LM4863D — двухканальный аудио усилитель на 5В

Электронная начинка портативных USB колонок

image

Для компьютерного пользователя ноутбук, несомненно, является удобным, компактным и достаточно функциональным прибором. Но, к сожалению, и данный аппарат не лишён изъянов.

Наверняка многие пользователи ноутбуков и нетбуков сталкивались с проблемой тихого воспроизведения звука через встроенные динамики этих аппаратов.

Если в условиях дома можно подключить внешнюю стереосистему, то вне домашних стен это бывает невозможно и приходиться ограничиваться наушниками. В таком случае речи о коллективном просмотре какого-либо фильма или сериала не идёт.

Как исправить ситуацию?

Исправить сложившуюся ситуацию помогут портативные компьютерные колонки с питанием от порта USB. Сейчас на прилавках магазинов огромный выбор данных приборов, но качество их может отличаться в разы.

Цена портативных компьютерных колонок с питанием от USB-порта достаточно низка и доступна широкому слою населения. Несмотря на это покупка данного устройства может быть и неудачной, так как качество воспроизведения звука такой системой оставит желать лучшего. Как ни странно, но среди дешёвых аппаратов данного класса попадаются приборы весьма хорошего качества, как по дизайну, так и по качеству звуковоспроизведения.

Проведём “вскрытие” портативной акустической системы с питанием от USB-порта и изучим электронную начинку данного прибора. С точки зрения радиолюбителя любопытно узнать, из каких электронных компонентов собираются подобные устройства. Полученные знания могут пригодиться при самостоятельном конструировании портативных звуковых колонок с питанием по USB или их ремонте.

Разборке подвергнем портативные мультимедийные USB колонки марки Sven 315. Несмотря на их дешевизну, данная модель портативных колонок показала хорошее качество воспроизведения и звуковую мощность, достаточную для озвучивания небольшого помещения.

image

Портативные компьютерные USB колонки SVEN 315

Разборка компьютерных USB колонок

Разбираются портативные колонки легко. Чтобы вскрыть корпус необходимо аккуратно снять переднюю декоративную панель.

Разборка портативных USB колонок

Далее вывинчиваем 4 шурупа которые фиксируют малогабаритный динамик. После демонтажа фиксирующей планки открывается доступ к электронной начинке устройства.

Электронная начинка USB колонок

Для того чтобы достать печатную плату усилителя необходимо выкрутить фиксирующую гайку, которая скрыта под пластмассовой ручкой регулятора громкости. После этого электронную плату можно свободно вынуть из корпуса.

Электронная начинка

Состав электронной начинки прибора оказался довольно прост. На небольшой по размеру печатной плате смонтирована интегральная схема стереофонического усилителя на базе микросхемы LM4863D. При напряжении питания в 5 вольт данная микросхема может выдать по 2,2 Вт выходной мощности на канал при сопротивлении звуковой катушки динамика в 4 Ом. На основании описания (datasheet) коэффициент нелинейных искажений + шум (THD+N) при максимальной выходной мощности составляет 1%.

Плата усилителя и динамик

На основании этих данных можно сделать вывод о том, что на базе микросхемы LM4863D можно собрать довольно неплохой стерео усилитель с низковольтным питанием (5V) и выходной мощностью 2 Вт на каждый канал. Многие, кто ещё не знаком с современными микросхемами считают, что вместо LM4863D подойдёт TDA2822. Это заблуждение! TDA2822 очень прожорлива (по сравнению с LM4863) и на максимальной мощности выдаёт сильные искажения сигнала. Также оптимальное питание для TDA2822 около 12 вольт, что для портативной техники не есть хорошо. TDA2822 можно рекомендовать как легкодоступную замену, если в наличии нет LM4863. Такое может случиться, например, при ремонте.

Стоит отметить, что микросхема LM4863 разрабатывалась специально для компактных систем, поэтому микросхема требует минимум внешних элементов (так называемой обвязки). Микросхема выпускается в разных корпусах, от привычного DIP, до компактного SOIC.

Если возникнет желание самостоятельно собрать усилитель на базе микросхемы LM4863, то можно столкнуться с проблемой. Найти на радиорынках данную микросхему не так уж легко (так было на момент написания данной статьи). А вот на сетевых торговых площадках найти такую микросхему не составило труда. Например, в интернет-магазине AliExpress.com микросхему LM4863 легко найти во всевозможных корпусах и любом количестве. Цена 1 микросхемы менее 1$, если покупать сразу штук 10.

Как купить радиодетали на Aliexpress, я рассказывал тут.

Кроме самой микросхемы усилителя на печатной плате установлен разъём для подключения пассивной звуковой колонки (без встроенного усилителя), сдвоенный переменный резистор для регулировки входного звукового сигнала и электролитический конденсатор. Со стороны печатных проводников монтажной платы установлены SMD элементы обвязки, которые необходимы для работы интегрального усилителя. Питание микросхемы осуществляется от разъёма USB, который подключается к любому свободному порту ноутбука или стационарного компьютера.

