Как подключить блок питания к усилителю: усилитель звука и «домашний» блок питания / Хабр

Содержание

усилитель звука и «домашний» блок питания / Хабр

Простое и полезное преобразование компьютерного БП.

Предыстория, чисто художественное

Когда 6 лет назад поступал в колледж, хотел по окончанию ковыряться в электронных устройствах, компьютерах, вообщем тесно жить и дружить с паяльником. Поступил, и в процессе учёбы понял, что попал немного мимо. Оказалось специальность Монтаж электрооборудования не предусматривает ковыряние в электронной технике. К сожалению, никто не просветил меня до поступления в этом. Ну, что делать, пришлось заканчивать колледж, прививать любовь к профессии и поступать в университет ну эту же специальность. Но тяга к маленьким деталькам с ножками и паяльнику жила со мной все эти годы, и открыться ей не позволяло малое количество знаний в данной области и электричестве вообще.

Что такое университет после колледжа? — Это много свободного времени, в связи с перезачётами почти половины предметов на первых курсах и уверенное чуство в своих знаниях, по сравнению с людьми после школы, в следствии чего даже новые дисциплины даются легко, с полуслова понимая преподавателя. И вот именно при наличии свободного времени настала пора дать волю той самой тяге. Сначала была самодельная лампа на светодиодах, потом запитка настенных часов от розетки, потом усилитель для наушников для коммуникатора, потом часы на МК. Не скажу что всё что я делал, делал осознанно. Естественно все схемы/мануалы брались в интернете и повторялись. но при этом медленно но уверенно приходило понимаю того, что делают руки. Ну да ладно, хватит лирики.

Предыстория, ближе к теме

По вышеуказанным причинам неопытности, но желания получить больше и лучше в комплект к домашним колонкам С-90 были приобретены младшенькие С-30, и кинуты в параллельку к бОльшим. Как вы понимаете ничего хорошего из этого не вышло, благо усилок целый остался, хотя его редкие непредсказуемые затухания и шумы ставят этот факт под сомнение (честно говоря ковыряться в нём нету никакого желания). В тоже время был приобретён рабочий стол, для компьтера. Почему-то его ширина оказалось малой для меня, и глаза постоянно уставали от близко стоящего (ЖК) монитора, даже на самом большом разрешении. Нет, дальнозоркости у меня нету, просто стол всего 60 см шириной, минус небольшой отступ от края, минус толщина монитора, и остаётся всего 50 см. А отъезжать на стуле от стола тоже не вариант — клавиатура слишком далеко оказывается. Казалось бы к чему это всё? А вот тут я вспомнил про пылящиеся С-30, которые, поставленные друг на друга идеально сравнялись с высотой стола. И дополнил эту пирамидку монитор. Вот так это всё и простояло 4 года. Но время шло, и дешёвых пластмассовых компьютерных колонок стало очень мало. К ним на смены пришли не на много дороже, но уже деревянные (хоть и ДВП, но уже не пластмасса) от сломавшегося муз. центра, которые были водружены на стенку над монитором. Прошло ещё некторое время, и их тоже стало казаться недостаточно. А как же С-90, можете спросить вы. Отвечаю: во-первых из-за вышеописанного плохого поведения усилка слушать их не особо хотелось, хотя иногда на пару часиков они всётаки включаются, во-вторых они слишком мощные для обычной квратиры, чтобы слушать их постоянно. Ну и стоят они обе по одну сорону от компа, так что вся нагрузка на одно ухо — не айс. Возможность перестановки отсутствует.

Ну вот собственно и пришла очередь рассказать о дальнейшей судьбе С-30.

Основная часть, техническая

Первое из двух

Цены на заводские усилители были узнаны давно, и не представлялись приемлимыми. По-этому было решено собрать свой, тем более я знал, что это не обязательно будет бандура с кучей транзисторов, конденсаторов и радиаторов, как стационарные усилки. Этому способствовал опыт сборки усилка для наушников для коммуникатора, когда я узнал о существовании микросхем вообще, и в частности усилителей (может кому интересно, для наушников была использована TDA7050, по схеме из датащита, с отдельным питанием).

Собственно микруха была найдена быстро, не так уж их и много, тем более хороший вариант именно для С-30 был давно определён: TDA8560. Не вдаюсь в технические подробности, всякие АЧХ и т.п. профессиональные характеристики, знающеи люди, кому это реально надо, посмотрят в датащитах. И тем более я к таким себя не приписываю. Прсто скажу что микруха выдаёт максимум 40 Вт на канал, при 4 Омах. Да, вы можете сказать зачем для С-30 с их-то 10 Ваттами аж 40? Да, вы правы, это много, но просто другие микрухи, с меньшей мощностью не дают такого качества звука. Сужу по отзывам испытавших. И ещё могу сказать уже из собственного опыта, что на 8560 звук мне нравится, и менять что-то даже мысли не возникало. К тому же С-30 не вечные, кто знает когда они мне надоедят, и я захочу что-то другое…

Второе

Вы может хотели меня упрекнуть за слишком большую предисторию, обо всех этих моих начинаниях. Спешу вас остановить.

Каждому радиолюбителю необходим блок питания. Так как я начинающий, обходился обычно зарядками, БП от старых радиотелефонов, и кренками для получения 5В. Хто занет, чем я буду заниматься дальше, но мне подумалось что 5 и 12В под рукой никогда не помешают. К тому же для питания TDA8560 нужно 12В. Было немедленно решено обзавестись стареньким компьютерным БП, благо на барахолках их кучи, и по вполне приемлимым ценам.

Конструкция

Схема усилителя умещается на плате 35х45 мм, а при желании можно и меньше (сразу оговорюсь: схему усилка не привожу, кому нужно — посмотрит в датащите, сегодня это совсем не сложно, а если вы начинающий — самое время узнать что такое датащит и разобраться для чего они нужны). Для просторов внутри БП это как раз очень приемлемо. Так и решил: зачем городить несколько коробок, если всё можно уместить в одной, тем более готовой. Работа заняла почти целый день. Благо опыт травления и пайки плат имеется. Неинтереснее всего вырезать отверстия под кнопки и разъёмы в корпусе БП в виду отсутствия подходящего инструмента. Так что всё делалось дрелью и напильником. Долго, нудно, но получилось вполне прилично. Дальше фото с небольшими пояснениями и Заключение.

Усилок:

Лишние выводы всех плюсов и минусов просто обрезал, позагибал так чтобы не закоротило, и забыл за них

Далее была сооружена защита от КЗ, правда пока только для 5-вольтового выхода. Схема найдена в интернете, и немного подправлена под себя.

На выходе зелёный диод не ставил, не нужен он мне там. Описание работы в кратце: в нормальном режиме падение напряжения на полевике нету, при КЗ там появляется примерно те же 5 В, которые на него приходят. Они же и используются для загорания красного светодиода. Резистор R2 я не ставил, хотя и можно было бы для подстраховки полевика.

Почти в сборе

Коробка благоплучно разместилась над системником, так что всё под рукой. Подложил под неё поролон для какого-никакого виброподавления кулера.

На данном фото показана ситуация при КЗ 5В (жёлтый и чёрный крокодилы), при этом загорается светодиод справа от выключателей, кулер начинает работать немного громче, что служит звуковой сигнализацией 🙂

Зелёный выключатель включает весь блок и сразу соответственно усилитель, а желтый и красный — 5 и 12В по мере надобности. На всех трёх концах крокодилы соответствующих цветов.
Кстати сразу не подумал, что в кнопках есть светодиоды, которые загораются при включении. Подцепил на 3-й вывод кнопок минус через резистор на 300 Ом, теперь вообще отлично смотрится.

Дополнение

Радиатор на ТДА-шке должен быть площадью 200 см2, честно говоря не знаю площадь моего, но судя по ощущениям его хватает, к тому же он соит под кулером БП. Хотя и кулер планирую отключить, если надоест его постоянный гул. А может сделаю его автоматическое включение в зависимости от датчика температуры на радиаторе, на МК это реализовать совсем не сложно. Ещё хотел поставить регулятор громкости, но подумал что запутаюсь в них, так как уже есть один регулятор настенных колонок, а звук из С-30 достаточно регулировть программными способами.

Ещё у вас может возникнуть вопрос о помехах на усилок в виду его расположения в самом БП. Отвечаю: помех нету. Есть небольшой высокочастотный шумок из ВЧ динаиков, но это помехи, наводящиеся в звукой карте (уверен что именно там, потому что при подключении плеера/телефона к усилку помех нету совершенно), и бороться с ними трудно и нет желания. К тому же они сведены до минимума посредством установки 10+15 кОм резисторов на вход усилителя.

Заключение

Стоимость:

TDA8560 — 5.4$ (43 укр. грн)

Выключатели (зелёный и двойной) — 1.5$

Полевой транзистор КП903 — 1.2$

Аудиокабель — 0.38$/метр

БП — 4$ (30 грн), но можно найти и дешевле

Разъёмы для колонок — 1$

Время — при наличии инструментов и некоторых навыков — от силы полдня, у меня ушло в целом день.

Ну и как всегда, удовольствие от проделанной работы — бесценно.

Итого, почти за 13$ получаем хороший усилок + блок питания. Для сравнения, фабричный усилок для С-30, естественно б/у, стоил бы в районе 18$.

Благодарю за внимание, конструктивная критика принимается.

Безупречный блок питания для усилителя

О блоках питания

Про блок питания для усилителя было написано уже как минимум две статьи: Блок питания для TDA7293 и TDA7294 и Блок питания усилителя – схема и работа. Во второй из них подробно рассматривается структура блока питания и работа его узлов. Схемы блока питания, которые описаны в статьях, на самом деле отличные, хорошо работают и именно по ним построено подавляющее большинство блоков питания как в самодельной, так и в промышленной аппаратуре. Что будет здесь? Здесь я хочу дать практическую схему «безупречного» блока питания для усилителя.

«Безупречный» — это не означает «самый совершенный», или «самый лучший». И не только потому, что для кого-то «самый лучший» — это со встроенной кофемашиной. В этом блоке питания оптимальным образом (а вовсе не максимально!) устранены все погрешности, помехи и нестабильности. Так, чтобы получить качество питания, не идеальное, но достаточное для отличной работы практически любого усилителя.

Типовая схема блока питания приведена в статье Блок питания усилителя и показана на рис. 1. Это отличный блок питания, реализованный в подобном виде в огромном количестве устройств. Трансформатор разделяет его на две части: слева от трансформатора находится высоковольтная часть, подключаемая в сеть переменного тока, а справа – низковольтная часть, подключаемая к усилителю.

Рис. 1. Схема блока питания усилителя.

Высоковольтная часть блока питания должна обязательно содержать предохранитель и выключатель питания. Крайне желательно также использовать сетевой фильтр. Обычно применение помехоподавляющего конденсатора даёт достаточно хорошие результаты. Более того, я очень рекомендую его применять.

Применять более сложный фильтр можно, но с осторожностью – в зависимости от схемы фильтра и наличии или отсутствии заземления корпуса, сложный «правильный» фильтр может создать проблемы: корпус может оказаться под напряжением сети при связи через Y-конденсаторы. Кроме того, необходимо правильно оценивать ток, потребляемый усилителем от сети, иначе фильтр будет перегружаться током и эффективность его значительно снизится. Кроме того, готовые фильтры в сборе достаточно дороги, а при сборке фильтра из отдельных комплектующих есть шанс ошибиться в их правильном применении.

О хороших сетевых фильтрах поговорим в другой раз. А сейчас обойдёмся одним помехоподавляющим конденсатором, которого обычно вполне достаточно.

Поэтому займёмся той частью, которая находится справа от трансформатора – низковольтной. Работа этой части является более важной.

«Безупречный» блок питания для усилителя

Схема «безупречного» блока питания показана на рисунке 2. Она ничем принципиально не отличается от исходной, показанного на рисунке 1. В схему добавлено несколько дополнительных элементов, которые немного улучшают её работу. Улучшают немного, потому что сильно улучшить исходную схему невозможно.

Рис. 2. «Безупречный» блок питания для усилителя.

К левым контактам (~, Gnd, ~) подключается трансформатор, с правых контактов (+, Gnd, -) постоянное напряжение питания подаётся на усилитель.

Резисторы R1, R2 совместно с конденсаторами С1, С2 образуют два снаббера, каждый из которых подключён к своей полуобмотке трансформатора. Снаббер служит для подавления возможных высокочастотных осцилляций (колебаний). Откуда эти колебания могут возникнуть? Ток от трансформатора потребляется короткими импульсами, в этом состоит работа выпрямителя на ёмкостную нагрузку. В момент закрывания диодов выпрямителя, ток в цепи уменьшается до нуля за довольно короткое время. Из-за индуктивности трансформатора могут возникнуть всплески напряжения (а могут и не возникнуть), энергия которых обычно «мягко» рассеивается на сопротивлении и ёмкости обмоток трансформатора. Но иногда при очень неудачном стечении обстоятельств энергия, накопленная в индуктивности трансформатора (и вызывающая всплески напряжения), может рассеиваться в виде высокочастотных колебаний. При этом каждый полупериод напряжения сети сопровождается «вспышкой» высокочастотных осцилляций. Конденсаторы снаббера пропускают такие осцилляции на резисторы, где энергия рассеивается, превращаясь в тепло. Если быть честным, я никогда не сталкивался на практике с подобными осцилляциями. Во всех случаях не было условий для их возникновения. Поэтому снабберы – достаточно ненужный элемент этой схемы. Скорее всего, работы для них не будет. Для чего тогда я их использую? Но мы же делаем самый лучший блок питания для усилителя, не так ли?

Диоды VD1-VD4 образуют выпрямитель. Почему именно такой – это самый лучший, я уже об этом писал. В выпрямителе используются диоды Шоттки. Не потому, что они более волшебные. И даже не потому, что они более быстрые. А потому что:

  1. На них падает меньшее напряжение, а значит, больше напряжения получит усилитель.
  2. На них падает меньшее напряжение, а значит, при том же токе они будут нагреваться меньше, чем «обычные» диоды.

Кстати, чем более быстрые диоды используются в выпрямителе, тем больше шансов возникновения ударной осцилляции, которую приходится подавлять снабберами.

