УМЗЧ для компьютера и комплектующие для него от магнитофона

Рейтинг:  0 / 5

Подробности

Категория: для компьютера

Опубликовано: 25.03.2017 15:04

Просмотров: 6123

Алексей Зызюк, г. Луцк
В наше время простой человек вынужден экономить буквально на всем. Таковы реалии сегодняшнего дня. Радиолюбитель может дополнительно себе «помочь сэкономить». Естественно, при этом требуется проявить определенную инициативу.
К примеру, используя устаревшую технику, можно изготовить УМЗЧ для компьютера. Когда нет в наличии нужного аппарата, его несложно приобрести, причем затраты будут небольшие. Качество звука также будет весьма неплохое, точнее, оно значительно лучше, чем со штатными «аудио-мыльницами» для компьютеров, которые повсеместно продаются в магазинах. Обо всем этом и пойдет речь в данной статье.

Решение проблем с приобретением комплектующих для УМЗЧ
Стоит ли полностью переходить на зарубежные комплектующие? Всегда ли это нужно радиолюбителю? Практика показывает - нет. Конечно, если задача, поставленная перед ремонтником, требует типовой замены дефектных компонентов, то здесь все очевидно. При ремонте современной техники кроме финансовой стороны вопроса требуется еще непомерная затрата времени. Полный же переход на зарубежные комплектующие часто невыгоден и напоминает дань моде. Например, когда приобретают новое ради красивого дизайна, а старое (и еще весьма добротное) предается забвению. Отметим, что многими отечественными комплектующими радиолюбители пренебрегают.
В последнее время повсеместно рекламируются самодельные конструкции на «бескорпусных» элементах. Дело в том, что на оптовых складах накопилось несметное количество этих радиодеталей, а их надо куда-то девать. В связи с этим всячески продвигаются проекты в виде конструкторов-наборов для самостоятельной сборки и т.п. вариантов. Бескорпусные элементы настойчиво популяризуются даже радиолюбительскими изданиями. Причем некоторые периодические радиолюбительские издания для своих публикаций подбирают статьи с конструкциями, выполненными преимущественно на «чипнутых» деталях. В итоге, хочет или не хочет радиолюбитель, но ему навязывают усложненную технологию изготовления печатных плат. Преподносится это все красиво. Но чтобы просто изготовить одну-единственную плату методом «утюжно-лазерной» технологии, потребуется затратить массу времени. Пока метод будет отработан в домашних условиях, потребуется много усердия. Малогабаритные детали сложнее не только паять, но и просто рассмотреть. Чего стоит одна лишь многочисленная «армия» цветовой и закодированной маркировки.
Если не требуется миниатюризация конструкции, то очевидна и бессмысленность применения «чипнутых» элементов в своих домашних разработках. На фоне сказанного уже совсем иначе выглядят многие отечественные комплектующие, например отечественные резисторы типа МЛТ с простой и понятной маркировкой.
Радиолюбителю дешевле купить б/у зарубежный аппарат, чем создавать нечто качественное своими руками из того, что предлагают на фирмах. Готовые фирменные корпусы стоят дорого. Если взять какой-либо набор деталей для самостоятельной сборки, то переплачиваем N-кратно.
К примеру, возьмите и сравните цену на микросхему (ИМС) TDA7294 с ценой готового набора на этой ИМС для сборки усилителя мощности. Получим десятикратную разницу. Подобная тенденция наблюдается практически с любым радионабором-конструктором для самостоятельной сборки.
О приобретении готовой аудиотехники
Приобрести б/у аппарат какой-либо вполне конкретной модели зарубежного производства сегодня становится все проще. Вплоть до того, что его можно заказать с доставкой. С отечественной техникой обстоятельства могут складываться еще проще. Если обойти услуги перекупщиков и выйти напрямую на владельца аппарата, то в цене можно выиграть в два-три раза. Таким образом, отечественный б/у аппарат удается приобрести по цене «черного лома», если принять во внимание только его массу. Несмотря на это, некоторые аппараты оказываются очень даже интересным приобретением.
Рассмотрим сказанное на примере магнитофона «Орель МП- 101С-1».
Этот аппарат теперь можно купить всего за 6-30 USD. Минимальная цена соответствует аппарату в нерабочем состоянии. Как правило, в нем сильно изнашивается лентопротяжный механизм (ЛПМ). Автор несколько лет в ателье занимался ремонтом бытовой аппаратуры, поэтому приходилось ремонтировать различную аудиотехнику, в том числе и «Орель».
В целом можно похвалить этот аппарат. Чаще всего в его ЛПМ изнашивались сами подкассетники. Они просто стирались до такой степени, что не могли прокручивать кассету. И эти подкассетники всегда были дефицитны. Купить их удавалось разве что в Киеве (на радиорынке «Караваевы дачи»). Поэтому в ателье осуществлялся заказ на заводе-производителе такой мелочи, как подкассетник. А предприятие-изготовитель МП (магнитофона-приставки) «Орель» находится в г. Днепропетровске. Ремонт затягивался на месяц и более (пока заказанную деталь не пришлют). Сильнее изнашивался обычно правый подкассетник. ЛПМ у «Орельки» слабенький - тугие кассеты он не способен прокручивать и происходит остановка ЛПМ.
Несмотря на то, что в нашем случае «Орель» будет использоваться только в качестве УМЗЧ для компьютера, рассмотрим аппарат немного подробнее, поскольку он этого точно заслуживает, т.к. в нём применено немало оригинальных и интересных схемных решений. В связи с этим составим список «бонусов», которые приобретаются в случае покупки именно этого аппарата. Этот вопрос особенно актуален, поскольку многие сетуют на «дороговизну радиолюбительского занятия».
1.  Первым в списке бонусов сам корпус МП «Орель». На рынке или на фирме, где продают готовые корпусы, цена даже пластмассового корпуса с аналогичными размерами превысит расходы на приобритение всей МП.
2.  Блок питания МП содержит тороидальный трансформатор, блок выпрямителя и стабилизатор напряжения (включая и двуполярный 2x15 В).
3.  Индикатор стереосигнала на вакуумном «баллоне».
4. Самый главный «приоритет» - двухканальный УМЗЧ. На фото 1 показана общая «картина приобретения в блоках».
 