Типовая схема подключения микросхемы LM4863 взята из описания (datasheet’а) на данную микросхему и показана на рисунке.

Типовая схема включения микросхемы LM4863 (взято из описания)

По типовой схеме включения микросхемы LM4863 видно, что она способна работать и на обычные наушники (Headphone), сопротивление которых составляет 32 Ом. В микросхеме предусмотрена схема определения подключения наушников и для реализации этой функции отведён 16 (HP-IN) вывод.

Для тех, кто разбирается в электронике и datasheet’ы на английском языке их не пугают, могут легко найти подробное описание микросхемы LM4863 в интернете на сайте alldatasheet.com.

Схема усилителя портативных USB колонок

Принципиальная схема усилителя сведена вручную с печатной платы компьютерных USB колонок Sven-315. На схеме показан один конденсатор C2 вместо двух (C7,C9), которые реально присутствуют на печатной плате (см. ниже). Сделано это потому, что на печатной плате конденсаторы соединены параллельно (C7 и C9), и на сведённой схеме конденсатор C2 указывает на общую ёмкость этих двух конденсаторов.

Принципиальная схема усилителя на базе LM4863D (сведена вручную)

Как видим, типовая схема из описания отличается от той, что сведена вручную с печатной платы усилителя компьютерных колонок. На схеме отсутствуют элементы, которые устанавливаются в случае добавления в схему разъёма для наушников. В остальном схема соответствует типовой, приведённой в описании на микросхему LM4863.

Размещение элементов на печатной плате

Если планируется использовать портативные колонки без ноутбука, например, совместно с MP3-плеером, то для питания колонок вполне подойдёт 5-ти вольтовый адаптер питания. Главное, чтобы адаптер питания смог обеспечить достаточный ток нагрузки (как оценочный грубый ориентир: стандартный ток нагрузки для портов USB – не более 500 mA). Согласно описанию на микросхему LM4863 максимальный ток покоя (когда на микросхему не подаётся звуковой сигнал) составляет 20 mA. Естественно, при воспроизведении потребляемый ток будет выше.

На фото показан вариант запитки портативных колонок SVEN-315 от 5-ти вольтового адаптера, который используется для зарядки плеера iPod. Максимальный ток нагрузки адаптера 1А чего с лихвой хватает для штатной работы портативных колонок.

Как выяснилось, качественное звуковоспроизведение портативных колонок SVEN-315 заключается в рациональном исполнении корпуса. Как известно, на качество звуковых акустических систем влияют не только применяемые в них громкоговорители, но и корпус. Чтобы убедиться в этом, достаточно вытащить динамик из корпуса и включить воспроизведение. Качество и звуковая мощность воспроизведения окажутся намного хуже. Данное замечание сделано не случайно, поскольку было проведено сравнение качества звуковоспроизведения портативных колонок SVEN-315 и аналогичных, но более дорогих USB колонок SVEN PS-30.

Несмотря на тот факт, что звуковые колонки SVEN PS-30 смонтированы на базе интегрального USB аудио чипа CM6120-S в составе которого 16-ти битный ЦАП и звуковые усилители класса D, качество их звуковоспроизведения субъективно (на слух) гораздо хуже из-за плохого исполнения корпуса акустической системы.

Корпус портативных колонок SVEN-315 изготовлен из ABS-пластика. Возможно, именно конструкция корпуса и позволяет “выжать” из малогабаритных динамиков все их скромные возможности.

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

  • Электронная начинка переносных акустических систем с аккумулятором.

  • Восстанавливаем работу малогабаритной стереосистемы.

  • Описание IC AMP AUDIO PWR 3.2W STER 16DIP

Проверка наличия на складах 1 из 7 руб. Дополнительные варианты Заказать Добавить в корзину шт на сумму руб. Добавить в корзину

  • Производитель Texas Instruments

Выбрано: 2390 —>

  • Описание IC AMP AUDIO PWR 3.2W STER 16DIP
  • Производитель Texas Instruments

Гарантия на продукцию

Даем год гарантии на LM4863N. Линейные микросхемы — Усилители — Звуковые производства Texas Instruments доступны для заказа в нашей компании.

Линейные микросхемы — Усилители — Звуковые LM4863N купить Вы можете в Зенер Электроникс с доставкой по всей России и в страны Таможенного союза.

Дополнительные варианты

Если вы — истинный меломан, значит, вы хотите наслаждаться музыкой везде, даже несмотря на неудобства, которые причиняете остальным людям. Вы не можете жить без музыки. А значит, вам просто необходимы портативные колонки. Этот гаджет способен обеспечить сносный звук, обладая довольно мелкими размерами. Конечно, рынок сейчас полон некачественной китайской продукции этого типа. Но кто сказал, что такие колонки выпускает только Китай? Среди них есть образцы от весьма известных брендов.

