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
13
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−
14
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
4
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
8
= ±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
15
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
10
F/25
C2, C6
100
F/16
C3, C7
820nF
lub 1
F
C4, C8, C9, C10, C14 220nF
C11, C12, C15
22
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
1k
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
5A
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
16
E
LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 5/99
R2, R6
20k
IC1, IC2