Усилитель звука для сабвуфера в машину своими руками

При создании акустической системы в автомобиле используются усилительные блоки, позволяющие повысить громкость звучания. Заводское оборудование отличается высокой стоимостью; владелец автомашины может собрать стандартный усилитель для сабвуфера своими руками. Для изготовления изделия необходимы знания в области радиоэлектроники; требуется специальное оборудование для пайки печатных плат и последующей регулировки усилительных блоков.

Требования к устройству

При создании автомобильного усилителя необходимо учитывать количество и назначение колонок, которые будут коммутироваться к устройству. Оборудование рассчитывается на подключение к бортовой сети постоянного тока напряжением 12-14 В. Усилительный блок должен выводить звук высокого качества, быть удобным в монтаже и настройке. Корпус устройства оснащается точками для крепления к декоративным обшивкам багажного отделения.

Пошаговая инструкция

При изготовлении усилительного устройства для авто своими руками необходимо придерживаться последовательности действий:

1. Собрать блок для конвертации напряжения.
2. Изготовить усилители для фронтальной акустики и низкочастотного динамика.
3. Собрать дополнительные компоненты для усиления звука.
4. Смонтировать устройства в автомобиль и произвести настройку.

Преобразователь напряжения

При сборке усилителя звука своими руками необходимо изготовить блок преобразования напряжения, построенный на основе микросхемы TL494, обеспечивающей частоту на уровне 150 кГц.

Поскольку частотный диапазон превышает рекомендуемое значение, то необходимо применять сердечник трансформатора Epcos N87. Обмотка трансформатора зависит от характеристики сердечника; устройство не должно давать просадки напряжения при коммутации нагрузки мощностью до 120-150 Вт.

Усилители для маломощных головок

Для подачи сигнала на маломощные громкоговорители, расположенные в панели приборов машины, используются устройства на базе микросхемы TDA2005. Чипы коммутируются по мостовой схеме; для каждого динамика применяется отдельный компонент; при одновременной работе в режиме стерео мощность составляет 12 Ватт на канал (при сопротивлении катушки 4 Ом). В конструкции модуля предусматривается радиатор для охлаждения компонентов; уровень звука настраивается при регулировке оборудования на стенде (с помощью резистора с переменным номиналом).

Усилители для фронтальной АС

Если в автомобиле используются мощные фронтальные динамики, то автоусилитель строится на базе микросхемы TDA7384, позволяющей отдавать нагрузку до 40 Вт на канал при сопротивлении катушки репродуктора 4 Ом. В конструкции устройства используются 2 микросхемы, что дает суммарную мощность 320 Вт (8-канальная схема). Каждый контур имеет индивидуальный фильтр; при использовании общего устройства наблюдается возникновение радиочастотных шумов, негативно влияющих на качество звука.

Из-за повышенной мощности увеличивается тепловыделение, поэтому на каждую микросхему необходимо установить алюминиевый или медный радиатор, а также обеспечить циркуляцию воздуха в корпусе устройства. Включение и выключение усилителя производится автоматически по сигналу от магнитолы. Допускается собрать устройство по схеме моноблока (с использованием единой печатной платы), но возможно применить отдельные платы, что позволит компактнее разместить электронные компоненты.

Усилитель сабвуфера

Усилитель для сабвуфера собирается на основе полупроводниковых транзисторов по схеме Ланзара, что позволяет достичь высокого качества звучания при сохранении повышенной мощности на выходе. В конструкции используется регулятор тока покоя, предназначенный для настройки оборудования. Устройство обладает мощностью до 300 Вт, что позволяет подключать 2 низкочастотных динамика, оснащенных катушками сопротивлением по 2 Ом, по параллельной схеме.

Для питания устройства требуется напряжение в пределах 60 В (обеспечивается преобразователем); при установке 2 динамиков параметр снижается до 45 В.

Для повышения мощности на выходе необходимо ввести дополнительные транзисторы в выходной цепи. Одновременно требуется повышать напряжение питания, поскольку от этого напрямую зависит мощность усилителя.

Блок стабилизации

Модуль стабилизации напряжения необходим для подачи питания к фильтрам звуковых частот и индикаторам звукового сигнала. От стабильности напряжения в цепи питания зависит качество обработки звукового сигнала. Устройство собирается на отдельной печатной плате; в конструкции предусматриваются стабилитроны, рассчитанные на поддержание напряжения на уровне 15 В (рекомендуется использовать компоненты мощностью 0,5 Вт).

Помимо стабилизатора, в схеме предусматривается защитный модуль, построенный на основе транзистора и контактного реле, рассчитанного на коммутацию тока силой 15-20 А. Устройство срабатывает в случае повреждения транзисторов в выходном каскаде, предотвращая подачу постоянного напряжения к катушке громкоговорителя. Защитный контур фиксирует момент выхода из строя транзистора; реле размыкается и разрывает цепь, соединяющую усилитель и громкоговорители.

Индикатор уровня звукового сигнала

Индикатор рассчитан на подключение к цепи питания напряжением 15 В; устройство построено на основе 2 микросхем LM324. В конструкции используются постоянные резисторы; для индикации состояния усилительного модуля использованы 8 светодиодов. Устройство устанавливается между преобразователем напряжения и усилительным блоком; в схеме предусмотрен подстроечный резистор, позволяющий скорректировать момент включения контрольной лампы.

Блок сумматора и ФНЧ

Сумматор предназначен для соединения сигналов, передаваемых по 2 каналам в единый поток, который выводится к низкочастотному динамику.

В конструкции устройства имеется фильтр низких частот ФНЧ, удаляющий диапазон ниже 16 Гц и выше 300 Гц.

Также вводятся дополнительные элементы, позволяющие ограничить частотный диапазон в соответствии с характеристиками используемого сабвуфера.

Сборка

Установка усилителя в машину своими руками предусматривает предварительную проверку работоспособности изготовленных блоков, которые затем монтируются в корпус из металла или пластика. Кожух изготавливается самостоятельно, допускается применение корпусов от вышедшей из строя электронной техники (например, старого видеомагнитофона или проигрывателя DVD-дисков). Фронтальная часть кожуха используется для установки контрольных светодиодов и регуляторов; рекомендуется наклеить бирки с указанием назначения органов управления и индикаторов.

Используемые в конструкции микросхемы и транзисторы располагаются в зоне притока холодного воздуха и оборудуются теплоотводами из алюминия или меди. Между электронными компонентами и радиаторами монтируются специальные прокладки; допускается применение кремний-органической теплопроводной пасты. Для улучшения условий охлаждения используется электрический вентилятор (от процессора или блока питания компьютера). Поток воздуха направляется на элементы с наиболее напряженным тепловым режимом работы (например, усилитель для фронтальной акустики).

Корпус сабвуфера

Низкочастотные динамики поставляются заказчикам в готовых корпусах, но существуют модели без внешней оболочки. Для изготовления кожуха потребуется древесностружечная плита или плита МДФ, обладающая повышенной прочностью и устойчивостью к воздействию влаги. Рекомендуется применять материал толщиной не менее 22 мм; для резки используется ножовка с мелкими зубьями, также потребуется инструмент для получения отверстий для корпуса динамика и канала фазоинвертора.

Для расчета параметров ящика используется приложение WinISD; вырезанные панели соединяются винтами длиной 50 мм; линии стыка обрабатываются герметиком на силиконовой основе (для устранения посторонних шумов и свиста при работе). Для обеспечения повышенной прочности необходимо предварительно просверлить отверстия для шурупов, а затем закрутить винты на место. Внешняя поверхность покрывается слоем ковролина, обеспечивающим дополнительную виброизоляцию.