Разнообразие моделей таких колонок не поддается исчислению. В них могут быть встроены самые различные функции. Вообще, такие устройства можно отнести к разряду универсальных. Итак, лучшие портативные колонки — как они выглядят и кто их выпускает? Рассмотрим несколько популярных моделей на уровне выше среднего.

Как выбрать хорошие колонки

Как выбрать лучшие портативные колонки? Ответ на этот вопрос не так прост, как кажется на первый взгляд. Хорошие портативные колонки изготавливаются из качественных материалов, будь то пластик, дерево или металл. Качество сборки тоже должно быть на высоком уровне. Никаких скрипов и люфтов. Звук динамиков должен быть без всяческих хрипов и потрескиваний. Обязательно прослушайте колонки перед покупкой.

Лучшие портативные колонки никогда не продаются под невнятными брендами. Если вы видите на лейбле какую-то непонятную абракадабру, сразу же проходите мимо. Наличие всевозможных функций — тоже неизменный атрибут хорошей портативной акустики. Не стоит также забывать и о времени автономной работы. Чем оно больше, тем лучше. Итак, рассмотрим основные параметры хорошей акустической системы.

Мощность

Чем мощнее колонка, тем громче она звучит. Мощность измеряется в ваттах. Надеяться на то, что портативные колонки окажутся очень уж мощными не стоит. Максимальная мощность такой акустики колеблется в диапазоне от 5 до 15 Ватт. Но стоит отметить, что европейские ватты — это совсем не то, что российские. В наших ваттах мощность будет еще меньше. Поэтому лучше потратиться на колонку большей мощностью, чем потом кусать локти.

Однако не стоит зацикливаться на мощности как на самом важном параметре акустики. Без качественного корпуса и добротных материалов динамика мощность колонки превратится в ничто, поскольку на высокой громкости вся эта неустойчивая конструкция будет хрипеть, трещать и подскакивать. Кроме того, получить идеальный звук с хорошей мощностью в таком маленьком корпусе технически невозможно.

Способ подключения

На данный момент существует несколько способов подключения портативной акустики к проигрывающему устройству: проводной и беспроводной. Наиболее удобен беспроводной способ. Лучшие портативные имеют свои параметры. Но в любом случае здесь все зависит от «дальнобойности» блютуза и количества одновременно подключаемых устройств. Если колонки поддерживают два и более устройства, то проблем с мгновенным переключением устройств ввода не будет. А если нет, то каждое устройство придется настраивать каждый раз отдельно. Это не очень удобно.

Проводные колонки обычно используются для подключения к ноутбукам и другим не особо мобильным устройствам. Они даже могут состоять из двух колонок и питаться от USB-гнезда, а не только от аккумулятора. Лучшие портативные характеризуются повышенной громкостью воспроизведения и глубоким басом. Без этого представить себе акустику для ноутбука невозможно.

Функции

Может быть снабжена самыми разными функциями. Спектр довольно широк: от МР3-плеера и радио до возможности зарядки смартфонов. Конечно, чем больше функций, тем дороже колонки. Лучшие портативные колонки с флешкой и радио должны иметь свои характеристики. Первым делом следует обратить внимание на форматы поддерживаемых флешек. Наиболее продвинутые модели поддерживают флешки формата micro, mini-SD и USB — чем больше, тем лучше. Портативная с радио должна уверенно ловить FM-волны и уметь сохранять радиостанции в памяти.

Поддерживаемый формат

Плеер портативных колонок обычно поддерживает только формат файла МР3. Но если хорошо поискать, то можно найти колонки с поддержкой более качественных APE, ALAC и др. Уже одно это повышает ценность портативных колонок в несколько раз. Лучшие портативные колонки для музыки, фото и другого медиаконтента должны поддерживать как можно больше форматов. Поскольку эти устройства относятся к разряду универсальных. В принципе, если подключать колонки к смартфону, планшету или ноутбуку, то особого смысла во «всеядности» нет. На этом можно прилично сэкономить.

Вес

Портативные колонки должны быть мобильными. Поэтому вес акустики — один из самых важных параметров. Она не должна быть тяжелой. Однако и очень легких колонок также нужно избегать, поскольку чем меньше вес, тем некачественнее комплектующие колонки. Оптимальный вес для мобильной акустической системы — 300-500 грамм. Это вместе с аккумулятором. Без него — еще меньше.

Однако некоторые топовые производители настолько зациклены на качестве звука, что делают двухкилограммовых «монстров». Конечно, звук отменный, но таскать такие колонки с собой нет никаких сил. Лучше обойтись менее качественным звуком. Зато не будет так тяжело.