Каждый из диодов зашунтирован конденсатором (С3…С6). Эти конденсаторы также как и снабберы снижают помехи коммутации, но уже каждого диода по отдельности. Интересно, что шунтирующие конденсаторы образуют мост, рис. 3. Трансформатор включается в одну диагональ этого моста, а нагрузка – в другую. Поэтому при идеальном балансе моста высокочастотные помехи, поступающие из сети через трансформатор, в нагрузку не попадают. Для этого конденсаторы должны иметь одинаковую ёмкость. Но подбирать их по ёмкости нет необходимости. Достаточно использовать конденсаторы одинакового номинала. Дело в том, что эта их функция вторична: помехи в сети должны подавляться ещё до трансформатора, поэтому небольшой разбаланс моста, вызванный разбросом ёмкостей конденсаторов, совершенно не страшен. Да и разбаланс моста будет небольшим, так что помехи будут подавляться достаточно хорошо.

Рис. 3. Мост из шунтирующих конденсаторов.

Кстати, ёмкость шунтирующих конденсаторов во много раз больше, чем ёмкость диодов выпрямителя. Так что конденсаторы намного замедляют процесс переключения тока (диод выключается быстро, а ток через конденсатор продолжает протекать). Поэтому система «быстрый диод плюс конденсатор» оказывается намного более медленной, чем система «обычный небыстрый диод без конденсатора». Тем не менее, несмотря на «излишнюю медлительность», система с конденсатором лучше, что давно известно. Это ещё раз подтверждает тот факт, что мифы о хорошем «звучании» быстрых диодов в выпрямителе – всего лишь мифы.

Электролитические конденсаторы большой ёмкости С7…С12 запасают энергию и являются фильтром питания. Они заряжаются короткими импульсами тока, поступающими от выпрямителя, и отдают эту энергию усилителю в паузах, когда напряжение в сети переходит через ноль. Если рассмотреть их работу с другой стороны, то эти конденсаторы сглаживают пульсации напряжения питания. Главное то, что от этих конденсаторов усилитель получает энергию в течение 90% времени своей работы. Так что конденсаторы должны быть качественными. Но никаких волшебных свойств от этих конденсаторов не требуется. Гораздо важнее правильно их выбрать и подключить. Об этом смотрим ниже.

Плёночные конденсаторы С13, С14 помогают электролитическим конденсаторам работать на высоких частотах. Дело в том, что все конденсаторы имеют определённую максимальную рабочую частоту, выше которой их свойства заметно ухудшаются. А у электролитических конденсаторов эта максимальная рабочая частота находится в звуковом диапазоне. То есть, на высших звуковых частотах электролитические конденсаторы большой ёмкости работают недостаточно хорошо.

Конденсаторы

Типичная зависимость импеданса (модуля полного сопротивления) электролитического конденсатора ёмкостью 10000 мкФ от частоты показана на рисунке 4 (по данным компании Nichicon, красные точки на графике поставил я). Пунктирными прямыми линиями на графике показано поведение идеального конденсатора (линия Xc) и идеальной катушки индуктивности (линия XL).

Рис. 4. Зависимость импеданса (модуля полного сопротивления) электролитического конденсатора от частоты.

На низких частотах конденсатор ведёт себя «правильно», и имеет свойства конденсатора: при увеличении частоты его импеданс пропорционально уменьшается. Это происходит левее точки A на рисунке 4, когда график, отображающий свойства конденсатора, совпадает с идеальной линией Xc. На более высоких частотах (между точками A и B) ёмкостные свойства конденсатора ухудшаются и начинают сказываться его активное сопротивление и индуктивность. В точке B конденсатор представляет собой уже просто резистор, а на более высоких частотах (между точками B и C) он обладает индуктивным характером. На ещё более высоких частотах (правее точки C) конденсатор представляет собой индуктивность, там его свойства совпадают с линией индуктивности XL.

Так что конденсатор, характеристика которого показана на рисунке 4, хорошо работает на частотах примерно до 1 кГц, а на частоте 20 кГц он является практически резистором. На более высоких частотах он является индуктивностью. Конденсаторы с большей ёмкостью имеют ещё более низкую максимальную рабочую частоту.

На самом деле не всё так плохо, как кажется. Даже на этих высоких частотах конденсатор способен запасать и отдавать энергию. То есть, он работает и делает своё дело. Но вот то, что конденсатор проявляет свойства индуктивности, может вызвать неустойчивую работу усилителя. Иногда в усилителях возникают высокочастотные колебания (усилители самовозбуждаются) из-за индуктивного характера цепи питания. Поэтому параллельно электролитическим конденсаторам подключаются плёночные конденсаторы достаточно большой ёмкости. У них максимальная рабочая частота намного выше, и они сохраняют ёмкостный режим работы в звуковом и ультразвуковом диапазоне, компенсируя индуктивный характер электролитических конденсаторов.

Если говорить честно, то в этом месте плёночные конденсаторы не нужны. Внутри блока питания усилителя, выполненного в виде отдельного узла, дополнительные плёночные конденсаторы пользы практически не приносят. Потому что усилитель подключается к блоку питания при помощи кабеля. Сопротивление и индуктивность кабеля «съедают» всю ёмкостную составляющую, создаваемую плёночными конденсаторами. Так что польза от конденсаторов C13 и C14 очень мала. Но они не приносят никакого вреда. Такие конденсаторы просто необходимо устанавливать на плате усилителя вблизи выходных транзисторов. В том месте они работают хорошо, и без таких конденсаторов, установленных на плате усилителя, получить высокое качество звучания практически невозможно. При отсутствии либо недостаточной ёмкости этих плёночных конденсаторов на плате усилителя, в усилителях возникают высокочастотные колебания (осцилляции). Но поскольку от плёночных конденсаторов нет и вреда, то пусть будут, хотя бы маленькую пользу они принесут. В конце концов, они помогут подавить высокочастотные помехи, прошедшие сквозь все наши фильтры. С плёночными конденсаторами такие помехи не имеют ни одного шанса. Важно, чтобы установка на печатную плату таких конденсаторов не ухудшило работу блока питания – чтобы не повысились сопротивление и индуктивность проводников.

Этот блок питания для усилителя содержит три пары электролитических конденсаторов. А сколько пар конденсаторов должно быть? При параллельном соединении ёмкости конденсаторов суммируются. Три конденсатора по 10000 мкФ, соединённые параллельно, имеют эквивалентную ёмкость, равную 30000 мкФ. Можно ли вместо трёх этих конденсаторов применить один конденсатор ёмкостью 30000 мкф? Можно! Почему же я так не сделал? Тут несколько причин:

  • конденсаторы большой ёмкости дефицитные и дорогие;
  • конденсаторы большой ёмкости имеют большие габариты, поэтому их не всегда удобно размещать в корпусе;
  • для наиболее эффективной работы конденсатора, его реальное физическое подключение (подключение, показанное на принципиальной схеме, является условным) должно быть правильным. Крупногабаритные конденсаторы обычно располагаются вне печатной платы, и подключаются проводами. В этом случае правильное подключение обеспечить сложнее, рис. 5. Да и сопротивление соединительных проводов будет больше.
Рис. 5. Правильное подключение конденсаторов.

Сколько пар конденсаторов можно использовать? Обычно от одной до четырёх-пяти. Но чаще всего две-три. В этом случае конструкция блока питания получается наиболее удобной. Кстати, использование нескольких конденсаторов меньшей ёмкости вместо одного большого может оказаться удачным решением ещё и потому, что чем ёмкость конденсатора меньше, тем лучше у него высокочастотные свойства (см. рис. 4).

Массив конденсаторов

Встречается мнение, что если использовать массив конденсаторов – несколько десятков конденсаторов небольшой ёмкости, включённых параллельно, то в результате получится эквивалентный конденсатор с хорошими высокочастотными свойствами. Это не так. Индуктивность и активное сопротивление монтажа будут слишком велики, и уничтожат всю выгоду от такого решения. Это я показал в статье Массив конденсаторов – мифы и реальность. Есть ещё один вариант включения массива конденсаторов, я его обязательно рассмотрю чуть позже, и опубликую результаты.

Также можно встретить рекомендации включать параллельно «большим» конденсаторам электролитический конденсатор небольшой ёмкости, порядка 100…220 мкФ. Такой конденсатор не теряет своих свойств до частот 10…20 кГц. Но это лишнее. Один конденсатор небольшой ёмкости, не способный отдать сколько-нибудь значительный ток, пользы не принесёт. Он лишь усложнит конструкцию платы, в результате чего индуктивность и активное сопротивление монтажа скорее всего увеличатся. Работа такого конденсатора аналогична работе плёночного конденсатора, но плёночный конденсатор намного более высокочастотный.

Иногда в выходную цепь постоянного тока (параллельно конденсаторам фильтра) также подключают снабберы. Например, подобное решение есть в руководстве Application Note 1849 компании National Semiconductor. На самом деле в них тоже нет необходимости.

  1. Чтобы в этом месте схемы возникли высокочастотные колебания, должно произойти нечто фантастическое.
  2. Снабберы служат для отвода высокочастотной энергии. Когда к блоку питания подключён усилитель, он отбирает столько энергии, что никакие колебания и не возникнут.
  3. Электролитические конденсаторы имеют довольно большое внутреннее сопротивление (ESR), на котором эффективно рассеивается энергия этих возможных колебаний.

Итак, как необходимые, так и просто полезные конденсаторы в нашей схеме есть, от бесполезных мы отказались.

Другие узлы и соединение с корпусом

Резисторы R3 и R4 служат для полного разряда конденсаторов фильтра при выключении питания. Без них вполне можно обойтись. Необходимость разряда конденсаторов фильтра не является насущной, но есть некоторые причины, чтобы так поступать. Их описывать довольно долго, поэтому я воздержусь. Использование разрядных резисторов я рекомендую, хоть и не очень настойчиво, а вы, если не хотите, не используйте. Имейте в виду, что на холостом ходу, когда к блоку питания ничего не подключено, длительность полной разрядки конденсаторов фильтра (при номиналах элементов, указанных на схеме) составляет около одного часа.

Светодиоды используются в качестве индикаторов. Ток через светодиоды заранее выбран очень маленьким, и яркость их свечения невелика. Эти светодиоды устанавливаются не на переднюю панель усилителя для индикации питания, а на печатную плату блока питания. Их назначение – показать вам, что всё в порядке, всё работает. Но если хотите, эти светодиоды можно установить и на переднюю панель. Тогда ток через них следует увеличить, уменьшив сопротивления резисторов R5 и R6 примерно вдвое.

Резистор R7 соединяет землю схемы с корпусом усилителя.

Важно! Земля схемы должна соединяться с корпусом усилителя только в одной точке! Все другие элементы, соединённые с землёй схемы, должны быть изолированы от корпуса.

И вполне разумно, если эта точка находится в блоке питания. Но соединение производится не напрямую, а через резистор небольшого сопротивления. Гальваническая связь при этом сохраняется, а сам резистор выполняет функцию предохранителя. При коротком замыкании на корпус он:

  • ограничивает ток;
  • сгорает и прерывает короткое замыкание.

Если в вашей электрической сети есть настоящее качественное заземление, и розетки оборудованы третьим контактом, реально соединённым с землёй, то рекомендуется заземлить корпус усилителя, как показано на рис. 6. Оба резистора мощностью 0,125 Вт.

Рис. 6. Заземление.

Но такое подключение можно делать, только если вы уверены в качестве заземления. Иначе оставляйте средний контакт сетевого разъёма никуда не подключённым.

Соединять корпус усилителя с другими сетевыми проводами кроме заземления нельзя!

Раздельное питание?

Иногда можно услышать, что у высококачественного усилителя должно быть раздельное питание – каждый из стереоканалов должен питаться от отдельного блока питания. Существует принцип конструирования усилителей «двойное моно», когда в одном корпусе установлены два независимых монофонических усилителя. Иногда усилители даже делают в виде моноблоков – полностью одноканальный усилитель со своим блоком питания, помещённый в отдельный собственный корпус. На самом деле моноблок – это маркетинговый трюк. Конструкция «двойное моно» позволяет снизить затраты на производство: вместо разработки двухканальных печатных плат, инженеру платят за одноканальную плату вдвое меньших размеров. Сборка и наладка маленьких одноканальных плат также обходятся дешевле. И брак одной маленькой платы вызывает меньшие потери, чем большой двухканальной платы.

Так есть ли необходимость в раздельном питании стереоканалов усилителя? В принципе да. Ведь просадки напряжения питания, вызванные работой одного канала усилителя, попадают в другой канал. Но давайте разберёмся, что происходит на самом деле. Экспериментальное исследование данного вопроса описано в статье Раздельное питание каналов стерео усилителя.

Взаимное влияние усилителей через общий источник питания происходит двумя путями:

  1. Просадки напряжения питания, вызванные работой одного канала усилителя, приводят к снижению напряжения питания во втором канале. И следовательно, к возможности возникновения в нём клиппинга.
  2. Нестабильность питания, вызванная другим каналом усилителя, проникает в «чистый» канал усилителя и вызывает в нём появление помех.

Начнём со второго пункта. Чем лучше усилитель (это закладывается в его конструкцию), тем меньше на него влияют помехи, приходящие по питанию. Существует даже такой параметр усилителя: коэффициент подавления пульсаций (нестабильности) напряжения питания (PSRR, или kSVR) .

У хороших усилителей этот коэффициент довольно большой. То есть, у хороших усилителей помехи, приходящие по питанию, практически не воздействуют на усиливаемый сигнал. Поэтому их можно не бояться (если всё делать правильно). А вот у плохих усилителей с маленьким значением PSRR помехи из цепи питания вполне могут заметно повлиять на сигнал.

Но тогда получается, что раздельное питание в большей степени необходимо именно плохим усилителям!

Действительно, в высококачественных усилителях помехи в цепи питания подавляются настолько хорошо, что то их количество, которое попадает в сигнал, никак не влияет на качество звука. Взаимные помехи стереоканалов по цепи питания настолько малы, что теряются на фоне других видов помех и искажений. Естественно, это происходит только при грамотной конструкции всего устройства в целом. Так что с этой стороны проблем мы не получим.

Гораздо важнее первый пункт – влияние просадок напряжения, вызванных одним каналом на другой канал усилителя. Ведь если напряжение питания уменьшается, уменьшается и максимальная выходная мощность усилителя. Появляется возможность для возникновения клиппинга. Но на самом деле, один общий блок питания для нескольких каналов ничуть не хуже, а иногда даже лучше двух отдельных блоков.