 Хорошо видно, что на 10 печатных платах находится огромное количество деталей. Кроме того, блок индикации и генератор стирания подмагничивания находятся с тыльной стороны передней панели аппарата (фото 2).
 
Следует дополнительно отметить, что в этом МП применен оригинальный усилитель воспроизведения (УВ). Схемотехника его необычна для типовых ширпотребовских УВ. УВ «Орели» даст фору большинству кассетных магнитофонов, в том числе и зарубежным. Обратимся к схеме УВ (рис.1).
 
 Фото этого блока показано на фото 3.
 
 Входной каскад построен по симметричной схеме со встречной динамической нагрузкой. Схема обладает рядом преимуществ по сравнению с традиционными схемами УВ, когда установлен один транзистор.
Во-первых, благодаря использованию двухполярного источника питания не нужен разделительный конденсатор на входе УВ, т.е. магнитная головка соединена с входом УВ непосредственно. Разделительный конденсатор, к сожалению, можно часто встретить во многих УВ, даже знаменитых фирм.
Во-вторых, благодаря встречной динамической нагрузке получается большое усиление сигнала в первом каскаде, что раскрывает новые возможности для такой схемы УВ.
В-третьих, транзисторы по переменному току включены параллельно. Следовательно, для сигнала получаем выигрыш по шумам (в 1,4 раза).
В-четвертых, появляется возможность использовать в УВ далеко не малошумящий, но скоростной операционный усилитель (ОУ). Добавим, что уровень сигнала на головке воспроизведения (в данном случае универсальной головке) соизмеряется всего лишь сотнями микровольт. Очевидно, что именно благодаря такому входному каскаду удалось решить сразу несколько проблем. Еще больше выиграем по шумам, когда данный УВ применим в качестве микрофонного усилителя, уменьшив при этом усиление схемы в 10 раз.
Следующее замечательное свойство данной схемы УВ - включение ОУ в инвертирующем включении. Такое включение весьма благоприятно сказывается на качестве звука. Неинвертирующий вход ОУ как «источник ряда проблем» соединен с общим проводом. Практические эксперименты с этим УВ подтвердили, что схема обеспечивает хорошее качество звука. Пожалуй, когда входной каскад на биполярном транзисторе, лучшего «входа» уже и не придумать. Теперь судите сами, стоит ли схема такого УВ полного пренебрежения?
Некоторые особенности ОУ применительно к аудиосхемам
Попробуйте КР574УД1 в данном УВ заменить КР140УД608 (или 708) или популярным звуковым ОУ К157УД2. После этого с былой естественностью звука придется распрощаться. Сказанное подтверждается экспериментами с нашим УВ. Тем не менее, негативный эффект от применения ОУ с биполярным входом в этом УВ объясним довольно просто. Ведь ОУ с биполярным входом, обладая большим входным током (по сравнению с ОУ на ПТ), существенно нагружает входной каскад (рис.1), у которого высокоомный выход. Совсем иное дело - ОУ с «полевым» входом. Сейчас доступны многие зарубежные ОУ с полевыми транзисторами (ПТ) на входе. Однако параметры большинства ОУ все еще неудовлетворительно подходят для решения высококачественных аудиозадач. Элементарная схема предварительного аудиоусилителя, собранная на дискретных элементах, позволяет достичь частоты среза усилителя намного выше 20 кГц. Для большинства ОУ это всего лишь десятки Гц, т.е. без глубокой отрицательной обратной связи ОУ совершенно неприменим. Вот почему в дальнем зарубежье все больше радиолюбителей и профессионалов избегают применения ОУ в высококачественной аудиотехнике.
О УМЗЧ рассматриваемого МП
Схема данного усилителя мощности звуковой частоты (УМЗЧ) показана на рис.2,
 
 фото этого блока - на фото 4.
 