Время автономной работы

Качественный аккумулятор — важный компонент портативной акустической системы. Именно от него зависит, насколько хватит колонок. Лучшие портативные колонки с флешкой имеют стандартное время работы от аккумулятора около 8-10 часов. Самые дорогие модели способны проработать около 12 часов от одного заряда.

Конечно, не один только аккумулятор влияет на время автономной работы. Мощность колонки и средства беспроводной связи также на это влияют. Чем выше мощность, тем меньше колонка будет жить. А если она еще использует блютуз для подключения источника звука, то здесь вообще беда. Теперь рассмотрим самые популярные модели портативных колонок.

Beats Pill 2.0

Кто не знает фирму Beats? Они хорошо известны своими наушниками. Теперь пришло время для Pill 2.0 является логическим продолжением линейки «пилюли». Из особенностей сей портативной акустической системы следует отметить подключение к источнику звука с помощью Bluetooth, наличие NFC и двух широкополосных динамиков. В качестве фирменной «фишки» выступает возможность зарядки смартфона. Звук у этой колонки вполне качественный.

JBL Pulse

Колонка со светомузыкой. Несмотря на иллюминацию, по заявлению производителя, она способна работать 5 часов от одной зарядки. Цилиндрическая форма делает эту колонку весьма интересным украшением интерьера. Качество звука — на высоте. Подключение к источнику звука — беспроводное. В колонку встроен картридер с поддержкой карт памяти формата micro-SD. Также предусмотрена возможность зарядки смартфона от колонки. Чем плохо?

Philips Fidelio P9X

Строгий и аскетичный вид этой портативной акустики как бы намекает, что звук будет ну очень качественным. Так оно и есть. Главная особенность этой колонки — деревянный корпус. Подключение к смартфону или планшету осуществляется с помощью Bluetooth. В остальном — ничего нового. В комплект входят: МР3-плеер, радио, поддержка USB-накопителей. Самый лучший вариант для любителей путешествовать.

Портативные колонки с USB

Для компьютерного пользователя ноутбук, несомненно, является удобным, компактным и достаточно функциональным прибором. Но, к сожалению, и данный аппарат не лишён изъянов. Наверняка многие пользователи ноутбуков и нетбуков сталкивались с проблемой тихого воспроизведения звука через встроенные динамики этих аппаратов. Если в условиях дома можно подключить внешнюю стереосистему, то вне домашних стен это бывает невозможно и приходиться ограничиваться наушниками. В таком случае речи о коллективном просмотре какого-либо фильма или сериала не идёт.

Как исправить ситуацию?

Исправить сложившуюся ситуацию помогут портативные компьютерные колонки с питанием от порта USB. Сейчас на прилавках магазинов огромный выбор данных приборов, но качество их может отличаться в разы.

Цена портативных компьютерных колонок с питанием от USB-порта достаточно низка и доступна широкому слою населения. Несмотря на это покупка данного устройства может быть и неудачной, так как качество воспроизведения звука такой системой оставит желать лучшего. Как ни странно, но среди дешёвых аппаратов данного класса попадаются приборы весьма хорошего качества, как по дизайну, так и по качеству звуковоспроизведения.

Проведём “вскрытие” портативной акустической системы с питанием от USB-порта и изучим электронную начинку данного прибора. С точки зрения радиолюбителя любопытно узнать, из каких электронных компонентов собираются подобные устройства. Полученные знания могут пригодиться при самостоятельном конструировании портативных звуковых колонок с питанием по USB или их ремонте.

Разборке подвергнем портативные мультимедийные USB колонки марки Sven 315 . Несмотря на их дешевизну, данная модель портативных колонок показала хорошее качество воспроизведения и звуковую мощность, достаточную для озвучивания небольшого помещения.

Разборка компьютерных USB колонок

Разбираются портативные колонки легко. Чтобы вскрыть корпус необходимо аккуратно снять переднюю декоративную панель.

Для того чтобы достать печатную плату усилителя необходимо выкрутить фиксирующую гайку, которая скрыта под пластмассовой ручкой регулятора громкости. После этого электронную плату можно свободно вынуть из корпуса.

Электронная начинка

Состав электронной начинки прибора оказался довольно прост. На небольшой по размеру печатной плате смонтирована интегральная схема стереофонического усилителя на базе микросхемы LM4863D . При напряжении питания в 5 вольт данная микросхема может выдать по 2,2 Вт выходной мощности на канал при сопротивлении звуковой катушки динамика в 4 Ом. На основании описания (datasheet) коэффициент нелинейных искажений + шум (THD+N ) при максимальной выходной мощности составляет 1%.

