Wzmacniacz mocy do systemu Dolby Surround.pdf

Projekty AVT

Wzmacniacz mocy

do systemu DOLBY

SURROUND

2343

Do czego to służy?

Temat budowy i wykorzystywania sy−

stemów nagłośnieniowych pracujących

w systemie DOLBY SURROUND staje

się ostatnio coraz bardziej modny. To, co

do niedawna było jedynie marzeniem i co

oglądało się jedynie w witrynach sklepów

z kosztowną aparaturą HiFi staje się obe−

cnie czymś, co mamy dosłownie w zasię−

gu ręki. Ilość filmów, które zostały nagra−

ne w systemie DVD wzrasta. Obecnie

(początek grudnia 1998) mamy już na pol−

skim rynku do dyspozycji ponad 100 tytu−

łów, głównie dość wartościowych,

a w każdym razie bardzo widowisko−

wych. Ostatnio wielu dystrybutorów za−

częło już dostarczać do wypożyczalni no−

we filmy w dwóch wersjach: na tradycyj−

nej kasecie video i na płycie DVD. Po co

o tym wszystkim piszę? Moim zamiarem

jest przekonać moich Czytelników, że naj−

wyższy czas wziąć się do roboty i rozpo−

cząć pracę nad budową domowego kina

z prawdziwego zdarzenia! Jeszcze raz

podsumujmy, co musimy posiadać:

1. Komputer z procesorem klasy PEN−

TIUM166 lub lepszej.

2. Odtwarzacz DVD wraz z dekoderem

MPEG.

3. Dekoder – procesor dźwięku doo−

kólnego Surround

4. Czterokanałowy wzmacniacz o mo−

cy odpowiedniej do wielkości nagła−

śnianego pomieszczenia.

5. Pięć kolumn głośnikowych,

z których tylko dwie muszą cecho−

wać się wysokimi parametrami

6. Ewentualnie można zastosować do−

datkową kolumnę niskotonową –

subwoofer.

Jak na razie zaczęliśmy trochę od koń−

ca: mamy już gotowy projekt subwoofe−

ra, czyli elementu w zasadzie opcjonalne−

go. Projekt procesora Surround przezna−

czony do publikacji w EdW znajduje się

obecnie dopiero w fazie „papierowej”,

ale dlaczego nie mamy skorzystać z do−

robku naszej „starszej siostry” – Elektro−

niki Praktycznej? W numerze 11/98 tego

miesięcznika opublikowany został nie−

wiarygodnie prosty projekt takiego proce−

sora i bez najmniejszych przeszkód mo−

żemy go wykorzystać do budowy nasze−

go systemu Surround. Pozostał nam za−

tem jedynie czterokanałowy wzmac−

niacz, z którego opisem budowy zapozna−

my się dzisiaj. Zanim jednak przejdziemy

do konkretów, warto wspomnieć, jakim

wymaganiom będzie musiało sprostać

proponowane urządzenie.

Zestaw głośnikowy potrzebny do reali−

zacji efektów Surround składa się z na−

stępujących elementów (nie wymienia−

my tu subwoofera):

1. Dwóch głośników (właściwie ko−

lumn głośnikowych) głównych, identycz−

nych jak stosowane w klasycznych syste−

mach stereofonicznych. Głośniki te prze−

noszą największe moce muzyczne i po−

winny charakteryzować się najwyższą ja−

kością.

2. Głośnika centralnego i charaktery−

styce niekoniecznie HiFi i o mocy około

czterokrotnie mniejszej od mocy od gło−

śników głównych.

Rys.. 1 Schematt iideowy

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 5/99

Projekty AVT

Rys.. 1 Schematt iideowy

wzmacniacza. Kierowałem się następują−

cym kryterium : ”Bardzo dobra jakość za

rozsądną cenę” i wynikiem poszukiwań

było wybranie dwóch typów układów

scalonych, w oparciu o które zaprojekto−

wałem wzmacniacz.

Proponowany układ nie jest konstruk−

cją trudną do wykonania, ale jak każdy

wzmacniacz sporej mocy będzie wyma−

gał sporo staranności podczas budowy.