 Входной каскад УМЗЧ выполнен на ОУ типа КР574УД1. Его инвертирующий и неинвертирующий входы подключены к общему проводу схемы практически через одинаковые сопротивления. В любительских схемах этим часто пренебрегают. Двуполярное (2x15 В) питание ОУ стабилизировано. Выходной каскад УМЗЧ питается уже нестабилизированным напряжением (2x12 В). Рассматриваемый УМЗЧ неплохо звучит благодаря ОУ на ПТ. Естественно, далеко не последнюю роль играет выбранная конфигурация выходного каскада.
Транзисторы VT3, VT5 и VT4, VT6 включены по схеме Шиклаи. Раньше считалось, что схема Дарлингтона предпочтительнее. Однако с помощью компьютерного моделирования специалисты выяснили, что для качества звука схема Шиклаи оказалась лучше, чем схема Дарлингтона. В плане КПД такой каскад также превосходит схему Дарлингтона. В схеме УМЗЧ, хоть она и простая, имеется защита. Транзисторы выходного каскада имеют защиту по току. Датчиками тока являются резисторы R14 и R15. Исполнительными элементами узла защиты являются транзисторы VT1 и VT2. Поскольку питание ОУ стабилизировано, то цепи напряжения смещения выходного каскада предельно упрощены (R5, R6, VD1 и VD2). Таким образом, не нужны никакие генераторы стабильного тока для стабилизации напряжения смещения.
Особо подчеркиваем следующее обстоятельство. Звучание этого УМЗЧ намного естественнее, чем у большинства УМЗЧ в современных «мыльницах», которые как бы предназначены для компьютеров и ноутбуков. Под словом «как бы» подразумевается предназначение, но отнюдь не качество звука.
Заключение
Проблема УМЗЧ и акустики сокрыта в следующем: нас как потребителей аудиотехники уже долго и упорно приучают к низкокачественному звучанию. Прослеживается та же самая аналогия, как было раньше и с легковыми автомобилями. Пока в стране (СССР) был «железный занавес», отечественные автомобили как бы всех устраивали, так как сравнивать было не с чем. И низкое качество автотехники было «нормой». И лишь после того, когда стала доступной качественная зарубежная техника, уже всем стало ясно, что нас обманывали. Если нет возможности сравнивать, то человек не может адекватно и объективно реагировать и ему легко можно «вручить» азиатский низкокачественный ширпотреб.
Ситуация такова, что ныне реализуемые в торговых сетях УМЗЧ и акустические системы бюджетного класса, мягко выражаясь, не обеспечивают естественного звуковоспроизведения. Точно также обстоят дела и со схемотехникой УМЗЧ. Посмотрите, как под видом простоты схемотехники и монтажных удобств, радиолюбителей приучили к микросхемным УМЗЧ. Речь о том, что качественная схемотехника транзисторных УМЗЧ заменяется одной-единственной микросхемой. Все эта «стратегия» проводится медленно и постепенно. К плохому качеству звука нас приучают тоже постепенно, но уверенно.
Обратим внимание на следующий факт. Все именитые фирмы в УМЗЧ класса Hi-Fi используют транзисторные схемы УМЗЧ, причем не скупятся на количество используемых транзисторов. По крайней мере, в их УМЗЧ выходные каскады УМЗЧ выполнены на транзисторах. Одно дело устанавливать ОУ во входных каскадах УМЗЧ, а совсем другое, когда весь УМЗЧ (включая ОУ) выполнен на одном кристалле.
Теперь обратим внимание на другой факт. УМЗЧ на ИМС, когда все находится в одной микросхеме, «почему-то» всегда имеют повышенный уровень искажений, и редко какие из таких УМЗЧ имеют Кr менее 0,1 %. А при номинальной мощности Кr удесятеряется, и это уже единицы процентов. Самое интересное, что даже при Кr=0,1 ...0,2% авторы таких конструкций УМЗЧ на ИМС называют их высококачественными. Отсюда важный вывод: авторы серьезно «прониклись» только данными ИМС. И их познания в схемотехнике УМЗЧ весьма и весьма ограничены. Иначе данную неосведомленность объяснить невозможно.
Еще одна проблема УМЗЧ на ИМС заключается в необычайно высокой склонности к самовозбуждению. Уже многие слушатели музыки, и не только убежденные аудиофилы, убедились, что микросхемные УМЗЧ звучат по-разному, т.е. два однотипных экземпляра ИМС могут работать с кардинальными отличиями. Причем настолько, что на слух нельзя сказать, что в УМЗЧ использованы однотипные ИМС. Приходится подбирать экземпляры ИМС для работы в паре в стереоусилителе. Нонсенс, но и применение сдвоенных ИМС для УМЗЧ не избавляет от указанных проблем.
Вот и выходит, что Кr=0,1...1% для УМЗЧ на ИМС - это, в действительности, для них «высококачественный» УМЗЧ. В то же время, простая схема УМЗЧ на ОУ и транзисторах, например, от МП «Орель» легко переигрывает, в плане качества звука, большинство УМЗЧ на ИМС. В свете сказанного вполне правомерен вопрос: следует ли приучать себя к низкокачественному звучанию малогабаритных «мыльниц»?
РА 2'2011