Плата усилителя и динамик

На основании этих данных можно сделать вывод о том, что на базе микросхемы LM4863D можно собрать довольно неплохой стерео усилитель с низковольтным питанием (5V) и выходной мощностью 2 Вт на каждый канал. Многие, кто ещё не знаком с современными микросхемами считают, что вместо LM4863D подойдёт TDA2822. Это заблуждение! TDA2822 очень прожорлива (по сравнению с LM4863) и на максимальной мощности выдаёт сильные искажения сигнала. Также оптимальное питание для TDA2822 около 12 вольт, что для портативной техники не есть хорошо. TDA2822 можно рекомендовать как легкодоступную замену, если в наличии нет LM4863. Такое может случиться, например, при ремонте.

Стоит отметить, что микросхема LM4863 разрабатывалась специально для компактных систем, поэтому микросхема требует минимум внешних элементов (так называемой обвязки). Микросхема выпускается в разных корпусах, от привычного DIP, до компактного SOIC.

Если возникнет желание самостоятельно собрать усилитель на базе микросхемы LM4863, то можно столкнуться с проблемой. Найти на радиорынках данную микросхему не так уж легко (так было на момент написания данной статьи). А вот на сетевых торговых площадках найти такую микросхему не составило труда. Например, в интернет-магазине AliExpress.com микросхему LM4863 легко найти во всевозможных корпусах и любом количестве. Цена 1 микросхемы менее 1$, если покупать сразу штук 10.

Как купить радиодетали на Aliexpress, я рассказывал .

Кроме самой микросхемы усилителя на печатной плате установлен разъём для подключения пассивной звуковой колонки (без встроенного усилителя), сдвоенный переменный резистор для регулировки входного звукового сигнала и электролитический конденсатор . Со стороны печатных проводников монтажной платы установлены SMD элементы обвязки, которые необходимы для работы интегрального усилителя. Питание микросхемы осуществляется от разъёма USB, который подключается к любому свободному порту ноутбука или стационарного компьютера.

Типовая схема подключения микросхемы LM4863 взята из описания (datasheet»а) на данную микросхему и показана на рисунке.

Типовая схема включения микросхемы LM4863 (взято из описания)

По типовой схеме включения микросхемы LM4863 видно, что она способна работать и на обычные наушники (Headphone ), сопротивление которых составляет 32 Ом. В микросхеме предусмотрена схема определения подключения наушников и для реализации этой функции отведён 16 (HP-IN) вывод.

Для тех, кто разбирается в электронике и datasheet’ы на английском языке их не пугают, могут легко микросхемы LM4863 в интернете на сайте alldatasheet.com.

Схема усилителя портативных USB колонок

Принципиальная схема усилителя сведена вручную с печатной платы компьютерных USB колонок Sven-315. На схеме показан один конденсатор C2 вместо двух (C7,C9), которые реально присутствуют на печатной плате (см.ниже). Сделано это потому, что на печатной плате конденсаторы соединены параллельно (C7 и C9), и на сведённой схеме конденсатор C2 указывает на общую ёмкость этих двух конденсаторов.

Принципиальная схема усилителя на базе LM4863D (сведена вручную)

Как видим, типовая схема из описания отличается от той, что сведена вручную с печатной платы усилителя компьютерных колонок. На схеме отсутствуют элементы, которые устанавливаются в случае добавления в схему разъёма для наушников. В остальном схема соответствует типовой, приведённой в описании на микросхему LM4863.

Размещение элементов на печатной плате

Если планируется использовать портативные колонки без ноутбука, например, совместно с MP3-плеером, то для питания колонок вполне подойдёт 5-ти вольтовый адаптер питания. Главное, чтобы адаптер питания смог обеспечить достаточный ток нагрузки (как оценочный грубый ориентир: стандартный ток нагрузки для портов USB – не более 500 mA). Согласно описанию на микросхему LM4863 максимальный ток покоя (когда на микросхему не подаётся звуковой сигнал) составляет 20 mA. Естественно, при воспроизведении потребляемый ток будет выше.

На фото показан вариант запитки портативных колонок SVEN-315 от 5-ти вольтового адаптера, который используется для зарядки плеера iPod. Максимальный ток нагрузки адаптера 1А чего с лихвой хватает для штатной работы портативных колонок.

Как выяснилось, качественное звуковоспроизведение портативных колонок SVEN-315 заключается в рациональном исполнении корпуса. Как известно, на качество звуковых акустических систем влияют не только применяемые в них громкоговорители, но и корпус. Чтобы убедиться в этом, достаточно вытащить динамик из корпуса и включить воспроизведение. Качество и звуковая мощность воспроизведения окажутся намного хуже. Данное замечание сделано не случайно, поскольку было проведено сравнение качества звуковоспроизведения портативных колонок SVEN-315 и аналогичных, но более дорогих USB колонок SVEN PS-30.

Несмотря на тот факт, что звуковые колонки SVEN PS-30 смонтированы на базе интегрального USB аудио чипа CM6120-S в составе которого 16-ти битный ЦАП и звуковые усилители класса D, качество их звуковоспроизведения субъективно (на слух) гораздо хуже из-за плохого исполнения корпуса акустической системы.