Проведём мысленный эксперимент. Допустим, у нас есть одноканальный усилитель (или моноблок), предназначенный для воспроизведения монофонического сигнала. Усилитель снабжён блоком питания, в котором трансформатор имеет мощность 50 Вт, а ёмкость накопительных конденсаторов в фильтре питания 10000 мкФ. Для стереосигнала надо использовать два таких усилителя. Объединим их в общий корпус и снабдим общим блоком питания. В получившемся стерео варианте усилителя используется трансформатор мощностью 100 Вт (=2∙50) и накопительные конденсаторы ёмкостью 20000 мкФ (=2∙10000). Теперь давайте сравним эти два усилителя: один со структурой двойное моно, а второй — стерео с «удвоенным» блоком питания.

Рассмотрим один из двух крайних случаев. Подадим в оба стереоканала этого усилителя один и тот же монофонический сигнал. Не будет никакой разницы, работает ли два канала усилителя от двух раздельных блоков питания или от одного блока питания удвоенной мощности. Все напряжения – максимальное, минимальное, среднее, а также величина пульсаций будут одинаковыми. Потому что мы с одной стороны удвоили число каналов, а значит и потребляемый ток, а с другой стороны, точно также удвоили мощность блока питания. Так что в этом случае разницы никакой нет, используется один общий блок питания, либо два отдельных.

Другой крайний случай. Теперь подадим на входы нашего усилителя стереосигнал. Он отличается от монофонического тем, что в каждом из каналов свой звук. Так вот, крайний случай состоит в том, что в одном из каналов звук есть, а в другом нет. Такое иногда бывает в начале или конце музыкальной композиции. Как ведут себя наши стерео усилители, один из которых оснащён раздельными блоками питания, а второй общим блоком питания для двух каналов?

Усилитель с раздельными блоками питания работает так: один их каналов простаивает, а второй работает в стандартном режиме. Его питание обеспечивают накопительные конденсаторы ёмкостью 10000 мкФ в его отдельном блоке питания. Соответственно напряжения и пульсации имеют заданную величину.

Усилитель с общим блоком питания работает в улучшенных условиях: в его распоряжении находятся ресурсы обоих каналов питания! То есть для получения того же сигнала мы пользуемся трансформатором мощностью 100 Вт и накопительными конденсаторами ёмкостью 20000 мкФ. В результате пульсации будут вдвое меньше, а минимальное напряжение питания несколько больше, чем у усилителя с отдельными блоками питания.

Действительно, пока один из отдельных блоков питания простаивает, общий блок питания работает в полную силу на другой канал усилителя.

Свойства реального стереосигнала находятся примерно посередине. Громкость музыки больше то в одном канале, то в другом. Когда громкость в одном из стереоканалов меньше, соответствующий усилитель потребляет от блока питания меньшую мощность. И каждый раз общий блок питания высвободившиеся ресурсы отдаёт тому стереоканалу, который в них нуждается больше. Это эквивалентно увеличению мощности блока питания примерно на 5…15%. Раздельные блоки питания на такое неспособны.

Я это вижу особенно хорошо, когда пользуюсь своим AV ресивером. Он имеет пять каналов с общим блоком питания. Когда я слушаю стереозвук, вся мощность этого блока питания поступает на два усилителя фронтальных каналов. И эти два усилителя никогда не испытывают недостатка в энергии, поступающей от блока питания, расчитанного на пять каналов.

Таким образом, делать отдельные блоки питания для каждого из каналов усилителя нет смысла.

Но иногда всё же используют раздельные блоки питания. В этих случаях всегда существуют достаточно веские причины другого характера. Например, один трансформатор большой мощности не помещается в корпус. Либо два трансформатора устанавливают так, чтобы создаваемые ими магнитные поля взаимно компенсировались. Либо конструктивно удобнее разместить в корпусе два небольших блока питания вместо одного большого. Либо каждый из каналов усиления должен быть отдельным независимым модулем с возможностью оперативного наращивания количества каналов. Либо что-то ещё.

Как самому рассчитать блок питания для усилителя

Блок питания для усилителя можно рассчитать по специальной программе. Но только в том случае, если речь идёт о воспроизведении записанной музыки. Для исполнения музыки, например в составе рок-группы, программа не годится. К блокам питания таких усилителей предъявляются совсем другие требования.

Я разработал платы для описанного здесь блока питания, и скоро они будут доступны. Ожидайте соответствующую публикацию.

19.08.2021

Total Page Visits: 3047 — Today Page Visits: 2

Схема подключения монохромной светодиодной ленты с использованием одного диммера и одного усилителя

Для подключения одноцветной светодиодной ленты по данной схеме понадобятся блок питания, диммер, усилитель и светодиодная лента.

Если необходимо подключить ленту, общая мощность которой превышает мощность диммера, или в системе используется не один блок питания, то задача немного усложнится. В этом случае вместе с диммером нужно использовать дополнительный усилитель. Может быть использован как одноканальный усилитель, так и RGB-усилитель, который отличается от одноканального только тем, что в нём три канала усиления. Усилители также используются в тех случаях, когда необходимо одновременно управлять лентами, подключенными к разным блокам питания.

  • Часть ленты подключается напрямую к диммеру – «плюс» и «минус» ленты к «плюсу» и «минусу» диммера.
  • Вторая часть ленты подключается к выходу усилителя. Здесь, при использовании RGB-усилителя, есть один нюанс: на выходе RGB-усилителя присутствует один «плюс» и три «минуса»: “R”, “G”, “B”, поэтому «плюс» у трех лент будет общий, а «минус» — раздельный и подключается к “R”, “G”, “B”. При использовании одноканального усилителя вся лента подключается к одному выходу усилителя.
  • На вход усилителя проводами подаётся сигнал с выхода диммера. «Плюс» к «плюсу», а «минус» от диммера подключается сразу к трём каналам – “R”, “G”, “B” на усилителе. Сечение проводов здесь не критично, так как по ним текут очень слабые токи. При большом удалении усилителя от диммера желательно использовать кабель типа «витая пара», чтобы избежать наводок паразитных сигналов.
  • К «плюсу» и «минусу» входа диммера подключаются выходные провода блока питания с соблюдением полярности. Ко второму блоку питания аналогично подключается усилитель.
  • Входы обоих блоков питания подключаются к сети переменного тока напряжением 220V, например, к розетке или выводам освещения. Обычно в блоках питания используется следующая цветовая маркировка проводов: коричневый – фаза, синий – ноль, желтый/зелёный – защитное заземление. Если вы не уверены, что заземление сети выполнено правильно, то подключать его не стоит. В пластиковых блоках питания провод защитного заземления отсутствует.

3 ошибки подключения усилителя светодиодной ленты

RGB усилитель это устройство, повторяющее или усиливающее сигнал, поступающий с диммера или контроллера.

Дело в том, что самые популярные контроллеры рассчитаны как правило, на подключение 5-10 метров светодиодной ленты, не более.

Если же вам нужно сделать подсветку протяженностью 15, 20, 25 метров и так далее, то здесь вам и понадобится этот самый усилитель. На его вход подается сигнал с контроллера, после чего с выхода мы получаем точно такой же сигнал, но гораздо большей мощности.

То есть, вам не придется увеличивать мощность контроллера и менять его на другой, достаточно подключить после него еще один дополнительный блочок.

Для чего нужен усилитель

Увеличивая количество усилителей в одной схеме, можно подключить любую мощность светодиодной ленты, без оглядки на мощность самого контроллера. Правда при наличии соответствующего блока питания.

Все кто впервые сталкивался с вопросом, как правильно подключить светодиодную ленту, обязательно натыкался на главное ограничение: нельзя подключать последовательно более 5 метров ленты.

Так вот, благодаря одной маленькой коробочке, это правило можно некоторым образом обойти. Вот схема того, как вы сможете последовательно наращивать метраж своей подсветки, добавляя через каждые 5 метров по одному усилителю.

Монтировать такое количество блоков питания вовсе не обязательно, при условии что у вас есть один более мощный и все усилители будут запитаны от него.

Конечно никто не мешает вам установить дополнительный контроллер для каждого отрезка. Но в этом случае вам понадобятся несколько независимых пультов управления. И здесь встает вопрос — как вы будете их синхронизировать по цветам?

Есть вариант с установкой многозонных контроллеров, однако это выйдет в разы дороже.

С простыми девайсами получится такая картина, когда одна половина освещения будет гореть одним цветом, а вторая другим. При этом смена цветов будет происходить с запаздыванием и визуально различимой задержкой.

Толку от таких контроллеров будет мало. Всю полную информацию по этим устройствам можете найти в статье ниже. Узнаете для себя много нового.

Включив же в схему усилитель, вы без лишних затрат сможете синхронно управлять подключенной подсветкой на всей протяженности. При этом без каких-либо потерь яркости.

Расчет мощности — формула

Один из главных вопросов — как определить нужную мощность усилителя? Тут все достаточно просто и напоминает расчет при выборе блока питания.

Итак, чтобы узнать, какой RGB усилитель вам нужен, мощность одного метра ленты умножаете на всю ее длину и на коэффициент запаса (K=1,2).

Этот коэффициент необходим, чтобы устройство не перегружалось и исправно проработало весь заявленный срок службы.

Рассмотрим все на конкретном примере. Допустим вам нужно подключить 20 метров Led ленты RGBW SMD 5050/60 диодов на метр.

Мощность одного метра такого изделия составляет 14,4Вт/м.

В данном случае усилитель нужно выбирать по формуле:

Если вы обратите внимание, то на коробочках этих девайсов обычно указывается ампераж и входное напряжение, но никак не мощность в ваттах. Что же делать?

Тут все еще проще. Чтобы получить заветную расчетную цифру, воспользуемся формулой, известной из школьного курса физики: I=P/U

В выше рассмотренном примере имеем:

Получается, что в данном случае вам нужен RGB усилитель на 30А.

Если вам требуется подключить не RGB, а монохромную одноцветную ленту, оптимальным вариантом будет использование только одной «минусовой» клеммы — R или G или B. Выбирайте любую на свой вкус, разницы здесь нет никакой.

Единственное что вам нужно учесть, общий ампераж усилителя нужно разделить на три.

И именно с такой мощностью и подбирать монохромную светодиодную ленту.

Подключение проводов

Усилители могут подключаться последовательно и параллельно. Параллельное подключение предпочтительнее, так как оно уменьшает вероятность падения уровня сигнала на светодиодной ленте и позволяет получить точную цветопередачу и яркость.

В этих коробочках есть три разъема для подключения проводов:

  • разъем питания 12/24В
  • и выходной разъем на Led ленту

При подключении блоков питания и RGB лент, необходимо строго соблюдать полярность. Помните, что запас мощности самих блоков питания, относительно всей длины подсветки, должен составлять не менее 20%

Иначе будут проблемы как с уровнем яркости, так и со сроком службы всего освещения.

Сечение провода от контроллера к усилителю и от усилителя к ленте, должно рассчитываться исходя из мощности нагрузки и длины проводов. В этом вам поможет следующая таблица:

Вот стандартные провода, которые применяют в большинстве случаев:

  • если от блока питания до контроллера 5м — ПВС 2*1,5мм2
  • более 5м — ПВС 2*2,5мм2
  • от контроллера до ленты 5м — ПВС 4*0,5мм2
  • более 5м — ПВС 4*1,5мм2

Напряжение 12/24В разрешается подавать как от дополнительного блока питания, так и от общего, если позволяет его мощность.

При этом следует помнить, что устройства мощнее 250Вт обычно идут с кулером и шумят во время работы, что не совсем комфортно в жилых помещениях. В особенности в спальне.

Поэтому при недостатке мощности, профессионалы советуют ставить именно два блока.

Популярные схемы подключения

Вот наиболее применяемые схемы подключения RGB усилителей. Светодиодная подсветка длиной 20 метров:

Как видите, в этой схеме два блока питания. Один из них идет на RGB контроллер и первые 10 метров Led ленты.

Второй блок подключен непосредственно к усилителю и уже от него запитаны оставшиеся 10 метров ленты. При этом все участки по 5 метров подключены параллельно.

При использовании одного мощного источника питания, схема будет выглядеть уже следующим образом:

А вот схема, которая содержит в себе диммер, а не контроллер.

Только не подключайте усилители от диммеров на 220В. Здесь должны использоваться устройства только на 12/24В, запитываемые от блоков питания.

Диммер ставится после блока, а уже от него идет параллельное подключение отрезка подсветки в 5 метров и RGB усилителя. Далее присоединяется еще один кусок Led ленты.

Заметьте, что входной сигнал для усилителя можно брать как с начала светодиодной ленты.

Так и с ее конца.

Главное соблюсти полярность и последовательность: блок питания — контроллер — лента №1 — усилитель — лента №2 — усилитель — лента №3 и т.д.

Подключение 20 метров светодиодной ленты

Давайте конкретно рассмотрим типичную ситуацию, когда вам нужно подключить 20 метров светодиодной ленты. Для этого вам понадобятся следующие материалы:

  • светодиодная лента SMD 5050/60 14.4Вт
  • два блока питания на 200Вт
  • усилитель на 16А
  • шнур питания с вилкой под розетку
  • провода ПВС разного сечения (смотри рекомендации выше)

Воспользуемся самой первой вышеприведенной схемой. Первым делом подключаете провода на стороне 220В блоков питания.

С выхода одного блока присоединяете контроллер, с другого — усилитель.

На контроллере есть два разъема.

Там где написано Power или стоят значки «+-» подается напряжение 12/24В от источника питания.

Там где буквы «RGBV+», подключаете провода идущие на лед ленту.  Плюс здесь один (V+), все остальные буквы являются минусовыми контактами.

На усилителе два входа и один выход. Прежде всего это питание Power 12/24В от блока.

Есть кстати модели, где напряжение можно подать двумя способами. Через клеммную колодку, либо через специальный втычной разъем.

Второй вход Input — это куда подключаются провода и подается сигнал напрямую от контроллера, либо от предыдущего конца светодиодной ленты.

Output Ch2, Ch3, Ch4, Ch5 — выход на следующий отрезок Led ленты №2,3 и т.д.

В итоге получаем следующую картинку. Сигнал от контроллера подается на две пятиметровые катушки и на вход усилителя.

