28.03.21

[Домашняя]

Классическая стереосистема содержит два равноценных усилительных стереоканала, на входы, которых поступают сигналы от источника левого и правого канала, а на выходе включены два равноценных громкоговорителя, каждый из которых озвучивает весь диапазон частот (обычно 20-20000 Гц). Получается так, что габариты обеих акустических систем достаточно велики, потому что в каждой из них содержится низкочастотный  динамик большого диаметра. В стационарных условиях это не вызывает существенных трудностей, но в ограниченном пространстве салона автомобиля такое решение неприемлемо. В результате приходится идти на компромисс и устанавливать низкочастотные малогабаритные динамики, а недостаток звукового давления по НЧ компенсировать различными системами типа "Mega-Bass", поднимающими амплитудно-частотную характеристику в области НЧ. Но, обычно, несмотря на все старания, звучание НЧ малогабаритных динамиков оказывается хуже, чем звучание полноразмерной АС. Как известно, стереоэффект проявляется на частотах более 400 Гц, поэтому в современных автомобильных акустических системах применяется такое распределение стереосигналов, при котором сигналы частотой до 400 Гц поступают на одну общую для обеих стереоканалов низкочастотную акустическую систему — сабвуфер, а сигналы частотами более 400 Гц, как и положено, в стереосистеме, поступают на отдельные для каждого стереоканала, СЧ-ВЧ акустические системы, имеющие небольшие габариты. Принципиальная схема наиболее просто реализуемого стереоусилителя, работающего на трехканальную акустическую систему показана на рисунке 1.

Сигналы левого и правого каналов через подстроечные резисторы R1 и R2 и разделительные конденсаторы С3 и С5 поступают на входы двух усилителей мощности микросхемы TDA1555Q, содержащей четыре усилителя мощности. К выходам этих усилителей через цели С6 R6 R7 и С7 R8 R9 подключены две средневысокочастотные акустические системы, которые и создают стереоэффект. Завал АЧХ этих акустических систем на частотах ниже 400 Гц выполняется наиболее простым способом, — на выходе каждого из этих УЗЧ установлены разделительные конденсаторы С6 и С7 относительно небольшой емкости, и последовательно с ними включены резисторы R6-R9, образующие простейшие фильтры ВЧ. Низкочастотный канал получается из сигналов, поступающих от обеих стереоканалов, которые микшируются в простейшем микшере на резисторах R3 и R4, и далее, общий, уже монофонический, сигнал поступает на простой пассивный ФНЧ на элементах С1 R5 С2, заваливающий АЧХ на частотах выше 400 Гц. С выхода этого фильтра монофонический низкочастотный сигнал поступает на входы мостового УМЗЧ микросхемы А1. В результате выполнения УМЗЧ по мостовой схеме отпадает необходимость в разделительных конденсаторах на его выходе, всегда заваливающих АЧХ на НЧ, и низкочастотный громкоговоритель подключается к микросхеме непосредственно. Данный вариант удобен своей простой и, кроме того, позволяет, путем небольших доработок, переделать УМЗЧ уже имеющийся в магнитоле, построенный на микросхеме TDA1555Q  в   трехканальный вариант, либо доработать недорогую магнитолу путем замены её усилителя на усилитель, выполненный по схеме показанной на рисунке 1. Схема более совершенного варианта показана на рисунке 2.

В ней частотное разделение производится при помощи активных фильтров на операционных усилителях. Сигналы левого и правого канала, поступающие на входы усилителя подаются на два активных фильтра ВЧ построенных на операционных усилителях А2 и А4, Частота среза выбрана 450 Гц, она определяется параметрами конденсаторов C5, С6, С7, С8, емкость этих конденсаторов можно рассчитать по простой формуле C5=C6=C7=C6=0,015/F, где емкость выражена в мкФ, а частота в кГц. Таким образом, можно выбрать любую частоту среза в зависимости от конкретных условий и желания. Сигналы, выделенные активными фильтрами, поступают на два УМЗЧ микросхемы А5, и с их выходов на два средневысокочастотных громкоговорителя В2 и ВЗ, создающих стереоэффект. Для получения третьего канала применяется микшер на операционном усилителе А1. С выхода А1 полученный монофонический сигнал поступает на ФНЧ на операционном усилителе A3. Частота среза выбрана 500 Гц, она зависит от емкостей конденсаторов С9 и С10. Емкость этих конденсаторов можно рассчитать по простой формуле: С9 = С10 = 0,005/F, где емкость выражена в мкФ, а частота в кГц. Используя эту формулу можно выбрать любую другую частоту среза. При этом нужно учитывать, что желательно обеспечить некоторое небольшое перекрытие между частотами среза ФВЧ и ФНЧ, так чтобы получилась АЧХ без провалов. Оба усилителя обеспечивают мощность в каналах СЧ-ВЧ при напряжении питания 14В — 8 Вт, в канале НЧ — 15 Вт. Все громкоговорители четырехомные. На рисунке 3 приведена простая схема сабвуфера для любой стереофонической автомагнитолы, не имеющей выхода для подключения сабвуфера.

Сигналы левого и правого каналов снимаются непосредственно с выходов автомагнитолы, к которым подключены акустические системы (параллельно акустическим системам). Если усилители мощности магнитолы построены по мостовым схемам и из двух проводов, идущих к каждому громкоговорителю ни один не имеет контакта с массой сигнал можно снимать с любого из этих двух проводов. Резисторы R1 и R2 выполняют роль микшера и одновременно, вместе с подстроенным резистором R3 входят в состав делителя входного сигнала.  Делитель настраивается для каждого конкретного случая таким образом, чтобы при максимальной громкости магнитолы переменное напряжение ЗЧ на выводах 1 и 9 микросхемы А1 было в пределах 0,5...0,6 В. Резисторы R1 и R2 должны быть одинаковыми. После микшера включен пассивный ФНЧ на элементах R4 С1 R5 С2, его частота среза выбрана 400 Гц. Дополнительный усилитель монтируется в корпусе от неисправного коммутатора зажигания автомобиля "Волга" или "УАЗ". Микросхема А1 устанавливается в этом корпусе, который одновременно выполняет роль радиатора. Все остальные элементы монтируются объемным способом. Выключатель S1 — микротумблер, под него в торце корпуса сверлится отверстие. Конденсатор С4 должен быть на емкость не менее указанной на схеме (чем больше, тем лучше). Динамик может быть 4-х или 2-х омный. При 4-омном максимальная выходная мощность будет 15 Вт, при 2-омном — 22 Вт. Ток покоя усилителя 80 mA (S1 включен, но на вход сигналы не подаются), максимальный ток потребления не более 5 А. Теперь о замене деталей. В схемах на рисунках 1 и 2 микросхему TOA1555Q можно заменить на TDA1554Q или на TDA1558Q, эти микросхемы незначительно отличаются некоторыми параметрами, а в остальном, включая цоколёвку, полностью идентичны. При отсутствии этих микросхем одну микросхему TDA15S5Q можно заменить двумя микросхемами TDA1519A (или TDA1517, TDA1519 с любой буквой, но мощность будет в 1,5 раза ниже), так как это показано на рис. 4

(в скобках показаны соответствующие выводы микросхемы TDA1555Q). Микросхему TDA1519A можно заменить на любую TDA1519 или на TDA1517, но мощность уменьшится в 1,5 раза. Операционные усилители К140УД8 в схеме на рисунке 2 можно заменить на К544УД1, К140УД6, К140УД7, соответственно учитывая различия в цоколевке.

Радиоконструктор №11 2000г