Корпус портативных колонок SVEN-315 изготовлен из ABS-пластика. Возможно, именно конструкция корпуса и позволяет “выжать” из малогабаритных динамиков все их скромные возможности.

Потребовалось оборудовать компьютерное рабочее место. С целью экономии средств решил восстановить и отремонтировать старые компьютерные колонки «Genius». Колонки крепкие, в прочном корпусе и с достойным акустическим излучателем, но вот электроника вызывала нарекания. Используя доступные и дешевые электронные модули приобретенные в интернет магазинах удалось своими руками сделать громкие колонки с чистым звуком. Компьютерные колонки по своим параметрам оказались дешевле аналогичной акустики купленной в магазине. Представлена подробная пошаговая инструкция ремонта со схемой, фото и видео.

Ремонт компьютерных колонок Genius своими руками

Для восстановления и ремонта взяты компьютерные колонки «Genius SP-16». Колонки начали свою жизнь со времен 14″ компьютерных электронно-лучевых мониторов. Корпуса сделаны из прочной пластмассы с достаточным внутренним объемом. Внутри колонок установлены динамики с высоким КПД и хорошей характеристикой воспроизведения. Но вот к электронике есть претензии, которые частично устранялись в процессе эксплуатации (замена электролитических конденсаторов). К сожалению звук воспроизведения колонок был не высокого качества, особенно при высокой громкости, нелинейные искажения четко прослеживались и раздражали.

Для ремонта применена следующая схема восстановления:

  1. Существующий усилитель низкой частоты заменить на усилитель класса D.
  2. Сохранить основные регуляторы функционирования колонок.
  3. Для питания колонок использовать существующий трансформатор.

Для ремонта применен готовый импульсный стабилизатор питания на 5 Вольт 2 Ампера и плата цифрового стерео УНЧ (по 3 Ватта на канал). Данный тип УНЧ выбран сознательно из-за своей дешевизны (~15 руб.) и неприхотливости. Стерео усилитель куплен на Алиэкспресс по этой ссылке http://ali.pub/1e25ap . А регулируемый стабилизатор напряжения по этой ссылке http://s.click.aliexpress.com/e/i6eamub . Усилителей покупайте сразу 10 штук, поверьте пригодится, по этой цене это даром!

Для работы потребуется длинная крестовая отвертка, паяльник с принадлежностями для пайки и кусочки луженых и изолированных медных проводников. Наличие отсоса для припоя облегчит работу по демонтажу. Для контроля паек и настроек потребуется тестер.

Колонки Genius — схема

На фото показана схема колонки «Genius SP-16». На схеме крестиками обозначены проводники с деталями. Все детали справа от крестика надо выпаять и удалить. Цифрами показаны точки подключения платы УНЧ и питания.

Порядок ремонта колонки «Genius SP-16»

  1. Откручиваются саморезы крепления половинок крышки активной колонки
  2. Из раскрытого корпуса извлекается плата и отпаиваются проводники питания и подключения динамика.
  3. Плата извлекается из корпуса и из нее удаляются радиодетали согласно схемы.
  4. С тыльной стороны платы паяльником устанавливается на ножки проводников согласно схемы стабилизатор питания. До установки УНЧ на плату необходимо подать питание на плату и проверить выходное напряжение на стабилизатора +5 Вольт.
  5. Далее на плату аналогично на луженые проводники устанавливается плата УНЧ. Сигнал на гнездо выносного динамика и динамики колонки подается изолированными проводниками. Смотрите фото.
  6. До окончательной сборки проверяем работу УНЧ и регуляторов громкости и тембра.
  7. Собираем корпус колонки. Качество звука смотрите на видео.

Разборка корпуса

Снята панель колонки

Отпаяны проводники

Удалены детали

image

Для компьютерного пользователя ноутбук, несомненно, является удобным, компактным и достаточно функциональным прибором. Но, к сожалению, и данный аппарат не лишён изъянов.

Наверняка многие пользователи ноутбуков и нетбуков сталкивались с проблемой тихого воспроизведения звука через встроенные динамики этих аппаратов.

Если в условиях дома можно подключить внешнюю стереосистему, то вне домашних стен это бывает невозможно и приходиться ограничиваться наушниками. В таком случае речи о коллективном просмотре какого-либо фильма или сериала не идёт.

Как исправить ситуацию?

Исправить сложившуюся ситуацию помогут портативные компьютерные колонки с питанием от порта USB. Сейчас на прилавках магазинов огромный выбор данных приборов, но качество их может отличаться в разы.

