УСИЛИТЕЛЬ К ЭЛЕКТРОГИТАРЕ

     интересные РАДИОСХЕМЫ самодельные


» ПОИСК СХЕМ


» РАДИОБЛОГИ
Миниатюрный транзисторный усилитель 100W RMS
Мощный самодельный радиовещательный передатчик 88-108 МГц
Электронные компоненты и детали, доставка по России в сентябре всего 99р.
Усилитель мощности на 5000 Вт с питанием от 220 В
Источник тока на ОУ и транзисторе
Миниатюрный щуп-вольтметр
Программатор ARM Cortex USB и Flash Magic
Светодиодный свет для растений

УСИЛИТЕЛЬ К ЭЛЕКТРОГИТАРЕ


Представляем небольшой гитарный усилитель мощностью 1 Вт, схема которого основана на предусилителе JFET, регуляторе тембра и усилителе мощности LM386.

Каскад предусилителя с двумя транзисторами J201 предназначен для создания, так сказать лампового звука, тональный каскад способен регулировать большой диапазон различных частот, а выходной каскад LM386 может управлять любым типом динамика, от наушников до больших (ватт на 10) колонок. Проект идеально подходит в качестве усилителя для комнатных занятий, так как имеет все функции больших усилителей:

  • Регуляторы тональности / громкости / усиления.
  • Выход на динамик / АС.
  • Выход на наушники с переключателем аттенюатора.
  • Вход Aux / mp3.
  • Подключение аккумулятора.
  • Входное гнездо адаптера питания 9 В.

Схема может быть разбита на 5 блоков: входной каскад JFET, регулятор тембра, усилитель JFET, усилитель мощности LM386 и источник питания:

Высококачественный усилитель для электрогитары

Функциональность схемы проста: входной каскад изолирует усилитель от гитары, сохраняя качество сигнала и избегая просадки звука. Затем регулятор тембра формирует частотную характеристику, добавляя больше низких / высоких частот. Усилитель JFET восстановит сигнал после регулировки тембра и подготовит его к каскаду усилителя мощности, который выдает до 1 Вт на динамик.

Вход aux / mp3 добавляет к звуку гитары любой входной сигнал линейного уровня, позволяя попрактиковаться с внешними фонограммами.

Предварительный усилитель - это часть, которая предшествует усилителю мощности (входной каскад JFET, регулятор тембра и усилитель JFET). Он подготавливает сигнал для дальнейшего усиления, выполняя некоторую обработку сигнала.

Блок усилителя мощности LM386 будет усиливать и передавать напряжение и, что более важно, ток для управления нагрузкой (наушники / динамик). Он будет определять мощность усилителя и при желании её можно увеличить заменив микросхему.

Каскад питания усилителя

Этот каскад подает 9 вольт на все блоки схемы, обеспечивая также защиту от подключений с обратной полярностью, и дополнительно фильтрует линию питания для удаления любых шумов.

К разъему 2.1 jack CONN4 можно подключать любой адаптер 9 В, потому что усилители по определению довольно быстро разряжают батареи. Этот разъем автоматически отключает аккумулятор от цепи при подключении внешнего сетевого адаптера.

Входной разъем для электрогитары используется в качестве переключателя, который соединяет клемму аккумулятора (-) с землей при подключении гитарного разъема. Когда монофонический входной гитарный разъем вставлен, точки GND_B и GND_A соединяются, запитывая схему.

Диод D1 - защиты полярности, предохраняющий усилитель от случайного неправильного подключения питания. Тут используется диод 1N5817, потому что он выдерживает до 20 В при обратном подключении и имеет низкое напряжение VF = 0,4 В, поэтому источник питания будет в итоге 9 – 0,4 = 8,6 В.

Светодиод D2 загорается, когда цепь включена (батарея 9 В или адаптер + гитара подключены). Для минимизации тока используется сверх-яркий светодиод.

C9, R15, C10 и C11 - фильтр нижних частот, предназначенный для удаления пульсации и шума в линии электропитания. Размещение компонентов в схеме имеет решающее значение: С9 находится рядом с LM386.

R15 и C10, C11 составляют наиболее важную часть фильтра и расположены между усилителем мощности и предусилителем. C11 расположен рядом с входным каскадом, чтобы развязать его.

Таким образом, любой шум выше 0,7 Гц будет удален этим фильтром.

Входной каскад JFET

Входной каскад представляет собой предварительный усилитель JFET на базе УНЧ Class-A с высоким входным сопротивлением и средним выходным. Предусилители JFET стали очень популярными в гитарных схемах, потому что они просты, легки в сборке и способны передавать теплые тона.

D3 и D4 - стабилитроны 5,1 В и мощностью 1 Вт. Они представляют собой защиту от импульсных перенапряжений от статических разрядов, фиксируют входной сигнал, если уровень превышает ± 5,1 В. Они не являются обязательными. Деталь 1N4733A здесь используется из-за ее легкой доступности, но любой стабилитрон 5.1V 1W, такой как BZX85 5.1V, может заменить его.

R1 определяет входное сопротивление и связывает затвор JFET с землей. Значение резистора не критично, от 100 кОм до 2 МОм будут работать. R2 - резистор истока, он определяет ток смещения ID через полевой транзистор, а R3 - резистор нагрузки стока.

В этом идеальном смещении средней точки, усиление ограничено значениями RD и RS, которые, в свою очередь, ограничены внутренними характеристиками JFET. Значения RD и RS могут быть настроены на слух, для получения наилучшего звука.

Тональный контроль

Пассивный регулятор тембра соответствует классическому простому и эффективному решению, который формирует большое разнообразие АЧХ тонов.

Схема представляет собой комбинацию фильтра высоких частот (C1, R5) и фильтра низких частот (R4, C2), которые смешиваются вместе линейным потенциометром POT1. Частоты среза обоих фильтров спроектированы так, чтобы их эффект смешения привносил среднюю частоту среза на частоте 800 Гц, когда потенциометр установлен в среднее положение.

Амплитудно-частотная характеристика регулировки тона:

Зеленая линия отклика это регулятор тона, установленный в средней точке, показывающей полосу частот 800 Гц. Общие потери составляют 7 дБ, и около -10 дБ на частоте 800 Гц. Кривые синего и красного цветов соответствуют полному диапазону низких / высоких частот соответственно.

Для воспроизведения чистых звуков лучше всего использовать потенциометр ближе к верхним частотам, это ослабит перегрузку басовых сигналов, и результирующий звук будет более ярким и чистым. Для игры рок / хард / металл подойдет любая позиция, искажения будут более тяжелыми на басах и более панковскими на высоких частотах.

Бустерный каскад JFET

Этот второй каскад JFET идентичен первому, он предназначен в первую очередь для восстановления потери громкости -7 дБ во время пассивного тонального регулирования и для введения большего количества гармоник для усиления лампового звука.

R6, R7 и R8 - резисторы затвора, истока и стока. Их функции точно такие же, как у резисторов R1, R2 и R3 во входном каскаде.

Каскад усилителя мощности

Блок усилителя мощности основан на интегрированном звуковом УНЧ LM386. Это популярный выбор для гитарных усилителей малой мощности из-за низкого тока покоя и способности работать от 9 В. Он использовался во многих популярных усилителях, таких как Smokey Amp, Little Gem, Ruby Amp, Marshall MS-2 и Noisy Cricket.

C4 - входной конденсатор 47 нФ, он предотвращает попадание постоянного напряжения на вход усилителя. Также влияет на низкочастотную характеристику схемы, изменение этого значения на более высокую емкость (100 нФ) сделает ее более басовой, но также более грязной, в общем значения от 22 до 47 нФ звучат отлично.

Резистор R11 подключается к входу mp3 / Aux, который подключается к той же точке, что и TP4. Если на POT2 установлено максимальное значение, вход LM386 будет заземлен, и сигнал Aux / mp3 не будет усилен. При подключении этого последовательного резистора всегда обеспечивается минимальная нагрузка на вспомогательный вход.

Конденсатор C5 между контактом 7 и землей предотвращает усиление шума источника питания и его выхода. Таким образом, входной каскад микросхемы с высоким коэффициентом усиления изолирован от шума питания, переходных процессов и так далее.

R12 и C6 образуют цепь Зобеля, их функция состоит в том, чтобы сделать силовой каскад более стабильным, используемые значения 10 Ом и 47 нФ являются стандартными, потому что эта цепь предназначена для компенсации нагрузки (динамик или наушники), а не усилителя. Нагрузка в усилителях звука обычно является общей. Резистор выбирается равным номинальному сопротивлению (32 Ом, 8 Ом, 4 Ом). Конденсатор рассчитывается как C = Le / R2, где Le = индуктивность катушки динамика.

Физическое расположение этих компонентов имеет решающее значение, они должны быть размещены как можно ближе к микросхеме, в некоторых случаях эти детали, установленные небрежно вокруг печатной платы, вызывают колебания. Для LM386 лучшие значения - 10 и 47 нФ, они дают более плавные искажения, повышение значений R или C сделает искажение более четким и грубым.

R13 уменьшит громкость наушников, подойдет любое значение от 300 Ом до 1 кОм, чем выше значение - тем ниже громкость наушников. Этот выходной аттенюатор, образованный SW1, C7, C8 и R13.

Выходной аттенюатор LM386

Выходная мощность LM386 слишком высока для наушников. Обычно наушникам требуется всего 1 мВт (при 32 Ом) для разумно хорошей громкости. В зависимости от питания LM386 может выдавать до 1000 мВт (1 Вт), поэтому для снижения этой выходной мощности ниже порогового значения устанавливается последовательный резистор. Эта вспомогательная нагрузка будет принимать на себя часть мощности, передавая наушникам лишь необходимое количество энергии.

Амплитудно-частотная характеристика выходного аттенюатора:

Установка выходного аттенюатора изменит частотную характеристику, уменьшив количество басов в наушниках.

Без аттенюатора (фиолетовый график): есть фильтр нижних частот, образованный C7 (220 мкФ) и нагрузка динамика, частота среза составляет 90 Гц, гармоники ниже 90 Гц будут ослаблены. Гитарные сигналы не содержат большого количества звука на этих частотах. Фактически, если у вас маленький динамик, и он перегружен, следует уменьшить этот предел до примерно 100 мкФ.

С аттенюатором (синие и красные графики): дополнительный резистор включенный последовательно и нагрузка (наушники 32 Ом) будут ослаблять НЧ ниже слышимых частот. Для этого последовательного резистора любое значение от 300 Ом до 1 кОм снизит громкость до приемлемого уровня для большинства наушников. Некоторые используют только резистор 10 Ом, но с ним громкость все равно слишком высока.

Правила минимизации шумов в аудиосхемах

Конструкция и компоновка источника питания в аудиосхемах с каскадом предусилителя и усилителя мощности имеют решающее значение. Если питание от разъема аккумулятора / адаптера подается в цепь по неправильному пути, шум усилителя мощности может быть добавлен к каскаду предварительного усилителя, что приведет к положительной обратной связи и созданию паразитных колебаний. Чтобы этого не произошло, питание следует подключать по блок-схеме выше.

  • Поместите сеть CRC (фильтр нижних частот) между усилителем мощности и предусилителем. Это то, что существует уже несколько десятилетий в фирменной схемотехнике (обычно резистор 10 кОм и конденсатор от десятков до сотен фарад).
  • Держите провода питания и заземления вдали от источников шума или критических компонентов.
  • Проложите шины питания и заземления как можно толще.
  • Заземление звездой: Земля - это общий опорный потенциал, обычно равный нулю вольт. Это заземление является общим обратным путем от источника питания ко всем каскадам схемы.

Последовательное соединение блоков схемы с землей будет работать, но в сигнале заземления будет создаваться небольшое падение напряжения из-за высоких токов и небольшого сопротивления заземляющей дорожки. Входной каскад очень чувствителен к обычному шуму, вносимому через линию заземления, этот шум может добавляться к входному сигналу и создавать положительную обратную связь.

При параллельном соединении блоков схемы в единую точку (звезду) отклонения заземления и взаимные помехи между частями конструкции сводятся к минимуму. 

На изображении показан центр заземления звезды, отсюда все зеленые дорожки заземления для различных подсистем (входной разъем, светодиод, входной каскад, регулятор тембра, усилитель, усилитель мощности, выходной разъем). Эти дорожки проходят параллельно и имеют одинаковую длину, что сводит к минимуму общий шум. Скачать файл печатной платы.

Показаны наиболее важные контрольные точки со значениями постоянного напряжения. Это может быть полезно для устранения неполадок.

Осциллографические сигналы УНЧ

С помощью осциллографа измеряются наиболее важные точки усилителя: входной сигнал (TP1), после первого каскада JFET (TP2), после регулятора тембра (TP3), после второго каскада JFET - вход LM386 (TP4) и выходной сигнал.

Эти формы сигналов были получены с использованием различных топологий полевого транзистора: с двумя полевыми транзисторами Тиллмана, с двумя Фетцера и двумя полевыми транзисторами с низким коэффициентом усиления:

Приведенные выше сигналы показывают усиление и формы сигналов во всех контрольных точках (TP) схемы с использованием топологии Тиллмана в обоих транзисторных усилителях.

Входной каскад имеет усиление примерно 4 дБ, что немного ниже расчетного в секции входного каскада из-за нагрузки тонального каскада и реальных параметров JFET.

Регулятор тона снижает амплитуду сигнала на -10 дБ на частоте 1 кГц, как и ожидалось, и последний каскад усилителя снова дает усиление 4 дБ.

Последние два графика показывают выходной сигнал усилителя, когда коэффициент усиления установлен на минимальное и максимальное значение. Этот выходной сигнал изменяется от чистого до клиппирующего, обеспечивая хороший диапазон действий и звуков.

На изображениях показан сигнал схемы, использующей топологию Фетцера в обоих транзисторных усилителях. Эта схема дает большее усиление, чем схема Тиллмана, что приводит к более высокому и более ограниченному выходному сигналу.

Входной каскад имеет усиление примерно 11 дБ, что немного ниже, чем рассчитано в секции входного каскада из-за загрузки тонального каскада и реальных параметров JFET.

Регулятор тона снижает амплитуду сигнала на -10 дБ на частоте 1 кГц, как и ожидалось, и последний каскад усилителя снова дает усиление 11 дБ.

Последние два графика показывают выходной сигнал усилителя, когда коэффициент усиления установлен на минимальное и максимальное значение. Этот выходной сигнал идеально подходит для перегруженных тонов и звуков хард-рока.

На изображениях выше показан сигнал схемы, использующей топологию JFET с низким коэффициентом усиления в обоих транзисторных усилителях. В общем, эти схемы дают меньшее усиление, чем Тиллман, что приводит к диапазону чистых и легких асимметричных перегруженных тонов.

Входной каскад имеет коэффициент усиления 0 дБ, регулятор тембра снижает амплитуду сигнала на -10 дБ на частоте 1 кГц, и последний каскад усилителя снова дает коэффициент усиления 0 дБ.

Может показаться, что гитарный сигнал на входе LM386 слишком низкий (63 мВ между пиками), но это не проблема, LM386 не требует сигналов высокого уровня на входе, на самом деле сигналы выше 195 мВ будут срезаны.

Последние два графика показывают выходной сигнал усилителя, когда коэффициент усиления установлен на минимальное и максимальное значение. Выходной сигнал переходит от чистого к легкому асимметричному овердрайву.

Таким образом эта схема схема - одно из лучших решений самодельного усилителя для электрогитары (если не считать гораздо более сложных ламповых конструкций), которую используя приведенное описание можно адаптировать под любые вкусы.

   Форум по гитарным УНЧ




   Форум по обсуждению материала УСИЛИТЕЛЬ К ЭЛЕКТРОГИТАРЕ


ИЗМЕРИТЕЛЬ ЕМКОСТИ ЛИТИЕВЫХ АКБ

Делаем цифровой TLIA-тестер Li-Ion аккумуляторов (измеритель емкости) на Atmega8 и дисплее WH1602.


ДАТЧИКИ ПРИБЛИЖЕНИЯ

Изучим разные типы датчиков приближения и объекты, которые они могут обнаруживать.


ТОЧНОЕ ИЗМЕРЕНИЕ ЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРА

Несколько методов точного измерения емкости конденсаторов. Теория и практика.



Радиосхемы » Схемы



» РАДИОЭЛЕМЕНТЫ


© 2010-2021 "Радиосхемы". Все права защищены  Почта  PDA   Группа вконтакте   Канал ютуб   Группа в фэйсбук