Вечно неразрешимая проблема: уровень выходного сигнала источника всегда ниже чувствительности входного каскада усилителя мощности. Специально что-ли так проектируют? Данный модуль разработан для дополнения основного блютуз-модуля на F-6888 для усиления его выходного сигнала до уровня, способного легко «раскачать» мощный усилитель.
Кроме дополнения основного блютуз-модуля на F-6888, может использоваться как самостоятельное устройство для применения в других схемах звуковоспроизведения. Фактически, получилось несколько вариантов универсального предварительного усилителя с однополярным питанием.
Версия 1.0:
- Однополярное питание. Позволяет легко применять такую схему (например) в автомобиле.
- Раздельная «земля». На случай питания источника сигнала и усилителя мощности разными источниками питания. При необходимости, можно согласовать развязку «земли» прямо на плате.
- Отдельная микросхема на каждый канал. Я принципиально отношусь к недопустимости проникновения сигнала из одного канала в другой, что неизбежно при использовании одной микросхемы на все каналы.
- Трехкратное усиление. Входной сигнал усиливается от 2-х до 3 раз — зависит от напряжения питания и подстройки КУ.
- Может использоваться как самостоятельный предусилитель для оконечного УНЧ (усилителя мощности). По сути, это обычный маломощный предварительный усилитель с фиксированным КУ. Все входы и выходы которого, помимо отв. на плате для сквозного подключения в составе блютуз-модуля на F-6888, выведены в один разъем для внешнего подключения.
Схема, дизайн платы и фото макета устройства версии 1.0:
Про основной модуль блютуз на F-6888 можно прочитать здесь.
Если модуль используется не как самостоятельное устройство, а совместно с блютуз-модулем на F-6888 (например версии 1.4), то фильтрующие конденсаторы на входе можно не ставить или увеличить их емкость до 10мкФ.
Конечно же, плата разведена не по «аудиофильски» – микросхемы с одной стороны, питание с противоположной. Не стоит истерить по этому поводу, это «производственная необходимость». Тем более, за счет небольшого смещения цепей и компонентов относительно друг-друга – все норм. — питание не оказывает никакого влияния на звук. И вообще, задрали эти бестолковые «аудиофилы» — слушают mp3-шки через «блютуз» в наушниках, с бесконечным конвертированием, преобразованием, шумоподавлением и пр. и при этом вопят по поводу «керамики» в звуковом тракте.
КУ настраивается сопротивлением резистора R5 (R10) — с указанными на схеме номиналами КУ = 3. Это максимальное значение для данной схемы потому, что однополярное питание минус падение напряжения на стабилизаторе не позволяют «выжать» больше без, заметных на слух, искажений.
Вообще, на мой взгляд, питание стало Ахилесовой пятой данной схемы потому, что применять сложный преобразователь питания в двухполярное, мне показалось излишним. В результате получаем ограниченный КУ. Но, как показала практика, даже такого КУ вполне достаточно в большинстве случаев, а иногда приходится и убавлять. Зато теперь есть весомый повод для доработки устройства :))
Версия 1.1:
В результате жестоких экспериментов и нещадной эксплуатации схема эволюционировала во что-то среднее между «было неплохо» и «стало не хуже»:
На самом деле отличия от первой версии не столь существенны (особенно в плане итогового результата), но все же, теперь лучше повторять ее:
- Операционник LM358 заменен на JRC4558. На практике оказалось, что от «низковольтности» LM358 толку в данной схеме нет, а вот JRC4558 звучит приятнее (на мой вкус).
- Конденсаторы теперь применяем только пленочные, по 10мкФ — на входе и на выходе.
- Усилительный и буферный каскады операционника поменял местами — мне показалось правильнее, когда сначала буфер, затем каскад усиления. Что-бы не гасить слабенький выход источника звука.
Заводские платы еще не заказывал, так что пока только фотки прототипа. В планах, все же попробовать схему с двухполярным питанием.
Версия 1.2:
Ради «спортивного» интереса, в автомобильной аудиосистеме повторять не стоит. Однако, схемотехника довольно интересна, поэтому я решил попробовать. Особенности схемы:
- Схема включения ОУ для двухполярного питания питается от однополярного.
- Напряжение питания ОУ подается на вход ОУ через резисторный делитель напряжения.
На мой взгляд, схема бредовая даже при применении суперкачественного источника питания, а про качество бортовой сети автомобиля я вообще не стану говорить. Схема работает, усиливает — проверил лично, но питание на вход… В результате, схема усиливает все, что есть в бортовой сети автомобиля и на «холостом ходу» усилителя мы отчетливо слышим «бред инопланетного разума».
Версия 2.0:
Несмотря на то, что пред. схемы работают отлично, все-таки возникла необходимость начать разрабатывать новый предусилитель с двухполярным питанием:
Версия 2.1:
В результате не очень жестоких экспериментов (почти все задуманное получилось с первого раза) схема эволюционировала в версию 2.1:
Отличий от предыдущих схем, на самом деле, довольно много:
- Двухполярное питание ОУ. Нужно для того, что-бы применить стандартную схему включения ОУ — двухполярную!
- Двухполярная схема работы ОУ. Такой «ход конем» позволил значительно увеличить коэффициент усиления без «клиппинга» при питании схемы от напряжения бортовой сети автомобиля.
- Шестикратное усиление. Входной аудио-сигнал усиливается в 6 раз! И это не «фьючерс» — это реально измеренное значение.
- Операционники NE5532. В основном, ради эксперимента — «ничё», играют.
- Увеличилась нагрузочная способность предусилителя. Теперь он легко и без искажений может «раскачивать» даже низкоомные наушники.
- Раздельной земли больше нет. На практике оказалось достаточно «правильно» (по аудиофильски) развести «землю».
- Добавлен CLC-фильтр перед стабилизатором напряжения. А что-бы было! Надо же куда-то девать выпаянные из Китайской электроники дросселя.
- Печатная плата стала больше. Формирователь отрицательного напряжения вынесен левее места, куда прикручивается плата блютуз-модуля F-6888. На фото ниже видно, как удобно все скомпоновалось. Теперь плата стала аудиофильская!
Питающее напряжение проходит через CLC-фильтр и стабилизируется микросхемой 1117-ADJ, настроенной на выходное напряжение 9В. Можно было использовать довольно редкий 1117-9.0, но я исходил из того, что есть. Светодиод POW1 помимо индикации питания обеспечивает минимальную нагрузку на стабилизатор.
Применение микросхемы 7660 позволило довольно просто получить двухполярное питание — не нужно мотать «минитрансформатор» на феррите или подбирать подходящий по размерам дроссель. Причем, мы получаем не просто две половинки питающего напряжения, а именно +9 и -9В относительно «земли».
Отрицательное напряжение без нагрузки, получается почти равным положительному, но, из-за этого «почти», в цепи питания ОУ добавлены токоограничивающие резисторы разных номиналов. Такой подход отлично балансирует питание между противоположными полюсами. Кроме того, получается дополнительный RC-фильтр по питанию.
Обратите внимание на подключение конденсаторов фильтрующих питание: особенно 0.1мкФ — они припаиваются между «полюсами» питающего напряжения, а не относительно «земли». Это экспериментальный подход, но на практике он работает.
Схемотехника операционного усилителя полностью повторяет оригинальную схему Рода Эллиотта (ESP) из Project 88. Я решил не изобретать велосипед, а просто взять самое лучшее в открытом доступе. Кстати, на сайте Рода Эллиотта есть отличная статья на тему: «почему интересно все делать самому»
Усилитель неинвертирующий — двухполярное питание позволяет использовать любую схему на ОУ, а это очень сильно расширяет простор для творчества. В схеме Р. Эллиотта также применен буферный каскад перед усилительным. Кроме того, добавлены детали для ограничения входного/выходного сопротивления. КУ данной схемы устанавливается резистором R15 (правый канал) и R29 (левый канал).