Цена портативных компьютерных колонок с питанием от USB-порта достаточно низка и доступна широкому слою населения. Несмотря на это покупка данного устройства может быть и неудачной, так как качество воспроизведения звука такой системой оставит желать лучшего. Как ни странно, но среди дешёвых аппаратов данного класса попадаются приборы весьма хорошего качества, как по дизайну, так и по качеству звуковоспроизведения.

Проведём “вскрытие” портативной акустической системы с питанием от USB-порта и изучим электронную начинку данного прибора. С точки зрения радиолюбителя любопытно узнать, из каких электронных компонентов собираются подобные устройства. Полученные знания могут пригодиться при самостоятельном конструировании портативных звуковых колонок с питанием по USB или их ремонте.

Разборке подвергнем портативные мультимедийные USB колонки марки Sven 315 . Несмотря на их дешевизну, данная модель портативных колонок показала хорошее качество воспроизведения и звуковую мощность, достаточную для озвучивания небольшого помещения.

image

image

Разборка компьютерных USB колонок

Разбираются портативные колонки легко. Чтобы вскрыть корпус необходимо аккуратно снять переднюю декоративную панель.

image

image

Для того чтобы достать печатную плату усилителя необходимо выкрутить фиксирующую гайку, которая скрыта под пластмассовой ручкой регулятора громкости. После этого электронную плату можно свободно вынуть из корпуса.

Электронная начинка

Состав электронной начинки прибора оказался довольно прост. На небольшой по размеру печатной плате смонтирована интегральная схема стереофонического усилителя на базе микросхемы LM4863D . При напряжении питания в 5 вольт данная микросхема может выдать по 2,2 Вт выходной мощности на канал при сопротивлении звуковой катушки динамика в 4 Ом. На основании описания (datasheet) коэффициент нелинейных искажений + шум (THD+N ) при максимальной выходной мощности составляет 1%.

image Плата усилителя и динамик

На основании этих данных можно сделать вывод о том, что на базе микросхемы LM4863D можно собрать довольно неплохой стерео усилитель с низковольтным питанием (5V) и выходной мощностью 2 Вт на каждый канал. Многие, кто ещё не знаком с современными микросхемами считают, что вместо LM4863D подойдёт TDA2822. Это заблуждение! TDA2822 очень прожорлива (по сравнению с LM4863) и на максимальной мощности выдаёт сильные искажения сигнала. Также оптимальное питание для TDA2822 около 12 вольт, что для портативной техники не есть хорошо. TDA2822 можно рекомендовать как легкодоступную замену, если в наличии нет LM4863. Такое может случиться, например, при ремонте.

image

Стоит отметить, что микросхема LM4863 разрабатывалась специально для компактных систем, поэтому микросхема требует минимум внешних элементов (так называемой обвязки). Микросхема выпускается в разных корпусах, от привычного DIP, до компактного SOIC.

Если возникнет желание самостоятельно собрать усилитель на базе микросхемы LM4863, то можно столкнуться с проблемой. Найти на радиорынках данную микросхему не так уж легко (так было на момент написания данной статьи). А вот на сетевых торговых площадках найти такую микросхему не составило труда. Например, в интернет-магазине AliExpress.com микросхему LM4863 легко найти во всевозможных корпусах и любом количестве. Цена 1 микросхемы менее 1$, если покупать сразу штук 10.

Как купить радиодетали на Aliexpress, я рассказывал .

image

Кроме самой микросхемы усилителя на печатной плате установлен разъём для подключения пассивной звуковой колонки (без встроенного усилителя), сдвоенный переменный резистор для регулировки входного звукового сигнала и электролитический конденсатор . Со стороны печатных проводников монтажной платы установлены SMD элементы обвязки, которые необходимы для работы интегрального усилителя. Питание микросхемы осуществляется от разъёма USB, который подключается к любому свободному порту ноутбука или стационарного компьютера.

Типовая схема подключения микросхемы LM4863 взята из описания (datasheet»а) на данную микросхему и показана на рисунке.

Типовая схема включения микросхемы LM4863 (взято из описания)

По типовой схеме включения микросхемы LM4863 видно, что она способна работать и на обычные наушники (Headphone ), сопротивление которых составляет 32 Ом. В микросхеме предусмотрена схема определения подключения наушников и для реализации этой функции отведён 16 (HP-IN) вывод.

Для тех, кто разбирается в электронике и datasheet’ы на английском языке их не пугают, могут легко микросхемы LM4863 в интернете на сайте alldatasheet.com.

Схема усилителя портативных USB колонок

Принципиальная схема усилителя сведена вручную с печатной платы компьютерных USB колонок Sven-315. На схеме показан один конденсатор C2 вместо двух (C7,C9), которые реально присутствуют на печатной плате (см. ниже). Сделано это потому, что на печатной плате конденсаторы соединены параллельно (C7 и C9), и на сведённой схеме конденсатор C2 указывает на общую ёмкость этих двух конденсаторов.