Będziemy mieli do czynienia z relatywnie

wysokimi napięciami, a nieuwaga może

skończyć się uszkodzeniem kosztow−

nych elementów. Dlatego też nie pole−

cam samodzielnego wykonywania tej

konstrukcji zupełnie „zielonym” elektro−

nikom, którzy powinni zapewnić sobie

pomoc bardziej doświadczonych Kole−

gów.

czyć, jakiego dokonałem wyboru i jakie

elementy zapewnią nam możliwość roz−

koszowania się przestrzennym dźwię−

kiem w domowym zaciszu. Jako wzmac−

niacze zasilające głośniki główne zastoso−

wałem znane Wam już scalone końcówki

mocy typu LM3886 z rodziny „Overtu−

re”. Układy te były już opisywane na ła−

mach Elektroniki dla Wszystkich i dlatego

też teraz przypomnimy sobie tylko ich

najważniejsze parametry.

Układ LM3886 jest, podobnie jak po−

zostałe układy z rodziny „Overture” aku−

stycznym wzmacniaczem mocy o bardzo

wysokiej jakości przenoszenia dźwięku.

Jest on w stanie dostarczyć do obciąże−

nia 4

3. Dwóch lub więcej połączonych ze

sobą głośników tylnych. Ich charaktery−

styka także nie musi odpowiadać nor−

mom HiFi, a moc może być około mniej−

sza od mocy głośników głównych.

Na rrysunku 1 zostało pokazane typo−

we rozstawienie głośników w domowym

kinie z dźwiękiem DOLBY SURROUND.

A zatem wiemy już, co musimy zbudo−

wać. Potrzebny nam będzie czterokanało−

wy wzmacniacz o zróżnicowanej mocy

przypadającej na każdy z kanałów. Zakła−

damy, że nagłaśniać będziemy stosunko−

wo niewielkie pomieszczenie i przyjmuje−

my moc kanałów głównych ok. 50W mo−

cy muzycznej na kanał przy zachowaniu

parametrów HiFi. A zatem wzmacniacz

kanału centralnego powinien mieć moc

ok. 15W, a kanału tylnego ok. 30W.

Po dokonaniu tych ustaleń zacząłem

przeglądać katalogi w poszukiwaniu od−

powiednich układów do zrealizowania

stopni wyjściowych mocy naszego

68W ciągłej mocy muzycznej. Przy

obciążeniu 8

moc ta zmniejszy się do

38W. Rozbudowany system zabezpie−

czeń predestynuje ten układ do stosowa−

nia w konstrukcjach amatorskich. A oto

najważniejsze dane techniczne układu

LM3886:

− Średnia ciągła moc wyjściowa

Jak to działa?

Schemat elektryczny wzmacniacza do

systemu DOLBY SURROUND został po−

kazany na rrysunku 2. Możecie teraz zoba−

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 5/99

Projekty AVT

Rys.. 3

tralnego. TDA2030 dysponuje maksymal−

ną mocą wyjściową ok. 15W, a zatem do

budowy wzmacniacza „tylnego” zasto−

sowałem dwa takie układy połączone

w układzie mostkowym, które powinny

zapewnić właściwą moc oddawaną do

głośników tylnych.

A oto podstawowe parametry układu

TDA2030:

− Napięcie zasilania

od ± 6VDC do ± 21VDC

− Moc wyjściowa dla obciążenia

Montaż i uruchomienie

Na rrysunku 3 została pokazana mozai−

ka ścieżek płytki obwodu drukowanego

wykonanego na laminacie jednostron−

nym oraz rozmieszczenie na niej elemen−

tów. Montaż początkowo wykonujemy

w typowy sposób, rozpoczynając od wlu−

towania w płytkę kilku zworek. Następnie

lutujemy rezystory, diody i mniejsze kon−

densatory, pozostawiając montaż dużych

kondensatorów elektrolitycznych wcho−

dzących w skład układu zasilania na

później. Cewki L1 i L2 wykonujemy sa−

modzielnie, nawijając 20 zwojów sre−

brzanki na papierowej rurce o średnicy 5

... 8mm. Mając częściowo zmontowaną

68W na obciążeniu 4

przy Vs

=± 28V

− Średnia ciągła moc wyjściowa

38W na obciążeniu 8

przy Vs

= ±28V

− Średnia ciągła moc wyjściowa

50W na obciążeniu 8

przy Vs

przy napięciu ± 19V 18W

− Moc wyjściowa dla obciążenia

= ±35V

− Dopuszczalna szczytowa moc chwi−

lowa 135W

− Współczynnik sygnał / szum:

nie mniej niż 92dB

− Funkcja wyciszania wyjścia

− Zabezpieczenie wyjścia przed zwar−

ciem do masy lub zasilania przez we−

wnętrzny układ ograniczenia prądo−

wego

− Zabezpieczenie wyjścia przed prze−

pięciami pochodzącymi od stanów

nieustalonych i obciążeń indukcyjnych

− Zabezpieczenie przed zbyt niskim na−

pięciem, uniemożliwiające pojawie

nie się sygnału wyjściowego gdy na−

pięcie zasilania jest mniejsze niż

± 12V i w ten sposób eliminujące stany

nieustalone przy włączaniu i wyłącza−

niu

Wiem, że wielu moich Kolegów pasja−

mi lubi niebezpieczne eksperymenty. Dla

nich podaję jeszcze informację, jakich

wartości nie można przekraczać pod

groźbą uszkodzenia układu LM3886.

− Napięcie zasilania bez sygnału

wejściowego: ±47V

− Napięcie zasilania z sygnałem

wejściowym: ± 42V

− Moc rozpraszana: 125W

Układy LM3886 posłużyły do zbudo−

wania wzmacniaczy klasy HiFi zasilają−

cych głośniki główne. Pracują one w ty−

powej konfiguracji, zgodnej z aplikacją fa−

bryczną , która w zasadzie nie wymaga

szerszego komentarza.

Posiadając gotowe wzmacniacza dla

głośników głównych zacząłem poszuki−

wać elementów potrzebnych do zbudo−

wania wzmacniaczy głośników tylnych

i kolumny centralnej. Potrzebny był mi je−

den scalony wzmacniacz o mocy ok.

30W i drugi, mniej więcej 15 – watowy.

Po namyśle zdecydowałem się zastoso−

wać tylko jeden typ elementu: scalony

wzmacniacz średniej mocy typu

TDA2030. Jest to układ o zupełnie przy−

zwoitych parametrach, produkowany od

dość dawna przez firmę SGS−THOMSON

(a także innych producentów). Jego para−

metry plasują go w dolnej sferze klasy Hi−

Fi, dokładnie tam gdzie powinny znaleźć

się wzmacniacze głośników tylnych i cen−

przy napięciu ± 19V 2W

− Pasmo przenoszenia

20 Hz... 100kHz

− Zniekształcenia

harmoniczne

przy P=0,1 ...

1 4 W

0,08%

− Prąd spoczynko−

wy przy zasila−

niu ± 19V

50mA

TDA2030 posia−

da wbudowane

w swoją strukturę

systemy zabezpie−

czeń: przeciwzwar−

ciowego i zabezpie−

czającego strukturę

układu przed prze−

ciążeniem termicz−

nym

Pod groźbą na−

tychmiastowego

uszkodzenia układu

nie wolno przekra−

czać napięcia zasila−

nia ± 22V i całkowi−

tej mocy strat rów−

nej 20W.

Z układów

TDA2030 zostały

zbudowane dwa

wzmacniacze: je−

den, wykorzystujący

układy IC3 i IC4 pra−

cujący w układzie

BTL ma dostarczać

mocy ok. 30W do

głośników kanału

tylnego i drugi, zrea−

lizowany na układzie

IC5, którego zada−

niem jest zasilanie

kanału centralnego.

Obydwa wzmacnia−

cze pracują w typo−

wej, zalecanej przez

producenta konfigu−

racji, której nie ma

sensu tutaj szcze−

gółowo opisywać.

Rys.. 3 Schematt monttażowy

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 5/99

Projekty AVT

płytkę, przechodzimy do jedynej trudnej

do wykonania czynności: zamontowania

układów scalonych wraz z radiatorem.

Czynność tą musimy wykonać z najwięk−

szą uwagą, ponieważ wymaga ona znacz−

nej precyzji i staranności. Najpierw za−

znaczamy na radiatorze miejsca,

w których musimy wywiercić otwory mo−

cujące układy scalone. Po wywierceniu

otworów przykręcamy układy scalone do

radiatora, niie zapomiinajjąc o oblliigattorryjj−

nym zasttosowaniiu podkłładek i ttullejjek

iizollacyjjnych. Nie żałujmy także pasty sili−

konowej zmniejszającej opory termiczne

na styku radiator – układ scalony. Układy

przykręcamy dość lekko, tak aby dały się

poruszyć bez stosowania większej siły,

która mogłaby uszkodzić ich wyprowa−

dzenia. Następnie wkładamy wyprowa−

dzenia układów scalonych w przeznaczo−

ne na nie otwory w płytce obwodu druko−

wanego i po starannym wyrównaniu całej

konstrukcji lutujemy je do płytki. Teraz

możemy już dokręcić „na siłę” wszystkie

śrubki mocujące układy do radiatora

i wlutować w płytkę obwody drukowane−

go duże kondensatory elektrolityczne.

Ze względu na różnice napięć zasilania

układów TDA2030 i LM3886 zastosowa−

ne zostały dwa, odizolowane od siebie

zasilacze. Do zasilacza zaopatrującego

w prąd wzmacniacze głośników głów−

nych należy dołączyć transformator

o napięciu wyjściowym 2x24VAC

i o mocy minimum 150W, najlepiej to−

roidalny. Tak zbudowany zasilacz po−

zwoli na „wyciśnięcie” z wzmacniaczy

ich maksymalnej mocy. Jeżeli nie zale−

ży nam na tym, to możemy zastoso−

wać transformator o mniejszym napię−

ciu i o mocy 100W. Możemy także

zmniejszyć ilość kondensatorów filtru−

jących w zasilaczu.

Do zasilania pozostałych wzmacnia−

czy zastosujemy transformator o na−

pięciu wyjściowym 2x12V i o mocy

100W. Optymalny byłby transformator

o napięciu wyjściowym 2x14V, ale ta−

kie transformatory są dość trudne do

zdobycia.

Na zakończenie chciałbym życzyć

moim Czytelnikom wspaniałych wra−

żeń podczas słuchania efektów SUR−

ROUND i mieć nadzieję, że będziecie

mieli litość nad nerwami Waszych są−

siadów.

Wykaz elementów

Kondensattorry

C1, C5

F/25

C2, C6

100

F/16

C3, C7

820nF

lub 1

C4, C8, C9, C10, C14 220nF

C11, C12, C15

F/25

C13, C16

680nF

C21, C22

100nF

C17, C18, C19, C20, C23,

C24, C25, C26, C27, C28,

C29, C30

4700

F/50

Rezysttorry

R1, R5, R9, R10,R15,R16,

R17, R18, R21

22k

R3, R4, R7, R8

R11, R12, R19

680

R13, R14, R20

2,2

R22, R23

15k

Półłprrzewodniikii

D1, D2, D3, D4, D5, D6 1N4001 lub

odpowiednik

LM3886

IC3, IC4, IC5

TDA2030

Pozosttałłe

BR2, BR1 mostek prostowniczy

CON7, CON8 ARK3

L1, L2

własnoręcznie wykona−

na cewka (patrz opis

w tekście − nie wchodzi

w skład kitu )

Zbiigniiew Raabe

Kompllett podzespołłów z płłyttką jjestt

dosttępny w siiecii handllowejj AVT jjako

kiitt AVT−2343

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 5/99

R2, R6

20k

IC1, IC2

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: