и по сей день. Классы усилителей отличаются режимами работы применяемых в них активных электронных приборов – электронных ламп, транзисторов и т.д. Основными «однобуквенными» классами являются A, B, C, D, E, F, G, H. Буквы обозначений классов могут сочетаться в случае совмещения некоторых режимов. Классификация не является стандартом, поэтому разработчики и производители могут использовать буквы достаточно произвольно.
Особое место в классификации занимает класс D. Активные элементы выходного каскада УНЧ класса D работают в ключевом (импульсном) режиме, в отличие от остальных классов, где большей частью используется линейный режим работы активных элементов.
Одним из основных преимуществ усилителей класса D является коэффициент полезного действия (КПД), приближающийся к 100%. Это, в частности, приводит к уменьшению рассеиваемой активными элементами усилителя мощности, и, как следствие, уменьшению размеров усилителя за счет уменьшения размеров радиатора. Такие усилители предъявляют значительно меньшие требования к качеству источника питания, который может быть однополярным и импульсным. Другим преимуществом можно считать возможность применения в усилителях класса D цифровых методов обработки сигнала и цифрового управления их функциями – ведь именно цифровые технологии преобладают в современной электронике.
С учетом всех этих тенденций компания Мастер Кит предлагает широкий выбор усилителей класса D, собранных на одной и той же микросхеме TPA3116D2, но имеющих различное назначение и мощность. А для того, чтобы покупатели не тратили время на поиски подходящего источника питания, мы подготовили комплекты усилитель + блок питания, оптимально подходящие друг к другу.
В этом обзоре мы рассмотрим три таких комплекта:
- MP3116mini + LRS-100-24 (Усилитель НЧ D-класса 2×50 Вт + источник питания 24 В / 100 Вт / 4.5A);
- MP3116 + LRS-200-24 (Усилитель НЧ D-класса 2×100 Вт + источник питания 24 В / 200 Вт / 8.8A);
- MP3116btl + LRS-200-24 (Усилитель НЧ D-класса 1×150 Вт + источник питания 24 В / 200 Вт / 8.8A).
Первый комплект предназначен, прежде всего, для тех, кому необходимы минимальные размеры, стереозвук и классическая схема регулировки одновременно в двух каналах: громкость, низкие и высокие частоты. Он включает в себя усилитель MP3116mini и блок питания LRS-100-24.
Сам двухканальный усилитель имеет беспрецедентно маленькие размеры: всего 60 × 31 × 13 мм, не включая ручек регуляторов. Размеры блока питания 129 × 97 × 30 мм, вес – около 340 г.
Несмотря на небольшие размеры, усилитель отдает в нагрузку 4 ома честные 50 ватт на канал при напряжении питания 21 вольт!
В качестве предварительно усилителя применена микросхема RC4508 – двойной специализированный операционный усилитель для аудиосигналов. Он позволяет идеально согласовать вход усилителя с источником сигнала, имеет крайне низкие нелинейные искажения и уровень шума.
Входной сигнал подается на трехконтактный разъем с шагом контактов 2.54 мм, напряжение питания и акустические системы подключаются с помощью удобных винтовых разъемов.
На микросхему TPA3116 с помощью теплопроводящего клея установлен небольшой радиатор, площади рассеяния которого вполне хватает даже на максимальной мощности.
Обращаем ваше внимание на то, что с целью экономии места и уменьшения размеров усилителя отсутствует защита от неверной полярности подключения источника питания (переполюсовки), поэтому будьте внимательны при подаче питания на усилитель.
С учетом небольших размеров и эффективности сфера применения комплекта весьма широка – от замены устаревшего или вышедшего из строя старого усилителя до очень мобильного звукоусилительного комплекта для озвучивания мероприятия или вечеринки.
Пример использования такого усилителя приведен здесь.
На плате отсутствуют отверстия для крепления, но для этого с успехом можно использовать потенциометры, имеющие крепления под гайку.
Второй комплект включает в себя стереоусилитель MP3116 на двух микросхемах TPA3116D2, каждая из которых включена в мостовом режиме и обеспечивает до 100 ватт выходной мощности на канал, а также источник питания LRS-200-24 с выходным напряжением 24 вольта и мощностью 200 ватт.
С помощью такого комплекта и двух 100-ваттных акустических систем можно озвучить солидное мероприятие даже вне помещения!
Усилитель снабжен регулятором громкости с выключателем. На плате установлен мощный диод Шоттки для защиты от переполюсовки блока питания.
Усилитель снабжен эффективными фильтрами низкой частоты, установленными согласно рекомендациям производителя микросхемы TPA3116, и обеспечивающими совместно с ней высокое качество выходного сигнала.
Питающее напряжение и акустические системы подключаются с помощью винтовых разъемов.
Входной сигнал может быть подан как на трехконтактый разъем с шагом 2.54 мм, так и с помощью стандартного аудиоразъема типа Jack 3.5 мм.
Радиатор обеспечивает достаточное охлаждение обеих микросхем и прижимается к их термопадам винтом, расположенным с нижней части печатной платы.
Для удобства использования на плате также установлен светодиод зеленого свечения, сигнализирующий о включении питания.
Размеры платы, с учетом конденсаторов и без учета ручки потенциометра составляют 105 × 65 × 24 мм, расстояния между крепежными отверстиями – 98.6 и 58.8 мм. Размеры блока питания 215 × 115 × 30 мм, вес около 660 г.
Третий комплект представляет собой одноканальный усилитель низкой частоты MP3116btl и блок питания LRS-200-24 с выходным напряжением 24 вольта и мощностью 200 ватт.
Усилитель обеспечивает до 150 ватт выходной мощности на нагрузке 4 ома. Основное применение этого усилителя – построение качественного и энергоэффективного сабвуфера.
По сравнению со многими другими специализированными сабвуферными усилителями, MP3116btl отлично раскачивает низкочастотные динамики достаточно большого диаметра. Это подтверждается отзывами покупателей рассматриваемого УНЧ. Звук получается насыщенный и яркий.
Радиатор, занимающий большую часть площади печатной платы, обеспечивает эффективное охлаждение TPA3116.
Для согласования входного сигнала на входе усилителя применена микросхема NE5532 – двухканальный малошумящий специализированный операционный усилитель. Он имеет минимальные нелинейные искажения и широкую полосу пропускания.
На входе также установлен регулятор амплитуды входного сигнала со шлицем под отвертку. С его помощью можно подстроить громкость сабвуфера под громкость основных каналов.
Для защиты от переполюсовки питающего напряжения на плате установлен диод Шоттки.
Питание и акустические системы подключаются с помощью винтовых разъемов.
Размеры платы усилителя 73 × 77 × 16 мм, расстояния между крепежными отверстиями – 69.4 и 57.2 мм. Размеры блока питания 215 × 115 × 30 мм, вес около 660 г.
Во все комплекты включены импульсные источники питания компании MEAN WELL.
Основанная в 1982 году, компания является ведущим производителем импульсных источников питания в мире. В настоящее время корпорация MEAN WELL состоит из пяти финансово независимых компаний-партнеров на Тайване, в Китае, США и Европе.
Продукция MEAN WELL характеризуется высоким качеством, низким процентом отказов и длительным сроком службы.
Импульсные источники питания, разработанные на современной элементной базе, удовлетворяют самым высоким требованиям по качеству выходного постоянного напряжения и отличаются от обычных линейных источников малым весом и высоким КПД, а также наличием защиты от перегрузки и короткого замыкания на выходе.
Источники питания LRS-100-24 и LRS-200-24, используемые в представленных комплектах, имеют светодиодный индикатор включения и потенциометр для точной регулировки выходного напряжения. Перед подключением усилителя проверьте выходное напряжения, и при необходимости выставьте его уровень на 24 вольта с помощью потенциометра.
В примененных источниках используется пассивное охлаждение, поэтому они совершенно бесшумны.
Необходимо отметить, что все рассмотренные усилители могут быть с успехом применены для конструирования звуковоспроизводящих систем для автомобилей, мотоциклов и даже велосипедов. При питании усилителей напряжением 12 вольт выходная мощность будет несколько меньше, но качество звука не пострадает, а высокий КПД позволяет эффективно питать УНЧ от автономных источников питания.
Также обращаем ваше внимание на то, что все рассмотренные в этом обзоре устройства можно приобрести по отдельности и в составе других комплектов на сайте masterkit.ru.