К выходу последнего подключается еще две катушки. Все что остается — подать напряжение и проверить работоспособность всей схемы.

Микроконтроллер и микроусилитель

При малых мощностях светодиодной ленты, можно обойтись без всех этих громоздких коробочек и блоков.

Воспользуйтесь микроконтроллерами и микроусилителями RGB.

При уменьшении габаритов в десятки раз, они сохраняют все свои функциональные возможности. Единственное, что у вас исчезает — это клеммы для подключения проводов.

Все проводники из этих микроустройств уже изначально выведены наружу и подключаются посредством пайки или на специальных коннекторах и разъемах.

Это очень удобно при монтаже подсветки за подвесным потолком, когда нет свободного места куда спрятать крупногабаритные квадратные коробки.

Ошибки подключения

1Подключение к RGB усилителю светодиодной ленты более 5 метров.

Некоторые ошибочно думают, что эта коробочка несет в себе какие-то волшебные свойства, и раз она называется «усилитель», соответственно через нее можно запитывать подсветку большей длины, чем разрешено в обычных условиях через простой блок питания.

Это не так. Подключили 5 метров — отрезали ленту, поставили данную штуку усиливающую сигнал, подключили еще 5 метров и т.д. Но не более 5 метров через одно устройство.

2Подключение монохромной ленты на один канал без учета разделения мощности на три части.

Допустим, у вас есть одноцветная белая светодиодная лента длиной 5м и общей мощностью 72Вт. При этом вы купили RGB усилитель на 100Вт и решили подключить весь этот метраж к нему.

Так делать нельзя. На один канал устройства (R или G или B) отводится всего 100/3=33Вт, не более. Соответственно общую мощность указанную на корпусе, вам нужно делить на три.

Поэтому в данном случае, вы сможете дополнительно подключить только 2 метра монохромной ленты, а не все пять.

3Неправильный выбор блока питания.

Те, кто впервые вплотную сталкивается со светодиодными лентами предполагают, что изначально выбрав блок питания в 100Вт и присоединив к нему дополнительно еще один усилитель на 100Вт, они смогут в итоге подключить RGB ленту в 200Вт, ну или по крайней мере в 150Вт.

По факту, ничего светиться у вас не будет. Общий блок питания должен быть именно такой мощности, как итоговая мощность всей протяженности светодиодной ленты (+20%).

Если ее не хватает, ставьте дополнительный блочок.

Блок питания для антенного усилителя

Как включить питание антенны на Т2 приставке.

Далеко не каждый знает, что на т2 приставке можно включить питание антенны. И работает эта система не так как было раньше на аналоговом телевидении, где для питания антенны необходимо было вставить блок питания в розетку, который в свою очередь питал усилитель на антенне или усилитель который был

врезан в кабель, а потом усиленный сигнал шёл в телевизор. Хотя сейчас так тоже делают, только сигнал идёт не на телевизор, а на Т2 приставку. Но далеко не каждый знает, что на T2 приставке не желательно пользоваться отдельным блоком питания в розетке (12V) для антенны, так как не часто, но бывают случаи, что приставка не выдерживает перенапряжения и может сгореть. По той причине, что на T2 приставку положено не 12V блок питания подключать в розетку, который в свою очередь питает усилитель на антенне, и усиленный сигнал идёт на Т2 приставку. А в самой Т2 приставке предусмотрено уже питание на 5V, которые можно отдельно как включить так и выключить из меню Т2 приставки, для питания усилителя на антенне.

Для Т2 приставок усилители идут не 12V как было раньше, а 5V и не каких блоков питания в розетку, как это было ранее, питание для такого усилителя 5V, включается из меню Т2 приставки. Ниже привожу пример как включить питание антенны на Т2 приставке.

Заходите в меню Т2 приставки.

Переходим в право крестиком пульта на (поиск каналов).

И опускаемся в самый низ на пункт (питание антенны).

После чего, в право крестиком пульта (включаем) питание антенны.

И теперь, из самой Т2 приставки пойдёт питание антенны (5V) прямо по антенному кабелю к антенне. Но сигнал увеличится только в том случае если у вас будет специальная антенна для Т2 приставки с усилителем. (Все Т2 антенны имеют усилитель 5V а не 12V).

Конечно имеются модели антенн которые вообще без усилителей или усилитель нулевой, которому тоже ненужно питание. На такие антенны бесполезно включать питание антенны на Т2 приставке, так как не какого усиления не произойдёт, а может ещё и выскочить табличка на экране телевизора, что произошло замыкание, и питание антенны автоматически выключится.

То есть, по итогу, питание антенны на T2 приставке можно включать только на те антенны, которые предназначены для Т2 приставок и имеют усилитель. Ниже я приведу пример, несколько таких антенн на которых можно включить питание антенны и сигнал антенны будет увеличен.

Комнатная антенна с усилителем для Т2 приставки Eurosky 008.

Комнатная антенна с усилителем для Т2 приставки Eurosky 005.

Уличная антенна с усилителем для Т2 приставки Eurosky 003.

Во всех этих антеннах есть встроенный 5V усилитель, которым можно усилить сигнал с помощью включения питания на Т2 приставке.

Всем пока!

Другие способы подключения

Ну и в случаи если у вас нет на телевизоре USB, то остается использовать блок питания. Подойдет блок зарядки от телефона, планшета с USB выходом и номиналом 5-12В/0,5Ам. Далее показана схема подключения активного оборудования от цифровой эфирной приставки или телевизора через делитель. Для такого способа разводки делитель сигнала должен быть с проходом по питанию. Можно использовать сплиттер для спутникового телевидения.

Вторая схема не использует делитель, а приставки подключаются последовательно через петлевой выход на ресивере. Питание антенного оборудования включается на приставке. Так же как и в первом варианте подключения.

Схема подключения с использованием адаптера можно посмотреть здесь.

Причины ухудшения сигнала

Каждая причина ухудшения эфира должна анализироваться индивидуально, поскольку его приём зависит от локальных условий: от того, в каком направлении проходит сигнал, какие препятствия есть на его пути, от наличия возвышенностей, высоких зданий в вашем районе.

Прежде, чем вы окончательно примете решение использовать усилитель для телевизора, давайте познакомимся с наиболее вероятными причинами ухудшения телесигнала.

Техобслуживание передатчиков

Почти во всех случаях проблем с показом ТВ их причина оказывается на стороне пользователя – случаи со стороны отправителя обычно являются перерывом на обслуживание передатчика, что иногда занимает несколько часов.

Неисправность оборудования

Наружные антенны изо дня в день подвергаются внешнему природному воздействию. Морозы, жара, метели и дождь – все это антенна способна выносить годами. Если она правильно установлена. А если нет, то однажды влага проникнет в провода, разветвители, усилители, и проблема возникнет в наименее ожидаемый момент.

Неправильная антенна

Самой распространённой причиной плохого приёма является слишком низкий уровень сигнала, который поступает от антенны. Единственным верным решением будет использование лучшей её модели – желательно направленной, не обязательно с усилителем. Но ситуацию можно частично улучшить, установив антенну повыше.

Слишком высокая мощность сигнала

Частой причиной проблем также может быть завышенный уровень приёма. Живя рядом с телевышкой и используя антенну с высоким коэффициентом усиления, мы можем перегрузить сигнал на входе тюнера.

Кабели

Существенное влияние на качество приёма имеет коаксиальный кабель. Старый кабель с растрёпанной изоляцией, купленный на барахолке или того хуже – кабель из кусков, которые вы наскребли «по амбарам и сусекам», может вызвать такое сильное затухание, что оно поглотит сигнал даже от очень хорошей антенны ещё до того, как тот достигнет телевизора.

Разделители и разъёмы

Свойства и количество используемых сплиттеров также влияют на качество картинки. Каждый такой пассивный элемент (т.е. тот, который не является усилителем) снижает уровень приёма. Небрежная установка разъёмов, особенно снаружи жилья, может привести к быстрому окислению соединений и, как следствие, к значительному затуханию телесигнала.

Шумы

Нас окружает масса передающих устройств – ретрансляционных станций, мобильных телефонов, модемов, маршрутизаторов, радиостанций, сигнализаций и т.д. Радиоволны из разных частотных диапазонов способны создавать помехи в приёме ТВ. Вмешательство вызывают даже устройства без антенн: микроволновая печь, флуоресцентные лампы, электромобили.

Неисправности

Существует ряд наиболее распространенных неисправностей антенного БП:

  • выход со строя такого элемента конструкции блока, как трансформатор;
  • поломка стабилизатора;
  • неисправность фильтра устройства.

Также нередко поломка блока питания связана с выходом из строя предохранителя, что, как правило, вызывает перегрузка вторичной цепи или же скачки напряжения. Для выявления данной проблемы при неисправности БП достаточно измерить сопротивление на вилке устройства. Заметим, что отсутствие напряжения может говорить и об обрыве первичной трансформаторной обмотки.

Неисправность стабилизатора вызывает понижение или повышение напряжения питания усилителя антенны, что зачастую приводит к его поломке (полный выход со строя). Для выявления проблемы выполняется замер напряжения на выходе БП.

Немалую роль в работе блока питания играют и фильтрующие конденсаторы, неисправность которых может вызывать серьезные помехи изображения при просмотре телевизора. Как правило, такая поломка имеет характерные признаки: помехи в виде достаточно широких горизонтальных черных полос, которые медленно перемещаются по телеэкрану.

Неисправности блока питания

Внимание! Как и любая техника, блок питания антенного усилителя имеет ограниченный ресурс эксплуатации. Для его увеличения не забывайте отключать устройство, если вы надолго уезжаете из дома

Антенну для телевизора какой фирмы лучше выбрать

Антенны для телевизоров выпускают многие производители, но не все учитывают правила качества и практичности

В рейтинге описаны производители лучших антенн для телевизора, на которые стоит обратить внимание:

  • Дельта – российская торговая марка бытовой техники, которая предлагает покупателю товар из разной направленности: посуда, хозяйственные товары, сувениры, инструменты, антенны.
  • D_Color – производитель цифрового оборудования, который работает с 2010 года. Он выпускает тарелки и приставки, обеспечивая жителей России телевидением. Компания обеспечивает полной функциональностью, имеет удобный интерфейс, продуманный дизайн.
  • Harper – торговая марка аксессуаров и электроники, появилась на рынке в 2014 году, выпускает акустические системы для автомобилей и дома, электронику, портативную технику. Компания работает на территории России и Белоруссии.
  • GoldMaster – компания работает на региональном рынке уже десятки лет, предлагает качественные телекоммуникационные системы, блоки питания, розетки и другую технику. Конструкции простые в сборке, легко устанавливаются, имеют высокое качество.
  • Lumax – предлагает тарелки разных размеров и функциональности. Они могут регулироваться, улучшать качество сигнала. Сами модели бренда легкие, в среднем их вес составляет до 1000 г.
  • Lans – бренд телекоммуникационного оборудования, который использует новейшие технологии для создания техники. Поставляет товар в разные города России, оборудование работает в течение многих лет, поддерживает разные каналы.
  • Triax – фирма выпускает тарелки разного диаметра и объема, которые легко устанавливаются, хорошо ловят сеть. Изготавливаются из прочной стали с гальваническим покрытием, они практичные, не деформируются при использовании.
  • Триколор – российский бренд, предоставляющий не только цифровые услуги, но и устройства для работы плазмы. Компания основана в 2005 году в России в городе Санкт-Петербург, в ней работает более 1000 сотрудников. С каждым годом растет число выпускаемой электронной техники и количество пользователей.
  • Denn – предприятие выпускает устройства для аналогового телевидения, которые размещаются в комнате рядом с телевизором. Модели имеют регулировку усиления, изменяет угол наклона, ее несложно использовать, имеет компактные размеры.
  • GoDigital – бренд предлагает наружные телекоммуникационные антенны, которые размещаются на улице. Они поддерживают многие телеканалы, активно работают в любом городе России. Компания на рынке уже не один год, поэтому гарантирует высокое качество и долговечность моделей.

Подключение

Чтобы подсоединить кабель к блоку питания для антенного усилителя нужно соединить антенный кабель со штекером. Первым делом нужно подготовить кабель. Отступаем от края кабеля полтора сантиметра и делаем тонкий круговой срез,

старайтесь не повредить тонкие волоски экрана под внешним слоем изоляции. Снимите срезанный кузок изолятора. Аккуратно и равномерно отогните волоски экрана, полоску фольги лучше удалите. Отступив от загнутого края оплетки 5 мм, сделайте еще один круговой срез внутреннего изолятора и удалите его. Просуньте кабель под крепления, и затяните винты.

Обратите внимание, металлическая оплетка должна касаться нижней залуженной площадки, иначе питание на антенну может не поступить. Не допускайте касания оплетки центральной жилы, будет замыкание и лампочка индикатор 12 В светиться не будет

Если блок питания для антенного усилителя правильно соединить с кабелем, а так же кабель с антенным усилителем, то телевизор после настройки начнет показывать сразу.

Как правильно подключить БП

В активную антенну антенный усилитель уже встроен, а в пассивную – нет, чтобы решить это проблему проводится подключение блока питания. Для подсоединения кабеля БП к антенне, в первую очередь, потребуется смонтировать антенный кабель со специально предназначенным для этих целей штекером. Рассмотрим, как это делается на примере БП Дельта.

Для этого сначала выполняется подготовка кабеля, что подразумевает его зачистку: тонкий круговой срез на расстоянии 15 мм от края кабеля.

Главное условие при выполнении данной работы – аккуратность, старайтесь не повредить расположенные под внешним слоем изоляции достаточно тонкие волоски экранированной оплетки

Далее упомянутые волоски экрана осторожно отгибаются, а находящаяся возле них полоска фольги удаляется

Этапы подготовки антенного кабеля

Следующий этап подготовки кабеля подразумевает то, что следует выполнить еще один круговой срез, но, уже отступив от загнутого края оплетки на 5-7 мм, что поможет удалить внутренний изолятор. Далее подготовленный к монтажу провод просовывается под соответствующие крепления в коробке БП Дельта и затягивается винтами.

Обратите внимание! Когда подключается кабель, его металлическая оплетка должна обязательно иметь контакт с предусмотренной конструкцией корпуса БП Дельта – залуженной площадкой. В противном случае питание на антенну поступать не будет

Также следует учитывать и то, что оплетка кабеля не должна касаться центральной жилы кабеля. Если это произойдет, индикатор работы БП работать не будет, так как произойдет замыкание.

На заметку. При правильном подсоединении блока питания антенного усилителя с антенным кабелем, после проведения соответствующих настроек, телевизор начнет показывать намного больший диапазон каналов.

Как подключить активную конструкцию к нескольким приемникам

Многие пользователи задаются вопросом, как подать питание на антенну, если в доме или квартире несколько телевизоров. Для выполнения подобной задачи понадобятся соединительные навыки, с которыми уже познакомились чуть выше.

Главный фактор при подключении двух и более ТВ приемников или ресиверов к одной приемной конструкции – это высокий уровень сигнала, в обратном случае успех не будет гарантирован. При цифровом вещании качество сигнала определить нетрудно. Первый способ – это найти на пульте от приставки или телевизора кнопку с названием INFO. После двух нажатий подряд на несколько секунд отобразиться уровень приема.

Второй метод пригодится тем, кто хочет просматривать данную информацию во время настройки антенны. Потребуется войти в главное меню устройства и найти ручной режим настройки телеканалов. Далее вводится номер канала, который доступен в регионе и спустя несколько мгновений на экране отобразится шкала, с данными в процентном соотношении. Если уровень сигнала превышает 70%, то это хорошие показатели.

Для подключения двух и более телевизоров понадобится делитель сигнала. Если используется пассивное приемное устройство, можно использовать и обычный тройник, причем не будет разницы, к какому выводу подключать антенну, а к какому – телеприемники. Для активных конструкций нужен делитель с проходом по питанию. Подобное изделие узнать несложно, на нем есть надпись «Power Pass». Его удобство в том, что необходим всего лишь один модуль питания.

Если у пользователя нет изделия типа Power Pass, можно использовать простой делитель, но потребуется специальный штекер. На одном из его концов будет не только игла, но и резьба. В данный штекер вводится антенный разъем, а его самого потребуется вкрутить в основной вход делителя.

С других сторон соединяются кабели, идущие к антенным гнездам телевизоров. Данный способ подключения подойдет для владельцев цифровых приставок, поскольку не будет необходимости подключать питание антенны через экранное меню.

Способы подключения

Помимо ТВ приемника нужно приобрести специальную приставку и антенну. Что касается последней, то нет необходимости искать особое устройство, поскольку цифровые каналы можно просматривать с помощью обычной дециметровой конструкции. Установки ДВМ диапазона могут быть пассивными и активными, последние обладают дополнительным модулем, используемым для усиления сигнала. Но многие пользователи цифрового или спутникового телевидения не знают, как подключить питание к антенне.

Прежде всего, стоит разобраться, как подается приток электричества к активным устройствам. Он может подаваться по антенному кабелю, по дополнительному проводу, идущему от источника энергии, подсоединенного к сети в 220В, или посредством интерфейса USB телевизионного приемника.

Большинство конструкций получает питание первым способом. Для этого необходимо зайти в настройки приставки и активировать режим «Питание антенны».

Немного сложнее придется абонентам, у которых телевизор поддерживает формат DVB-T2, но у них нет внешнего ресивера. Приемное оборудование в этом случае можно питать с помощью дополнительного кабеля. Антенный провод потребуется подсоединить к электрическому блоку. Данный модуль является лишь вторичным источником электроэнергии, поступающей к узлам ресивера. Кроме того, он выполняет и другие функции, обеспечивает защиту напряжения и его стабилизацию.

Любой кабель состоит из четырех частей. Верхний слой – это защитная оболочка, под ней расположен экран, оплетка из фольги, еще один слой изоляции и проводник. Для подключения кабеля к модулю питания необходимо выполнить следующие действия:

  1. Первым делом стоит разделать провод. Нужно отступить от его конца на 1,5-2 см, и посредством острого предмета удалить изоляцию круговым движением. Под изоляцией расположена оплетка, ее нельзя повреждать.
  2. Часть отрезанного изолятора снимается, а фольга и компоненты экрана сдвигаются в обратную сторону.
  3. Далее нужно сделать отступ от края оплетки, не более чем на 5-6 мм, и круговым движением срезать внутренний изоляционный слой.
  4. Кабель поместить под хомут штекера электрического модуля. Центральную жилу аккуратно вставить в фиксатор и проследить, чтобы экран и оплетка контактировали с залуженной частью.
  5. Последний шаг – это зажатие винтов и фиксация контактов провода устройства питания.

ТВ кабель – это важное изделие в схеме соединения антенны и ТВ приемника, поэтому к его выбору стоит подойти с максимальной ответственностью. Провод с хорошим волновым сопротивлением способен обеспечить максимальную передачу электроэнергии

Кабели, с помощью которых можно осуществить питание внешних антенн, делятся на несколько типов. Симметричные и коаксиальные изделия стоят чуть дешевле, но у них есть некоторые существенные недостатки. Первые чувствительны к загрязнениям, в результате чего теряют сигнал, а вторые боятся непогоды и обладают малым сроком эксплуатации. Оптимальный выбор – это покупка несимметричного изделия с медным проводником большой толщины.

Провод обычно оснащается пластиковым диэлектриком, его оплетка состоит из медной проволоки, а наружный слой изготавливается из полиэтилена

Основное внимание при выборе кабеля стоит уделить его толщине, чем она больше, тем лучше. Тонкое изделие будет терять часть энергии, что негативно скажется на качестве сигнала

Другие способы подключения блока питания

Используя блок питания, можно решить вопрос о том, как подключить антенный кабель к кабельному телевидению через уже входящий в квартиру провод. Обычно для разветвления используется краб. Но довольно часто при слабом изначальном сигнале применение краба приводит к тому, что качество изображения сильно падает, или телевизор начинает ловить меньше каналов, чем раньше.

Схема простого антенного усилителя на 2 телевизора

Решить эту проблему можно, если подключаться не просто по кабелю, а с использованием усилителя сигнала и блока питания. Используя эту схему, можно подсоединить блок питания и сделать прием телевизионного сигнала более устойчивым.

Ремонт блока питания антенного усилителя

Большинство владельцев телевизионных антенн с усилителем при поломке такого элемента устройства, как блок питания, сразу спешат в точки продажи данных устройств для покупки нового. Тем не менее, справиться с возникшей проблемой и «реанимировать» неработающий БП довольно просто. Главное – это определить, где произошла поломка.

Признаки неисправности БП и первичная проверка

Первый признак, говорящий о неисправности блока питания для антенного усилителя, – это отсутствие индикации на корпусе устройства либо же периодически гаснущий светодиод.

Первичная проверка подразумевает измерение посредством тестера первичной обмотки трансформатора. Заметим, что диапазон результатов измерений должен соответствовать таким показателям – 2,5-2,7 кОм. Отсутствие цепи явно указывает на такие возможные неисправности, как выход со строя трансформатора или обрыв провода, соединяющего между собой трансформатор и вилку устройства.

Следующий шаг – проверка показателей сопротивления такого элемента конструкции, как антенный штекер, к контактам которого припаян кабель питания (прибор должен указывать на отсутствие КЗ).

Особенности разборки БП и последующая проверка

Для разборки блока следует вывинтить шурупы, удерживающие крышку корпуса, после чего ее необходимо снять. Далее осуществляется демонтаж платы устройства, для чего выкручивается саморез.

Как проводится ремонт блока питания

Обращаем внимание! В некоторых блоках питания для удержания платы используются специальные фиксаторы, что облегчает процесс разборки БП

Проверка диодов и стабилизаторов

Для оценки работоспособности блока следует осуществить проверку диодов (D1-D4).

Проверка стабилизатора подразумевает наличие работоспособности у микросхемы. Для этого к точкам входа осуществляется подключение щупов тестера. Нормальные показатели величины напряжения, питающего микросхему стабилизатора, должны быть в пределе 21 В. Далее производится проверка напряжения на выходе (как правило, в этом случае норма – нулевые показатели). Возникновение скачков (изменение показателей от 0 до 18 В) говорит о неисправности стабилизатора.

Демонтаж и замена схемы стабилизатора

Если такой элемент конструкции БП, как стабилизатор напряжения, неисправен, следует выполнить его правильный демонтаж (выпаивание микросхемы с маркировкой 78L12). Взамен вышедшего из строя элемента нужно подобрать аналогичный, выполнить корректные соединения и припаять. После проведения всех манипуляций выполняется проверка напряжения БП на выходе: нормальные показатели – 12,1 В. По сути, на этом ремонт блока питания антенны заканчивается.

Своими руками

Приведенная выше схема потребляет от сети излишне большой ток. Если ее доработать, то можно в результате получить более экономичный блок питания, с улучшенными характеристиками. Вот схема экономичного блока питания для антенного усилителя:

Резисторы R1, R2 снижают собственное потребление БП, увеличено рабочее напряжение проблемного конденсатора C5, добавлены дополнительные фильтры L1C7 и L2L3C8.

Нет ничего сложного в том, чтобы сделать блок питания для антенного усилителя своими руками. Следует помнить, что самодельный блок питания антенны должен иметь низкое потребление и хорошую стабилизацию, иначе на экране будут проявляться помехи в виде снега, косых полос и широких черных полос.

Неисправности

К основным неисправностям антенного БП можно отнести:

  1. Неисправность трансформатора;
  2. Неисправность стабилизатора;
  3. Неисправность фильтра.

При скачках напряжения или перегрузке во вторичной цепи может перегореть предохранитель, встроенный в первичную цепь трансформатора. Выявить это можно измерив сопротивление на вилке блока питания. Отсутствие сопротивления может говорить о неисправности предохранителя или обрыве первичной обмотки трансформатора. Для проверки предохранителя нужно на трансформаторе разрезать изоляцию, под которой находится предохранитель и проверить его на целостность. Предохранитель обычно расположен в месте ввода сетевых проводов под изоляцию.

При неисправности стабилизатора напряжение питания антенного усилителя может, как понизится, так и повысится и привести к выходу из строя усилителя. Выявить это можно замерив напряжение на выходе блока питания.

Неисправность фильтрующих конденсаторов может привести к значительным помехам на изображении. Наиболее частое это появление на изображении 2 – 3 горизонтальных, широких черных полос, медленно перемещающихся по экрану.

Как и для всякого прибора, ресурс работы блока питания антенного усилителя ограничен. Выключать ли блок питания антенного усилителя? Если вы уезжаете надолго, то да нужно обязательно, но выключать каждый раз при выключении телевизора не стоит. Как известно, что большинство поломок электроприборов происходит именно в момент включения и выключения и выключая лишний раз срок службы антенного БП вы не продлите, а стоят они достаточно дешево так, что лучше потом купить новый.

Принцип работы

Любые бытовые блоки питания, как правило, изготавливаются производителями с минимальными затратами, что же можно сказать об их надежности. Это относится как к более дешевым китайским, так и дорогим европейским тоже. Зачастую данные элементы очень быстро выходят со строя, что объясняется круглосуточной работой данного оборудования. К тому же за счет постоянного перегрева радиодетали устройства постоянно работают с повышенной нагрузкой.

Поэтому вопросы об устройстве, ремонте и замене различных деталей этого оборудования так часто встречаются в сети. Для того чтобы понять принцип работы антенны и, как подключить антенный кабель, рассмотрим одну из схем.

Схема данного устройства состоит из нескольких основных элементов:

  • трансформатор, в конструкцию которого входит предохранитель от пробоя тока Т1;
  • стабилизатор напряжения DA1;
  • выпрямитель VD1-VD4;
  • фильтры по низкой C5 и высокой C6 частотам;
  • индикатор напряжения 12 В HL1.

Схема блока питания

Обращаем внимание на то, что данная схема БП подразумевает нерегулируемую конструкцию, предназначенную для работы антенного усилителя для осуществления регуляции уровня усиления сигнала посредством регулируемого БП. Конструкция последнего дополняется переменным резистором, благодаря чему возможно изменение напряжения питания, подаваемого на антенный усилитель

Оцените статью:

Переделка блока питания от ПК для усилителя на TDA2050

Переделка блока питания от ПК для усилителя на TDA2050

Задача: переделать блок питания старого ПК под наши нужды, а именно, запитку усилителя на TDA2050 (оптимальное питание 25 вольт), запитку предусилителя с темброблоком (питание от 9 до 18 вольт). Ну и по мелочи, вентиляторы, светодиоды индикации.

Переделка блока питания от ПК для усилителя на TDA2050 состоит из 3 этапов:

  1. Отключение защиты по перенапряжению.

Первым делом надо найти схему своего блока питания, но, если найти не удаётся, можно найти интересующие нас детали по стандартной схеме. В моём случае я так и не нашёл схему моего блока и сделал всё поиском по схеме.  Итак, приступим.

Схема стандартного блока питания.

Чтобы отключить защиту по перенапряжению, нам необходимо отключить 4 ножку даташит (КА7500B) от схемы и повесить её на ноль.

Смотрим на наш блок питания. Находим 4 ногу, смотрим ,что к ней привязано.

Смотрим со стороны дорожек.

От 4 ноги идут 2 детали: перемычка и конденсатор. Чтобы отключить 4 ногу от них, проще выпаять одну ногу конденсатора от дорожки 4 ноги и перемычку от дорожки 4 ноги и просто спаять их вместе, тем самым мы отключаем их от 4 ноги и сохраняем остальную схему. Саму 4 ногу припаиваем к нулю.

Схема изменений.

2. Отключение обратной связи для получения максимального напряжения в 25 вольт.

Нас интересует 1 нога даташита и перемычка j12.

Как потом я понял, у меня её вообще нет) Но нашёл я это место по схеме.

От первой ножки нашёл параллельные резисторы R45 и R46 и дорожку до двух резисторов R43 и R42. Осталось отпаять R43 и R42 от 1 ноги даташита и спаять между собой. Тем самым мы размыкаем схему в месте искомой перемычки j12.

Замыкаем.

3. Замена конденсаторов на более мощные по напряжению.

Так как мы хотим получить 25 вольт, то нам требуется замена двух 16-вольтовых конденсаторов на стороне бывших 12 вольт, стоят там на 16 вольт, а нам надо минимум 25, я поставил на 35.

Под рукой были 2 конденсатора на 2200 мф на 35 вольт. Вот их туда и вставляем.

На этом можно закончить и проверить наш блок питания, для запуска БП потребуется замкнуть зелёный провод на ноль. Это провод PC-ON.

После чего я выпаял ещё диодную пару на 3 вольта и все провода по линии + 3 вольта. Оставил только 4 чёрных (ноль), 4 желтых (+25 в нашем случае уже), 2 красных, в нашем случае они стали +10 (для питания вентилятора блока питания). Он отлично работает на 10 вольт.

По началу выпаял диодную пару и на 5 вольт, но потом понял, что она мне нужна для вентилятора и для питания предварительного усилителя с темброблоком. О чём расскажу в следующей статье.

Это диодная пара на 3 вольта, можно выпаять, чтобы меньше грелся радиатор.

На этом Переделка блока питания от ПК для усилителя на TDA2050 закончена. Переходим к усилителю на TDA2050.

Как установить мачтовый усилитель и блок питания

То, что регулярно используется с антенной и спутниковый сектор, но не широко известен за пределами торговли. Это не общеизвестно что тот же коаксиальный кабель, который питает телевизор или телеприставку, можно использовать для силовые активные устройства. Такие как мачтовые усилители, линейные усилители, LNB на спутниковые тарелки и так далее. Оно может!

 

Следующее руководство покажет вам, как использовать и как установить топовый усилитель и блок питания.

 

Как работает топовый усилитель?

 

Топовый усилитель — это активное устройство, требующее мощность для работы. Он принимает сигнал с антенны, а затем отправляет сигнал на более высокий уровень.

 

Сам усилитель питается по коаксиальному кабелю, питает телевизор от блока питания. Обычно источник питания 12 В постоянного тока, который подключается на выход топового усилителя, но версии 5В, 18В и 24В иногда используется с версиями 18 В и 24 В, обычно не для домашнего использования топовые усилители, но для питания распределительного оборудования в коммунальных системы для многоквартирных домов.

 

Коаксиальный кабель, который проходит между усилителем и блоком питания питание должно быть либо бесперебойным без присоединения, настенных розеток, усилителей, фильтры или разветвители, захватывающие кабель на маршруте, или если он проходит через все они должны быть разновидностями прохождения постоянного тока.

 

Какие типы мачтовых усилителей существуют?

 

Как и большинство антенных усилителей ТВ, они разделены следующие:

 

Диапазон частот

 

В наши дни большинство топовых усилителей являются широкополосными, вплоть до несколько лет назад это были каналы УВЧ 21-69.В настоящее время с момента выпуска 4G который работает на каналах 60-69 в диапазоне 800 МГц, топовый усилитель будет работать только обычно переходите на канал 60. Будьте осторожны при работе с передатчиками, использующими УВЧ. каналы 57-60, такие как передатчик Whitehwak в Брайтоне и Дувре передатчики, которые, как и многие модели, будут отфильтровывать эти мультиплексы. Так что будьте осторожны что топовые усилители, которым всего несколько лет, могут принимать сигналы 4G в на уровне, который не может быть проблемой, и усиливать их до уровней, которые могут вызвать помехи в Freeview, а более новые модели могут фактически отфильтровывать некоторые каналы, которые вы хотите сохранить.

 

Стоит также отметить, что при развертывании сети 5G, похоже, что это произойдет с опережением графика, запланировано на 2020 год, но может произойти в 2018 году для этого будет выделено больше полосы частот УВЧ. 5G будет работают в диапазоне 700 МГц и каналах УВЧ 50-60, поэтому почти наверняка широкополосный топовые усилители будут работать только на каналах 21-50. Наконец, пожалуйста, будь известно, что усилители, которые готовы к LTE и предназначены для удаления нежелательного 4G сигналы могут столкнуться с аналогичными проблемами при развертывании 5G.

 

Как я уже сказал, большинство усилителей являются широкополосными, но это не говорят, что существуют сгруппированные версии. Я часто сталкиваюсь с группой А, группой Б и группой Топовые усилители C/D, предназначенные только для пропуска этой полосы частот.

 

Количество выходов усилителя 6 или даже 8 выходных версий при работе с несколькими телевизорами. Мачта с односторонним движением Можно использовать усилитель и пассивный разветвитель постоянного тока, но часто это выглядит намного аккуратнее просто иметь одну единицу оборудования, особенно при установке усилитель снаружи.

 

Также очень важно отметить, что многие усилителям потребуется, чтобы источник питания был подключен к одному конкретному выходу поэтому будьте осторожны при перемещении блоков питания из комнаты в комнату, так как они могут не работать. Однако в наши дни большинство устройств позволяют подключать блок питания к любому выходу. модели, которые мы используем.

 

Степень усиления сигнала, которую имеет усилитель

 

Различные марки и модели топовых усилителей будут выводить сигнал на большем или меньшем уровне, чем другие.Некоторые имеют фиксированную прибыль и другие имеют переменный коэффициент усиления. Типичный топовый усилитель, который мы будем использовать, будет иметь около 10 дБ усиления сигнала. Но мы обычно используем переменную версию, которая работает от 15 до 27 дБ. Мы бы использовали это в зоне слабого сигнала и когда мы сталкиваясь с пассивным сплиттером с высокой выходной мощностью, где дополнительный сигнал желательно. Регулируемое усиление также помогает нам сбалансировать систему там, где это необходимо.

 

Многие усилители имеют максимальный вход или выход. Этот никогда не должно превышаться, так как это может привести к неисправности усилителя и привести к потере телевизионного приема или пикселизации.Пожалуйста, имейте в виду, что этот максимум вход/выход должен быть снижен при передаче нескольких мультиплексов или каналов через усилитель, поэтому никогда не проверяйте, что это его максимальная мощность, т.к. скорее всего он все равно будет перегружен.

 

Потребляемая мощность

 

Как уже упоминалось ранее большинство отечественных топовых усилителям потребуется источник питания 12 В постоянного тока, но некоторые работают при напряжении 5 В постоянного тока. блок питания должен быть согласован с усилителем.

 

Почему вам может понадобиться установка топового усилителя?

 

Возможно, вам потребуется усилить сигнал в месте, которое не иметь сетевое питание, конечно, это здорово, если у вас есть розетка на чердаке, но обычно это не так, и у вас почти наверняка не будет розетки снаружи например, на стенах и самой антенной мачте.

 

Возможно, вы находитесь в зоне слабого сигнала и хотите взять с собой как можно больше как можно больше сигнала до телевизора до того, как произойдут какие-либо потери или потери в кабелях в результате разделения вас на несколько телевизоров. Если вы собираетесь установить усилитель или «бустер» на телевизионном конце кабеля, возможно, сигнал уже слишком слаб для усиления. Усиливая ближе к концу антенны, вы несете сигнал на более высоком уровне все время, и он будет работать лучше.

 

Возможно, нигде больше нет антенного усилителя установлен внутри, поэтому, если вы собираетесь установить это снаружи, вам понадобится топовые усилители, которые предназначены для жизни на открытом воздухе.

 

Если вы беспокоитесь об установке самого высокого качества оборудование. Сетевые усилители широко доступны для широкой публики, но те, которые можно купить в вашем местном магазине DIY, — это куча дерьма и никогда не следует использовать там, где это возможно. Хотя усилители хорошего качества можно найти это немного сложнее тем, кто не занимается торговлей. Как заголовок усилители предназначены для торговли и в значительной степени не доступны для общего общественные они сделаны по гораздо более высокому стандарту.Например, гораздо более низкий уровень шума цифры.

 

Где установить топовый усилитель?

 

Подсказка кроется в самом названии. Это мачта (антенна) – предусилитель, поэтому он предназначен для счастливой жизни на антенной мачте и должен для максимальной производительности устанавливать как можно ближе к антенне, но не ближе 1 метра к антенне. На самом деле он может подойти ближе, но коаксиальный кабель стоит 1 метр. кабель должен выходить из антенны перед входом в усилитель. подавляющее большинство моделей поставляются с кабельной стяжкой или ремешком, поэтому он подключается напрямую воздушный столб.

 

Вам также следует рассмотреть вопрос об обслуживании, чтобы не всегда рекомендуется отойти на 1 м от телевизионной антенны, где они работают лучше всего. Привязан к нижняя часть антенной стойки обычно является удобным местом для обслуживания, если у вас есть доступ туда, где находится антенна. Если ваша антенна высоко на дымоходе, то вы хочу разместить это как можно ближе, но доступно, например, высоко на стене или на чердаке, если он не слишком далеко от антенны.

 

Где следует устанавливать блок питания (БП)?

 

Я предпочитаю устанавливать их там, где их нет. скорее всего выключится или отключится. Сетевая розетка на чердаке или в буфет. Если вы можете подключить кабель непосредственно к блоку ответвления с предохранителем, чтобы предотвратить его отсоединен или выключен отлично, но обязательно проконсультируйтесь с квалифицированным электриком прежде чем пытаться выполнить такую ​​задачу. Это также делает установку аккуратной, не имея подключить немного оборудования в одной из комнат.

 

В противном случае блок питания можно установить за телевизором или в любом другом месте. который перехватывает антенный кабель с ближайшей точкой сети, которая питает между телевизор и топовый усилитель. Если вы собираетесь установить это за TV Я рекомендую завинтить это или пометить надписью «Питание телевизора не удалять». Это настолько распространено, что когда люди переезжают, они берут их с собой. думая, что они являются «бустерами» и могут быть повторно использованы там, где они идут. Что на самом деле они удаляют то, что бесполезно само по себе, поэтому если они не переедут в собственность, в которой отсутствует PSU, что не невозможно, если они находятся в цепочке, и человек, который последним получил имущество, сделал то же самое вещь и, во-вторых, оставить неработающую телевизионную систему для новых оккупантов недвижимость.Я часто слышу, что «это работало, когда мы уходили», и они были бы вплоть до того, что отключили и запаковали телевизор с БП с этим.

 

Рекомендую установить БП на него в свою сеть гнездо, где это возможно, а не в замыкающее гнездо расширения или адаптер. Это просто для того, чтобы было меньше шансов, что он случайно выключится, и нет сигнал по всей системе и другое оборудование, которое вы, возможно, захотите Отключение или отключение питания можно выполнить, не возясь с переключением вилок.

 

Пошаговая инструкция по установке топового усилителя

 

1- Подключить антенный вход к топовому усилителю

2- Проложить кабель между помещением, где находится блок питания пойдет и подключится к выходу топового усилителя.

3 – Подключить блок питания, подключить к сети и подключить мачту выходной кабель усилителя в секцию, распределяющую постоянный ток. Обычно это с надписью «12V» или «Aerial» и включите.

4- На БП подключить оставшийся выходной коаксиальный кабель к телевизору или на систему распределения.

 

Распространенные проблемы с установкой топовых усилителей

 

Неисправность, связанная с электрикой

 

Оборудование может выйти из строя, как и любая другая электрическая часть оборудование. ОБЫЧНО выходит из строя блок питания, так что советую изменить это перед заменой обеих частей. Это не значит, что шапка усилитель может выйти из строя.

 

Блок питания отключен – блок питания отсутствует

 

Это должно быть первым сигнала там, где установлены топовые усилители.Вы не поверите, сумма несколько раз я приходил на экстренные вызовы только для того, чтобы обнаружить, что блок питания отключен выключенный.

 

Атмосферостойкость

 

Поскольку топовые усилители часто живут снаружи и особенно Приморские города должны быть предприняты некоторые усилия для того, чтобы постоянный ток, поступающий из БП может попасть на усилитель, так как проникновение воды в кабель опасно. возможность остановить это. Это может включать в себя установленные погодостойкие F-разъемы или смазывание внешних соединений силиконовой смазкой для предотвращения попадания воды.

 

Рекомендуется при установке топовых усилителей снаружи или на самой антенной опоре они заклеены лентой или привязаны кабелем – лента лучше, так как очень часто при установке снаружи они открываются и пропускать воду или чтобы кабельная стяжка, входящая в комплект, не защелкивалась, и для самого усилителя перевернуть и залить водой.

 

Кабель, к которому подключается блок питания, должен быть хорошего качества. состояние, как если бы этот кабель вышел из строя, вы потеряете сигнал на каждом подключенном телевизоре к системе.

 

Мощность не достигает топового усилителя

 

Обычно это происходит при прохождении через настенные панели или разветвители.

 

Все настенные пластины, прикрепленные к кабелю блока питания, не должны быть изолированным. Если они есть, вам нужно либо переместить блок питания, либо поменять стену. пластина для версии, которая позволяет проходить постоянному току.

 

Разветвители должны быть отключены от сети постоянного тока и питания. блок должен быть подключен к выходу, который позволяет постоянному току проходить как можно больше сплиттеры проходящие по постоянному току, но только на один выход.Подавляющее большинство ДК проходные разветвители защищены диодами, которые пропускают только ток от выхода к входу. Если вам нужно, чтобы DC прошел в другую сторону, что необычно для мачтовые усилители, но общие с выносными глазами для ящиков Sky вам понадобится сплиттер, который позволяет это сделать.

 

Все усилители должны быть с прохождением постоянного тока, но снова необычно, чтобы они переходили от вывода к вводу.

 

Мультиметр можно использовать со стороны топового усилителя для проверьте напряжение, если вы сомневаетесь, проходит ли питание или нет.

 

Перегрузка сигналов

 

Вы никогда не должны добавлять усилитель для добавления усилителей ради. Там, где это возможно, вам следует избегать усиления, поскольку вы никогда не получить что-то даром с усилителем. Можно при установке топовый усилитель в зоне сильного или умеренного сигнала, что сигнал будет слишком сильные и перегружают распределительное или просмотровое оборудование.

 

Я надеюсь, что этот блог был вам полезен.Пожалуйста, сделай ОСТАВЬТЕ КОММЕНТАРИЙ, если вам понравилось, возникли проблемы или вы хотели бы сделать любые дальнейшие запросы для будущих блогов.

Как работает автомобильный усилитель звука – блок питания

Мы много говорили о характеристиках и технических характеристиках автомобильного усилителя звука, но до этого момента мы не обсуждали, как работает автомобильный усилитель звука. В этой статье мы предоставим простой обзор того, как блок питания вашего мобильного усилителя может принимать 12 вольт, подаваемых вашей электрической системой, и преобразовывать их в гораздо более высокое напряжение для питания ваших динамиков.

Создание мощности для ваших динамиков

Чтобы обеспечить мощность ваших динамиков, достаточную для воспроизведения музыки с реалистичным уровнем прослушивания, нам нужно большое напряжение. Для стандартных динамиков с сопротивлением 4 Ом требуется размах напряжения почти 60 вольт, чтобы передать на динамик около 100 Вт. В большинстве усилителей это напряжение настроено как +30 В и -30 В относительно опорного напряжения заземления шасси вашего автомобиля. Так как же мы получаем плюс и минус 30 вольт от 12? Это работа блока питания.

Положительное и отрицательное напряжение питания современного автомобильного аудиоусилителя. В данном случае имеем +28,4В и -27,7В.

Как работает трансформатор

Источники питания не могут быть созданы с разумной эффективностью без трансформатора. Трансформатор — это простое устройство, которое увеличивает или уменьшает напряжение переменного тока (AC) с помощью двух катушек провода, намотанных на магнитопроводящий железный сердечник. Если у вас есть трансформатор 1:2 и вы подаете 12 В переменного тока на первичную обмотку, вы получаете 24 вольта на выходе.Большие зеленые ящики на обочине или цилиндры на столбах электропередач возле вашего дома — это понижающие трансформаторы, которые преобразуют питание 16 кВ, поступающее в ваш район, в питание 120 и 240 В, подаваемое к вашему дому. качественный автомобильный усилитель звука.

Как получить напряжение переменного тока в автомобиле?

Как вы можете (или должны) знать, питание от аккумуляторов и генераторов в наших легковых и грузовых автомобилях осуществляется постоянным током (DC). Если оставить его в этом состоянии и подать на трансформатор, мы увидим небольшой всплеск напряжения при первом подключении сигнала, а затем ничего.Установившийся ток, протекающий через первичную обмотку, просто нагревал бы ее и ничего не производил бы на выходной стороне трансформатора. Выходной сигнал с широтно-импульсной модуляцией от переключающих устройств источника питания.

Поскольку нам нужен сигнал переменного тока, современные усилители используют широтно-импульсный модулятор для создания серии прямоугольных импульсов, которые включают группу полевых МОП-транзисторов (сильноточных переключателей с электрическим управлением), которые очень быстро включают и выключают напряжение питания. Многие высококачественные усилители имеют блоки питания, которые переключаются на частоте более 300 кГц.

МОП-транзисторы источника питания включают и выключают питание 12 В от наших аккумуляторов и генераторов на высоких скоростях, создавая сигнал переменного тока, который питает трансформатор.

Проще говоря, очень быстро включая и выключая соединение от батареи к входу трансформатора, мы создаем сигнал переменного тока. Напряжение импульсного сигнала увеличивается через трансформатор, а затем подается на набор диодов и конденсаторов, чтобы сгладить его обратно до того, что мы называем напряжением на шине.Рельсы — это положительная и отрицательная секции источника питания усилителя, которые подключены к выходным устройствам.

На практике схема намного сложнее, но это основная операция системы.

Хранение энергии и подача энергии

По мере увеличения выходного напряжения автомобильного аудиоусилителя увеличивается и величина тока, протекающего через динамик. Контроллер широтно-импульсной модуляции, который управляет источником питания, может изменять относительное время «включения» и «выключения», чтобы увеличить ток, подаваемый усилителем.Большее время «включения» означает, что на трансформатор подается больший ток, что приводит к большему напряжению на выходе. Это дополнительное напряжение, регулируемое обратно до требуемого напряжения на шине, гарантирует, что мы поддерживаем стабильное напряжение на шине.

Если вы заглянете внутрь усилителя, то почти всегда увидите тороидальный трансформатор и группу конденсаторов для накопления энергии. Эти большие конденсаторы помогают сгладить выходной сигнал каскада трансформатора и диодного выпрямителя и накапливают большое количество энергии, чтобы усилитель мог не отставать от текущих требований аудиосигнала.

4000 микрофарад накопления энергии на выходных шинах нашего усилителя.

Узнайте, как работает автомобильный аудиоусилитель

Теперь у вас должно быть общее представление о том, как ваш автомобильный аудиоусилитель преобразует 12-вольтовое питание от генератора переменного тока в гораздо более высокое напряжение для шин. В следующей статье мы поговорим о входном каскаде автомобильного аудиоусилителя, а также обсудим кроссоверы, регуляторы усиления, а также особенности и функции, облегчающие установщику настройку автомобильного аудиоусилителя для оптимальной работы в вашем автомобиле. автомобиль или грузовик.

Сопутствующие

Как подключить блок питания к монофоническому усилителю – Kitronik Ltd

Это краткое руководство, описывающее, как использовать блок питания 12 В постоянного тока с проектным комплектом Mono Amplifier.

Прежде чем начать, важно убедиться, что выбранный вами блок питания подходит для вашего проектного комплекта. Это примечание по применению было написано, чтобы объяснить, как подключить 12-вольтовый импульсный блок питания (блок питания), показанный слева, к нашему проектному комплекту Mono MP3 Amplifier.Этот комплект работает от напряжения от 4 до 15 В, поэтому подходит блок питания на 12 В. Многие из наших комплектов работают от более низкого напряжения, поэтому, пожалуйста, проверьте, подходит ли блок питания, прежде чем пытаться подключить его к вашему проекту. Отрежьте разъем постоянного тока кабеля питания, так как он не потребуется. Затем срежьте изоляцию с провода и оставьте два конца, которые можно припаять к печатной плате. Пожалуйста, проверьте версию вашего блока питания, прежде чем продолжить, так как существует два разных типа вилок с разной полярностью! Если штекер на вашем 12V 0.Блок питания 5А выглядит так, тогда провод с белой полосой — это соединение «-». Его следует припаять к соответствующей контактной площадке разъемов питания на печатной плате. Это также помечено как «черный» на печатной плате. Простой провод (с напечатанным на нем текстом) — это соединение «+». Его следует припаять к соответствующей контактной площадке разъемов питания на печатной плате. Он также помечен «красным» на печатной плате . Однако, если штекер на вашем блоке питания 12 В 0,5 А выглядит так, то провод с белой полосой является положительным соединением «+».Обычный провод — это отрицательное «-» соединение. Их следует припаять к соответствующим контактным площадкам на печатной плате. Если вы не уверены, какой провод какой, вы можете дважды проверить полярность с помощью вольтметра (если он показывает отрицательное напряжение, провода перевернуты). Этот последний пункт относится только к нашему монофоническому усилителю . Когда схема питается от батарей, не имеет значения, в какую сторону подключены два «входных» провода. Однако при питании схемы от блока питания важно подключать их в определенной ориентации, иначе вы услышите много «сетевого шума» от динамика.Кабельный ввод, поставляемый в комплекте, имеет два провода. Так же, как и описанные выше провода БП, один имеет белую полосу. Это должно быть связано в ориентации, показанной на рисунке слева.

Загрузите PDF-версию этой страницы здесь.

Узнать больше об авторе читать далее »

©Kitronik Ltd. Вы можете распечатать эту страницу и дать ссылку на нее, но не должны копировать страницу или ее часть без предварительного письменного согласия компании Kitronik.

Требования к источнику питания усилителя класса D

//php echo do_shortcode(‘[Responsevoice_button voice=»US English Male» buttontext=»Listen to Post»]’) ?>

[В первой статье этой серии объясняется назначение компонентов фильтра нижних частот в усилителях класса D и способы расчета их значений.Во второй статье этой серии описываются некоторые методы компоновки печатных плат, призванные помочь оптимизировать производительность и надежность усилителей класса D.]

Задание требований к источникам питания для аудиоусилителей может оказаться непростой задачей. Если блок питания перегружен, это приведет к ненужной стоимости продукта, а если блок питания недоработан, усилитель не будет соответствовать заявленным характеристикам. В этой статье рассматриваются шаги, необходимые для определения требований к источнику питания для аудиоусилителя.

Существует несколько факторов, которые разработчик должен учитывать при разработке источника питания для аудиоусилителя:

  • Количество выходов и выходное напряжение
  • Пиковый выходной ток
  • Средняя и пиковая выходная мощность
  • Диапазон входного напряжения для целевых географических рынков
  • Линия и регулирование нагрузки
  • Пульсация и шум
  • Размер и вес
  • Требования к эффективности и энергопотреблению в режиме ожидания
  • Безопасность, электромагнитные помехи и другие нормативные требования
  • Требуемая стоимость

Перечисленные выше факторы определяют наилучший тип источника питания для использования в любом заданном приложении.

Выходное напряжение и ток источника питания
Напряжение источника питания является одним из основных факторов, определяющих мощность, которую усилитель может отдать на нагрузку. Напряжение, необходимое для усилителя, зависит от нескольких факторов, в том числе:

  • требования к выходной мощности усилителя
  • сопротивление нагрузки (динамика)
  • конфигурация выхода усилителя (несимметричный или BTL)
  • максимально достижимый рабочий цикл усилителя
  • Паразитное сопротивление в выходном тракте

Номинальное выходное напряжение источника питания также зависит от допустимого отклонения выходного напряжения источника питания и регулирования его сети и нагрузки.Усилитель должен быть в состоянии обеспечить свою номинальную мощность при минимальном выходном напряжении источника питания с учетом всех вышеперечисленных факторов.

Максимальная среднеквадратичная мощность, которую усилитель может отдать на нагрузку без ограничения:

P BTL (RMS) = [( V CC М MAX ) 2 / (2 • R Т 2 )] • R НАГРУЗКА

, где R T — сумма всех сопротивлений постоянному току последовательно с нагрузкой:

R Т = R НАГРУЗКА + R OUT + R ДИН + R PCB + R ПС

где

R LOAD сопротивление нагрузки (динамика),
R OUT — сопротивление в открытом состоянии ( R DOn ) выходных транзисторов усилителя (один транзистор для несимметричных выходов и два транзистора для выходов BTL),
R IND — сопротивление постоянному току катушек индуктивности выходного фильтра,
R Печатная плата сопротивление дорожек, разъемов и проводов печатной платы и
R PS — выходное сопротивление источника питания.

Обратите внимание, что большинство этих сопротивлений имеют температурные коэффициенты, поэтому важно использовать сопротивление компонента при его максимальной рабочей температуре. Это особенно важно для компонентов, которые могут иметь значительное рассеивание мощности, таких как микросхема усилителя и катушки индуктивности фильтра.

M MAX — максимальный выходной рабочий цикл усилителя. Рабочий цикл также называют индексом модуляции ( M ), а M MAX является максимальным коэффициентом модуляции.

Поскольку усилители с BTL-выходами могут обеспечивать в два раза большее размах напряжения на нагрузку по сравнению с несимметричным усилителем, максимальная выходная мощность несимметричного усилителя составляет лишь ¼ от максимальной выходной мощности BTL-усилителя с одинаковое напряжение питания и полное сопротивление нагрузки.

P SE (RMS) = [( V CC /2 • М МАХ ) 2 / (2 • R Т 2 )] • R НАГРУЗКА

= [( V CC М МАХ ) 2 / (8 • R Т 2 )] • R НАГРУЗКА

= ¼ • [(( V CC М МАХ ) 2 / (2 • R Т 2 )) • R НАГРУЗКА ]

                 = ¼ P BTL(RMS)

Пиковая выходная мощность приходится на пик напряжения или тока в динамике.Пиковая мощность, которую усилитель может отдать в нагрузку, равна

.

Р БТЛ (PEAK) = Я О 2 R л = ( V О / R Т ) 2 R L = 2 �� P BTL(RMS) для усилителей с выходами BTL

Р SE (PEAK) = Я О 2 R л = ( V О /2 R Т ) 2 R L = ¼ ( V О / R Т ) 2 R л = 2 • Р SE(RMS) для усилителей с несимметричными выходами

, где В O — выходное напряжение усилителя (напряжение динамика), а I O — выходной ток.

Расчет требований к выходному напряжению и току источника питания
В большинстве случаев разработчик начинает с требований к выходной мощности, а затем рассчитывает напряжение источника питания, необходимое для удовлетворения этих требований. Напряжение, необходимое для обеспечения заданной средней выходной мощности без ограничения для усилителя с выходами BTL, составляет:

V CC = √ [(2 • Р БТЛ (RMS) R Т 2 ) / R л ] / M MAX         (уравнение 1)

, а напряжение питания, необходимое для усилителя с несимметричными выходами, составляет:

V CC = √ [(8 • Р SE (RMS) R Т 2 ) / R л ] / М МАКС

Выходное напряжение источника питания должно быть достаточно высоким, чтобы обеспечить номинальную выходную мощность усилителя при нижнем пределе допуска выходного напряжения источника питания, поэтому:

В см3 (ном.) = В см3 (мин) / (1 – допуск )        (уравнение 2)

Энергоэффективность цифрового усилителя класса D очень высока, более 90%, но потери мощности в нем все равно будут.Источник питания должен быть достаточно мощным, чтобы обеспечивать мощность, достаточную для максимальной выходной мощности усилителя плюс потери мощности в усилителе, как указано в:

P PSU = P O(MAX) / η AMP(MAX)   

Чтобы гарантировать, что источник питания не ограничивает выходной ток во время нормальной работы, его ограничение тока должно быть установлено на значение, большее или равное

Я ЛИМИТ (МИН) ≥ ( V CC (МИН) • М MAX) / R Т (уравнение 4)

Если пороговое значение ограничения тока ниже максимального требуемого выходного тока, выходной сигнал усилителя будет ограничен, что значительно увеличит искажения усилителя.Это же требование относится и к выходной защите усилителя.

Пример:

Ниже приведен пример расчета для одноканального усилителя с выходами BTL и следующими параметрами:

Максимальный средний (RMS) выходной усилитель мощность Р БТЛ (RMS) = 50W
Усилитель нагрузка импеданса R л = 8Ω
Общий выходное сопротивление R Т = 8.3Ω
мощность Допуск выходного напряжения питания = ± 5%
Максимальный рабочий цикл усилителя М MAX = 88%

Максимальная эффективность усилителя η MAX = 93%

Минимальное напряжение питания составляет

V CC (МИН) = √ [(2 • Р БТЛ (RMS) R Т 2 ) / R л ] / М МАКС

                 = √[(2 • 50 Вт • 8.3 Ом 2 ) / 8 Ом] / 88% = 33,34 В

Номинальное напряжение питания

В куб. см (ном.) = В куб. см (мин.) / (1 – допуск )

                 = 33,34 В / 0,95 = 35,1 В

Ограничение выходного тока источника питания должно быть больше или равно

Я ЛИМИТ (МИН) ≥ ( V CC (МИН) • М MAX) / R Т

                 = (33.34 В • 88 %) / 8,3 Ом = 3,72 А

Источник питания должен обеспечивать по крайней мере

P PSU = P O(MAX) / η AMP(MAX)

7

          = 50 Вт / 93% = 53,8 Вт

На рис. 1 показаны напряжение нагрузки, ток нагрузки, пиковая мощность (мгновенная мощность) и среднеквадратическая мощность.

Рис. 1: Выходное напряжение, ток нагрузки, мгновенная и среднеквадратичная мощность

Вся мощность, подаваемая на нагрузку, поступает от источника питания и от развязывающих конденсаторов.

Обратите внимание, что частота мгновенной мощности, подаваемой на нагрузку, в два раза превышает частоту входного звукового сигнала. Частота выходного тока источника питания также в два раза выше частоты звукового сигнала (см. рис. 2).

Рис. 2: Мгновенная мощность и ток блока питания

Пиковая и средняя выходная мощность
Регулирующие органы, такие как Федеральная торговая комиссия США (FTC), требуют от производителей аудиопродукции указывать среднюю выходную мощность, а не пиковую мощность для потребительских аудиопродуктов.Среднеквадратичное значение напряжения для неискаженного синусоидального выходного сигнала равно пиковому напряжению, деленному на квадратный корень из 2, поэтому максимальная средняя выходная мощность усилителя класса D с неискаженным синусоидальным выходным сигналом равна пиковой мощности, деленной на 2.

Производители усилителей иногда указывают выходную мощность на более высоком уровне THD, чтобы позволить им рекламировать более высокую выходную мощность. Обрезанный синусоидальный выходной сигнал с коэффициентом нелинейных искажений 10 % имеет среднюю выходную мощность на 28 % выше, чем неискаженный синусоидальный сигнал на выходе того же усилителя.

P O(RMS) ( THD = 10%) = 1,28 • P O(RMS) ( THD 91%)

Требования к выходной мощности источника питания
Как упоминалось ранее, требования к выходной мощности аудиоусилителя регулируются различными государственными регулирующими органами. Источник питания должен обеспечивать достаточную мощность для усилителя, чтобы обеспечить его соответствие этим нормативным требованиям.

Большинство регулирующих органов в настоящее время определяют период прогрева или предварительного кондиционирования при 1/8 номинальной мощности, за которым следует короткий период времени при постоянной номинальной выходной мощности, как достаточную проверку возможностей усилителя. Обычно считается, что мощность 1/8 является справедливым показателем среднего музыкального содержания типичного компакт-диска. Продолжительность периода прогрева и время работы при постоянной номинальной мощности зависит от специализации.

Примечания:
1.Каждый канал тестируется индивидуально, а все остальные каналы работают на 1/8 мощности.
2. Все каналы в одном частотном диапазоне протестированы на полной мощности. Тесты сабвуфера выполняются отдельно.

Однако эта методология не является репрезентативной для всех компакт-дисков. Измерения показывают, что средняя выходная мощность большинства компакт-дисков с роком и хэви-металом составляет около 20% от номинальной непрерывной мощности. Классические компакт-диски сильно различаются от очень малой мощности до более высоких уровней, чем рок-диски, в зависимости от композитора и уровня записи.Наихудшая среднеквадратичная мощность, которую мы нашли до сих пор, была обнаружена на «мегабасовом» компакт-диске. Средняя мощность, измеренная по всей длине этого компакт-диска, составляла около 40% номинальной мощности усилителя в непрерывном режиме.

Определение средних требований к мощности
Потребителям почти никогда не требуется 40% мощности на постоянной основе. Большинство людей используют свои усилители значительно ниже максимальной номинальной мощности, при этом выходная мощность приближается к полной мощности только в течение коротких периодов времени во время музыкальных пиков.Эта разница между максимально доступной мощностью и типичным использованием является причиной требований различных регулирующих органов к номинальной мощности.

Блоки питания могут быть разработаны по-разному в зависимости от потребностей их целевого рынка. Усилителям для таких приложений, как профессиональные студии звукозаписи или лабораторные приложения, может потребоваться поддерживать полную выходную мощность на постоянной основе. В этом случае источник питания также должен быть в состоянии непрерывно обеспечивать полную выходную мощность.Этот подход является дорогостоящим и обычно используется только тогда, когда это требуется приложению.

Спецификации FTC и EIA требуют, чтобы усилители работали непрерывно только на 1/8 их номинальной выходной мощности. Это позволяет разработчикам экономить деньги при проектировании как усилителя, так и блока питания. Большинство бытовых усилителей используют этот подход. В любом случае компоненты источника питания должны быть рассчитаны на максимальный выходной ток, который зависит от пиковой выходной мощности усилителя, а не от его постоянной выходной мощности.

Способность усилителя и его источника питания рассеивать мощность ограничивает продолжительность времени, в течение которого усилитель может работать на полной мощности. Усилитель и источник питания с высокой эффективностью работы и/или хорошей способностью рассеивания мощности могут непрерывно работать на полной номинальной мощности. Как минимум, трансформатор, радиаторы и другие компоненты блока питания (и усилителя) должны иметь такие размеры, чтобы они могли поддерживать требуемую выходную мощность достаточно долго, чтобы соответствовать применимым нормативным требованиям без перегрева.Тепловая масса этих компонентов вместе с их термической стойкостью к окружающей среде удерживает их от перегрева достаточно долго, чтобы соответствовать нормативным требованиям.

Нестабилизированные источники питания
После того как требования к напряжению и току источника питания рассчитаны, первое решение, которое необходимо принять разработчику, — использовать регулируемый или нерегулируемый источник питания. Нерегулируемые источники питания могут быть менее дорогими для усилителей с низкими требованиями к мощности, но стоимость (а также размер и вес) трансформатора будет увеличиваться по мере увеличения требований к мощности.

Тип используемого усилителя также может повлиять на решение о том, какой тип источника питания использовать. Некоторые усилители класса D имеют обратную связь, в то время как другие имеют выходные каскады без обратной связи. Рекомендуется использовать регулируемый источник питания, чтобы пульсации источника питания не вызывали слышимого шума или искажений на выходах усилителя, если усилитель не имеет какой-либо выходной обратной связи.

Выходное напряжение нестабилизированных источников питания может сильно варьироваться от высокого уровня без нагрузки до низкого уровня при максимальной нагрузке.Изменение выходного напряжения в нестабилизированном источнике питания прямо пропорционально изменению входного напряжения, поэтому допустимое отклонение входного напряжения ±10 % приведет к изменению выходного напряжения на ±10 %.

Изменение выходного напряжения в нестабилизированных источниках питания, вызванное изменением тока нагрузки, зависит как от паразитного сопротивления в источнике питания, так и от емкости фильтра. В условиях низкой нагрузки выходной конденсатор не будет сильно разряжаться, а выходное напряжение останется близким к пиковому напряжению на вторичной обмотке трансформатора.По мере увеличения тока нагрузки выходной конденсатор будет разряжаться между циклами входного напряжения, создавая пульсации и снижая среднее выходное напряжение. Более высокие уровни тока также вызывают падение напряжения на паразитном сопротивлении в источнике питания, что еще больше снижает выходное напряжение.

Изменения линейного напряжения и выходной нагрузки в нестабилизированном источнике питания могут привести к колебаниям выходного напряжения на ±20 % и более. В результате максимальное выходное напряжение нестабилизированного источника питания может быть на 50 % выше минимального выходного напряжения.Необходимость выдерживать эти высокие перепады напряжения может привести к более высоким затратам на выходной конденсатор источника питания и микросхемы усилителя, уменьшая часть экономии, полученной за счет отказа от использования регулируемого источника питания.

Регулируемые источники питания
Регулируемые источники питания могут использовать как линейные, так и импульсные стабилизаторы. Тем не менее, линейные регуляторы очень неэффективны, что противоречит назначению усилителя класса D. Кроме того, при более высоких уровнях мощности трансформатор сетевой частоты, регуляторы и радиаторы линейного источника питания будут стоить дороже, чем импульсный источник питания.По этим причинам линейные стабилизаторы редко используются в усилителях класса D, за исключением вспомогательных напряжений.

На регулирование сети и нагрузки импульсного источника питания будет влиять тип используемой обратной связи. Обратная связь на вторичной стороне обычно использует шунтирующий регулятор с оптоизолятором для обеспечения обратной связи с регулятором на первичной стороне. Как следует из названия, обратная связь на вторичной стороне напрямую определяет выходное напряжение (напряжения) источника питания, что обеспечивает наилучшую стабилизацию выходного сигнала.

Обратная связь на первичной стороне использует обмотку на первичной стороне трансформатора для регулирования выходного напряжения, а не для непосредственного измерения выходного напряжения. Характеристики обратной связи по первичной стороне не так хороши, как по обратной связи по вторичной стороне, но стоимость источника питания обычно ниже, поскольку шунтовой регулятор и оптоизолятор не требуются. Однако более плохое регулирование на первичной стороне может привести к более высокой стоимости компонентов в источнике питания и усилителе, компенсируя экономию, полученную за счет отказа от шунтирующего регулятора и оптоизолятора.

В большинстве случаев блок питания должен иметь вспомогательные низковольтные выходы (±12 В, 5 В, 3,3 В и т. д.) в дополнение к выходной мощности основного усилителя. При высокой выходной мощности вспомогательные выходы могут проседать вместе с напряжением основного аудиовыхода, что может вызвать проблемы с тюнерами, моторными приводами и т.п.

Проблемы, вызванные просадкой выходного напряжения, можно свести к минимуму, отрегулировав низковольтные выходы. Пострегуляторы могут использоваться для обеспечения вспомогательного питания для внешних компонентов системы.Импульсные источники питания также могут использовать обратную связь от низковольтных выходов для регулирования контроллера преобразователя переменного тока в постоянный. В некоторых случаях можно использовать обратную связь со всеми выходами источника питания, что позволяет поддерживать хорошее регулирование при любых условиях без необходимости использования постстабилизаторов. Однако разработчик должен позаботиться о том, чтобы изменения напряжения питания усилителя из-за изменений нагрузки на вспомогательных выходах не создавали слышимых шумов в усилителе.

Требования к компонентам источника питания
Импульсные трансформаторы и катушки индуктивности источника питания должны выдерживать пиковый ток нагрузки без насыщения. Насыщение катушки индуктивности может привести к протеканию больших токов, что может привести к отказу усилителя.

Выходные конденсаторы источника питания должны быть низкоимпедансными, чтобы свести к минимуму потери из-за высокочастотного переменного тока, протекающего через ESR конденсатора. Низкий ESR конденсатора также обеспечивает более низкий импеданс источника, если смотреть назад от усилителя.Выходное сопротивление источника питания действует последовательно с собственным выходным сопротивлением усилителя и влияет на общее демпфирование и эффективность усилителя.

Защита выхода
Блок питания должен иметь какой-либо тип защиты выхода для предотвращения повреждения, перегрева и возгорания в случае короткого замыкания, отказа внутренних компонентов или других необычных условий. В большинстве случаев необходима какая-то защита выходов, чтобы соответствовать требованиям безопасности различных регулирующих органов.Импульсные источники питания обычно имеют встроенные в контроллеры какие-то ограничения по току. Нерегулируемые источники питания должны полагаться на предохранители или автоматические выключатели для обеспечения защиты от неисправностей.

Эффективность
Для некоторых приложений требуется минимальная эффективность источника питания. В этом случае может потребоваться использование импульсного источника питания с транзисторами с очень низким сопротивлением во включенном состоянии или синхронными выпрямителями. Хотя повышение эффективности источника питания обычно увеличивает его стоимость, может быть некоторая экономия в результате более низкой теплоотдачи, например, менее дорогих радиаторов.

Помимо общего КПД, еще одним требованием к источникам питания, которое становится все более распространенным, является максимальное энергопотребление в режимах ожидания и «выключено». Если блок питания действительно выключен, энергопотребление будет равно нулю, но многие потребительские товары сохраняют питание включенным, даже когда продукт выключен, чтобы они могли реагировать на пульт дистанционного управления и использовать низковольтные элементы управления питанием на передней панели. панели.

Существует несколько программ, в основном добровольных, которые поощряют снижение энергопотребления в режимах «ожидания» и «выключения».Двумя примерами являются программа «Энергетическая звезда» Агентства по охране окружающей среды США и знак Европейского сообщества по энергоэффективным приборам (GEEA). Агентство по охране окружающей среды США требует, чтобы энергопотребление в режиме ожидания составляло ≤1 Вт, чтобы аудиопродукты соответствовали маркировке Energy Star. Европейский лейбл GEEA требует, чтобы «аудиоустройства» потребляли в режиме ожидания менее 2 Вт. «Аудиокомпоненты» должны иметь переключатель включения/выключения и иметь максимальную потребляемую мощность ≤1/2 Вт в режиме «выключено» и ≤2 Вт в режиме ожидания.

Недавно в США был принят Закон об энергетической независимости и безопасности (EISA) для снижения потребления электроэнергии за счет введения минимальных требований к эффективности для внешних источников питания и зарядных устройств. Внешние блоки питания, изготовленные после 30 июня 2008 г., с уровнем выходной мощности менее или равным 250 Вт, должны соответствовать следующим требованиям:

Об авторах:
Джон Виддер () является менеджером по развитию рынка в .За восемь лет работы в ST Джон сосредоточился на проектировании и поддержке разработки принтеров и аудиопродукции. До прихода в ST Джон 20 лет занимался дизайном и разработкой принтеров. Джон имеет степень BSEE Портлендского университета и степень магистра инженерного менеджмента Университета штата Вашингтон.

Марко Бругора () — старший прикладной инженер подразделения HED Audio компании STMicroelectronics, расположенного в Аграте, Италия.

Ссылки по теме:
Общие сведения о выходных фильтрах для усилителей класса D
Рекомендации по компоновке печатных плат для усилителей класса D
Аудиоусилители класса D: что, почему и как
Как работают аудиоусилители класса D
Проектирование и анализ базовой Усилитель класса D
Веб-трансляция: конструкция LC-фильтра для аудио класса D в сравнении с усилителем класса D.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.