Мощный автомобильный УМЗЧ с сабвуфером

В своем сообщении [1] решил поделиться собственным опытом по конструированию автомобиль­ного усилителя на базе двухканального усилителя звуковых частот (2x210 Вт) ВМ2073 МАСТЕР КИТ [2, 3], см. рис. 1.

Долго думал, приценялся к ко­нечной стоимости проекта и все же решился...

Немного предыстории. Обла­даю автомобилем Toyota Vista. Штатная аудио система состоит из CD-проигрывателя и двухкомпонентной фронтальной акустики. Тыловые динамики в задних две­рях в расчет не беру, т.к. они осо­бо не интересны. Качество звуча­ния и мощность штатной системы оставляет желать лучшего, рассчи­тана она на рядового слушателя, которого музыка интересует боль­ше как фон.

Для начала решил определить­ся с мощностью, которая мне не­обходима. Почитал форумы, статьи и пришел к выводу, что для фрон­тальной акустики в автомобиле 80 Вт номинальной мощности более чем достаточно. Т.к. фронтальная аку­стика штатная двухкомпонентная (твиттеры встроены в уголки рам­ки дверей), то я, не долго мудр­ствуя, решил приобрести так же двухкомпонентную систему в пре­делах 150 USD (большего не позво­ляет бюджет). По совету друга, за­нимающегося установкой и прода­жей автоэлектроники, я решил брать DLS Вба. Пока я ждал сие чудо, он же предложил б\у Morel Dotech-6" (4 Ома, макс. 140 Вт), см. рис. 2.

Мой выбор пал в пользу после­дних, конечно же. Осталось опре­делиться с сабвуфером. Покупать готовый ДСП ящик как-то не хоте­лось, ограниченность средств не по­зволяла размахнуться и шикануть на приобретении саба какой-нибудь именитой фирмы. В итоге ре­шил собрать его сам, на базе НЧ динамика DLS BW212 (рис. 3).

Тип корпуса выбрал "ЗЯ" - пред­почитаю четкий и динамичный бас. Размеры корпуса расчитал програм­мой "JBL SPeakershop", все исход­ные параметры взял из документа­ции к динамику. В инструкции ука­зана максимальная мощность динамикадо 800 Вт. Думаю, 100...150 Вт "нашей" мощности он потянет.

Таким образом, для реализации проекта понадобился стерео усили­тель с дополнительным каналом сабвуфера. Мощность: фронт не ме­нее 70...100 Вт на канал, сабвуфер - 150 Вт. Усилитель ВМ2073 подошел на эту роль как нельзя кстати. Ос­новные два канала решил использо­вать для фронта, для саба же под­ключить дополнительный ВМ2071 к 6(5) дополнительному каналу. Уси­литель у меня уже был, а вот перс­пектива конструирования корпуса и инвертора вызывала тоску и ленную сонливость...

Нашел готовое решение БП под­ходящей мощности, за основу взял схему из журнала [4], см. рис. 4.

Корпус решил собрать из двух скрученным между собой корпусов от блоков питания компьютера. Благо такие имелись. В одной половинке разместил сам преобразователь, во второй - усилитель. Выходное напря­жение БП мне требовалось не более 38,5 В однополярное, т.к. нагрузка у меня 4-х омная. Перерасчитал витки трансформатора на требуемое на­пряжение, убрал лишние компонен­ты вторичной цепи, дополнил схемой дистанционного запуска (подключил к правой точке 2R21, питание от ко­торого отсоединил). Примерная схе­ма приведена на рис.5.

 

Развел печатку, размерами как плата БП, транзисторы преобразо­вателя посадил на радиатор из того же компьютерного БП. Подме­чу, что на приведенной схеме из журнала неверно указано наимено­вание транзисторов VT1, VT2. КТ646 прямой проводимости и в схеме не может работать по опре­делению. Я поставил КТ639 обрат­ной проводимости. Спустя несколь­ко свободных вечеров тестовый вариант усилителя был готов. Тес­товые испытания показали, что БП способен без проблем выдать 200 Вт мощности на активной нагрузке (резистор), что примерно эквива­лентно 300 Вт музыкальной номи­нальной мощности. Большее выжи­мать не стал, т.к. этой мощности более чем предостаточно для по­ставленной задачи. Думаю, выдал бы больше, было бы на чем прове­рить. Я подключал к старому япон­скому аккумулятору на 40 А/ч. Под нагрузкой напряжение на нем про­седало до 11 В. Также отметил, что при использовании проводов пита­ния с низким сечением пульсации тока на входных емкостях 2С7, 2С8 весьма велики. Конденсаторы просто-напросто грелись! Поэтому пришлось навесным монтажом уве­личить их количество. Рекомендую использовать конденсаторы с низ­ким эквивалентным сопротивлени­ем (low ESR), если найдете.

Также меня мучил вопрос, а как же подключить усилитель к источ­нику звука? В распоряжении у меня была только DVD-приставка с циф­ровым и аналоговыми выходами. Разоряться на модную "голову", то бишь магнитолу, сердце аудиосис­темы, мне совсем не хотелось. Но мой вариант был лишен главного - каких-либо настроек тембра, ба­ланса, управляемости... За каче­ство звука я не сомневался, т.к больше чем уверен, что 16 бит CD потока идеально может воспроиз­вести любой современный ЦАП. Да и кто сейчас слушает CD?

Посмотрел на свою штатную магнитолу-управление цифровое, даже регулятор громкости не ана­логовый. В Интернете нашел схему включения микросхемы-регулятора, и подключился к ее входу-выход ,- как говорится, "мы не ищем легких путей". Получился следующий ком­плекс: DVD-приставка (видео на штатный дисплей) - штатная маг­нитола (все регулировки звука) - усилитель - акустика. Все ничего, но покоя не давал цифровой вход усилка. Подключить его к DVD не представляло труда, но произвес­ти регулировки было весьма про­блематично. Регулировать низкие частоты позволяет усилитель с включенной функцией "псевдо квадро + сабвуфер". Выставить ча­стоту среза, уровень совсем про­сто и доступно. Но как быть с вы­сокими частотами, которых как всегда не хватает? Решение воп­роса решил отложить на потом, при прохождении тестовых испытаний. В "час X" подключил таки усили­тель в машине. Провод использо­вал сечением 1 см. Расположил ус­тройство под передним пассажир­ским сиденьем. Очень удобное ме­сто, как оказалось. При прослуши­вании фонограмм отметил следу­ющее: весьма четко прослушивает­ся "жужжанье" преобразователя и шум работы блока управления дви­гателем на заведенной машине. Короче говоря, фон. Замена аудио проводов на качественные решила проблему, но не до конца. Стало очевидно, что в схеме подключения присутствует токовая петля по пи­танию усилителя через резистор 2R20. Проблему можно было ре­шить несколькими способами, на­пример, сделать вход усилителя дифференциальным. Мне же не хо­телось усложнять лишними эле­ментами цепь прохождения сигна­ла, и я остановил свой выбор на ис­пользовании гальванической раз­вязки в блоке питания. Вместо 2R17-20 поставил оптопару и изме­нил обвязку TL494 (рис. 6).

Проблема была практически решена. Блок питания был готов.

Долго слушал и сравнивал звук через SPDIF и аналоговый вход. Что в домашних условиях, что в ма­шине. Мое субъективное мнение - нет никакой разницы в качестве звучания. Я говорю именно о чет­кости и прозрачности инструмен­тов, голоса исполнителя. Шумы по аналоговому входу, конечно же, не­много больше, слышны практичес­ки на максимально выкрученной ручке громкости. Поэтому для сво­его автомобильного варианта вы­бор сделал в пользу аналогового входа, оказалось проще. Слушаю предпочтительно через него, с при­поднятыми высокими частотами.

Управление усилителем сделал дистанционным. Вырезал из тек­столита полоску, смонтировал на ней кнопки управления и светодиод, пробросил многожильный ка­бель под сиденье. Планку закрепил в штатном бардачке между сиде­ний. В обычном состоянии планка закрывается выдвижной дверцей ящика.

Теперь катаюсь и кайфую, не столько от самой езды .сколько от музыки, которую стало приятно по­слушать.

Мощности же хватает, даже слишком. На максимуме возможно­стей акустики в ушах "звенит"...

P.S. Вот фотография усилителя на этапе сборки (рис. 7).

 Позже в нем появился модуль ВМ2073 и ко­лодка подключения акустики пере­местилась на тыловую стенку.

Закажите ВМ2073 по бесплат­ному номеру с мобильного или городского телефона в России по линии заказа МАСТЕР КИТ: 8-800- 200-0934 (с 9.00 до 18.00, кроме выходных).

Литература

1. Сообщение в конференции -

http://www.masterkit.ru/forum/viewtopic.php?p=30026#29960

2. С. Галкин Стереоусилитель D-класса (2x210 Вт) с расширением до 6 каналов ВМ2073 "МАСТЕР КИТ" - "Радиолюбитель", 2009, №9, с. 37.

3. Описание блока ВМ2073 -

http://www.masterkit.ru/main/set.php7code id=355488

4. В. Вильчинский. Усилитель мощности с блоком питания. - Радио, 1990, №5, с. 52. // http://cxem.net/sound/amps/amp18.php

Семён Галкин

г. Барнаул