Принципиальная схема усилителя на базе LM4863D (сведена вручную)

Как видим, типовая схема из описания отличается от той, что сведена вручную с печатной платы усилителя компьютерных колонок. На схеме отсутствуют элементы, которые устанавливаются в случае добавления в схему разъёма для наушников. В остальном схема соответствует типовой, приведённой в описании на микросхему LM4863.

Размещение элементов на печатной плате

Если планируется использовать портативные колонки без ноутбука, например, совместно с MP3-плеером, то для питания колонок вполне подойдёт 5-ти вольтовый адаптер питания. Главное, чтобы адаптер питания смог обеспечить достаточный ток нагрузки (как оценочный грубый ориентир: стандартный ток нагрузки для портов USB – не более 500 mA). Согласно описанию на микросхему LM4863 максимальный ток покоя (когда на микросхему не подаётся звуковой сигнал) составляет 20 mA. Естественно, при воспроизведении потребляемый ток будет выше.

На фото показан вариант запитки портативных колонок SVEN-315 от 5-ти вольтового адаптера, который используется для зарядки плеера iPod. Максимальный ток нагрузки адаптера 1А чего с лихвой хватает для штатной работы портативных колонок.

Как выяснилось, качественное звуковоспроизведение портативных колонок SVEN-315 заключается в рациональном исполнении корпуса. Как известно, на качество звуковых акустических систем влияют не только применяемые в них громкоговорители, но и корпус. Чтобы убедиться в этом, достаточно вытащить динамик из корпуса и включить воспроизведение. Качество и звуковая мощность воспроизведения окажутся намного хуже. Данное замечание сделано не случайно, поскольку было проведено сравнение качества звуковоспроизведения портативных колонок SVEN-315 и аналогичных, но более дорогих USB колонок SVEN PS-30.

Несмотря на тот факт, что звуковые колонки SVEN PS-30 смонтированы на базе интегрального USB аудио чипа CM6120-S в составе которого 16-ти битный ЦАП и звуковые усилители класса D, качество их звуковоспроизведения субъективно (на слух) гораздо хуже из-за плохого исполнения корпуса акустической системы.

Корпус портативных колонок SVEN-315 изготовлен из ABS-пластика. Возможно, именно конструкция корпуса и позволяет “выжать” из малогабаритных динамиков все их скромные возможности.

Считаю, что главной проблемой является питание от порта USB компьютера. При этом образуется «земляная петля» между сигнальной «землёй» на штекере mini-jack и силовой землёй USB. Попытки изменения места подключения экранной оплётки сигнального провода особых улучшений не давали. Тогда было решено сделать новую печатную плату.

Схема УМЗЧ на TDA2822 с токовой ООС

Расскажу о «сердце» акустической системы Genius Sp-U110. УНЧ собран на микросхеме TDA2822 в миниатюрном планарном 8-выводном корпусе. Питать её можно от 1,8 до 15 Вольт. Т.к. колонки питаются от USB, то напряжение будет 5 Вольт и оно довольно «грязное» из-за помех от БП компьютера. Питание +5 Вольт подано на 2 вывод (согласно даташита), «земля» к 4 выводу. Конденсатор С5 был максимально близко установлен к микросхеме.

Повторять стандартную схему из даташита мне не хотелось, а схема от производителя колонок была ещё хуже. Было решено применить включение ИТУН (источник тока управляемый напряжением). Такая реализация обладает специфическим звучанием, сравнимым с ламповыми усилителями.

Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только

Я сразу удалил разделительные конденсаторы во входных цепях левого и правого канала. Резисторы R8, R9 поставил на 100к, против 180к в оригинале, т.к. амплитуды входного сигнала не хватало для достижения максимальной мощности колонок. Добавил конденсаторы С11, С12 для подавления радиопомех.

Конденсаторы С9, С10 поставил на 100 мкФ*16В, Jamicon электролитические неполярные. Т.к. эти конденсаторы входят в цепь ОООС (общая отрицательная обратная связь), то экономить на их качестве губительно для звука.

Конденсаторы С7, С8 служат для недопущения постоянного тока на динамики. Иначе вместо звука будет гул и дым. Тип конденсаторов — электролитические полярные Jamicon на 1000 мкФ*25В. В принципе ёмкость их может быть и меньше, т.к. отдача по НЧ у штатных динамиков слабая, а меньшая ёмкость снизит уровень НЧ-составляющей сигнала, чтобы не мучить динамики тем, чего им не «переварить». Но поставил, что было под рукой.

Резисторы R4, R6 являются токовыми датчиками, т.е. преобразуют ток, проходящий через катушки динамиков в напряжение, пропорциональное этому току. Через конденсаторы С9, С10 полученный сигнал подаётся на инвертирующие входы микросхемы, чтобы она была в курсе происходящего и могла подправить искажения выходного сигнала. Упрощённо, в этом состоит принцип ОООС.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий