Wzmacniacz gitarowy.pdf
(
1171 KB
)
Pobierz
ep_07_024-028_wzmacniacz_gitarowy.indd
Prosty wzmacniacz do ćwiczeń gry na gitarze
Prosty wzmacniacz do
ćwiczeń gry na gitarze
AVT-435
Zaprojektowany układ jest
wzmacniaczem gitarowym
przeznaczonym do domowych
ćwiczeń i wprawek. Co prawda
jego moc nie wystarcza do
zastosowań koncertowych,
jednak parametry układu
pozwalają na wykorzystywanie
go w czasie domowych
prób gitarowych. Do układu
można dołączać dodatkowe
urządzenia dźwiękowych efektów
specjalnych. Jest także wyjście
pozwalające na podłączenie
magnetofonu i nagrywanie taśm
demo.
Rekomendacje:
Wzmacniacz polecamy wszystkim
tym gitarzystom, którzy nie
występują (jeszcze) na dużych
salach koncertowych lub
estradowych naszpikowanych
profesjonalną elektroniką.
Opis
układu
Schemat elek-
tryczny układu jest po-
kazany na
rys. 1
. Obwo-
dy wzmacniacza można podzielić
na następujące bloki funkcjonalne:
układy wejściowe z ogranicznikiem
amplitudy, filtry kształtujące cha-
rakterystykę częstotliwości wzmac-
niacza, końcowy wzmacniacz mocy
i zasilacz. Każdy z bloków zostanie
teraz krótko omówiony.
1. Wzmacniacz wejściowy
i ogranicznik
Sygnał z przetwornika gitary po-
dawany jest na wejście JP7 wzmac-
niacza. Elementy R1, D1 i D2 peł-
nią rolę zabezpieczenia przed zbyt
wysokim sygnałem, mogącym znisz-
czyć układ wejściowy. Może tak się
zdarzyć na skutek pomyłkowego po-
dania na wejście wzmacniacza sy-
gnału o zbyt dużej amplitudzie, np.
z wyjścia innego wzmacniacza. Dio-
dy D1 i D2 obcinają symetrycznie
niebezpieczny przebieg do poziomu
napięć stabilizacji (Zenera). Wzmoc-
nienie stopnia wejściowego regulo-
wane jest potencjometrem P1, który
wraz z opornikiem R5 pracuje w ga-
łęzi ujemnego sprzężenia zwrotnego.
Im większa sumaryczna oporność
tych elementów, tym większe jest
wzmocnienie stopnia. Od pewnego
momentu wzmocnienie może być
tak duże, że dojdzie do przestero-
wania, czyli obcinania wierzchołków
sygnału na symetrycznym ogranicz-
niku diodowym D3, D4. Taki stan
sygnalizuje świecenie diody LED
dołączonej do wyjścia CON2. Dioda
znajduje się na wyjściu komparato-
ra okienkowego zbudowa-
nego ze wzmacniaczy U2C
i U2D. Dolny próg zadziałania kom-
paratora wyzwalający świecenie dio-
dy wyznaczają oporniki R47...R49.
We wzmacniaczu jest on ustawiony
na ok. 50
mV wartości skutecznej
sygnału z przetwornika gitary. Tę
wartość można zmienić dobierając
opornik R47. Korzystanie z efektu
przesterowania urozmaica i dyna-
mizuje dźwięk gitary. Kondensatory
C30 i C31 wydłużają czas świecenia
diody tak, aby sygnalizowane były
nawet krótkie momenty przesterowa-
nia. Na wyjściu JP6 dostępny jest
do wykorzystania w urządzeniach
zewnętrznych wzmocniony sygnał
z przetwornika gitary nie poddany
jeszcze żadnym korekcjom.
2. Stopnie korekcji charaktery-
styki częstotliwościowej i regulacji
barwy dźwięku
Pożądane brzmienie gitary osią-
gane jest poprzez wstępne skorygo-
wanie charakterystyki częstotliwo-
ściowej wzmacniacza oraz ustawie-
nie przez grającego odpowiadającej
mu barwy dźwięku.
Wstępne, selektywne wzmocnie-
nie częstotliwości wysokich realizo-
wane jest za pomocą kilku filtrów
RC. Zapewniają one podbicie wy-
sokich tonów przy środkowych po-
łożeniach potencjometrów regulacji
PODSTAWOWE PARAMETRY
• Płytka o wymiarach 188 x 76 mm
• Zasilanie 2 x 12 V
• Moc wyjściowa ok. 40 W
• Czteropunktowa niezależna regulacja barwy
dźwięku
• Regulowany ogranicznik sygnału
wejściowego z diodową sygnalizacją
przesterowania
• Oddzielna regulacja wzmocnienia i poziomu
„master”
• Dwa gniazda do podłączania urządzeń
wytwarzających efekty specjalne
24
Elektronika Praktyczna 7/2005
P R O J E K T Y
Prosty wzmacniacz do ćwiczeń gry na gitarze
Rys. 1. Schemat elektryczny prostego wzmacniacza do ćwiczeń gry na gitarze
Elektronika Praktyczna 7/2005
25
Prosty wzmacniacz do ćwiczeń gry na gitarze
Rys. 2. Charakterystyki częstotliwościowe wzmacnia-
cza dla różnych ustawień potencjometrów regulacji
barwy tonów niskich i wysokich
we wzmacniaczach dla
instrumentów muzycz-
nych zawsze bardziej
pożądane jest uwypu-
klanie częstotliwości
niższych i wyższych
kosztem środkowych.
Z kolei dla tonów ni-
skich, regulacja odbywa
się poprzez ustawienie
potencjometru P4 nato-
miast na poziom tonów
wysokich wpływa po-
tencjometr P5.
Na
rys.
2
i
rys.
3
są pokazane charak-
terystyki częstotliwo-
ściowe wzmacniacza
dla różnych ustawień
potencjometrów regula-
cji barwy. Na rys. 2 górna charak-
terystyka odpowiada sytuacji gdy
potencjometry regulacji tonów wy-
sokich i niskich ustawione są na
maksimum, natomiast dolna odpo-
wiada przypadkowi gdy oba poten-
cjometry skręcone są na minimum.
Z kolei na rys. 3 pokazano wpływ
regulacji tonów średnich. Górna
charakterystyka na rysunku odpo-
wiada sytuacji gdy potencjometry
P2 i P3 ustawione są na maksi-
mum. Skręcenie potencjometru P2
daje krzywą z minimum w okolicach
200 Hz natomiast ustawienie na
minimum potencjometru P3 odnosi
się do wykresu z minimum w oko-
licach 1 kHz. Maksymalna różnica
wzmocnień w różnych częściach pa-
sma dla skrajnych ustawień poten-
cjometrów sięga 30 dB.
3. Wzmacniacz mocy i gniazda
sygnałowe
Końcowy wzmacniacz mocy zbu-
dowany został na układzie TDA7294.
Zanim sygnał zostanie podany na
jego wejście jest do-
stępny w gniazdach słu-
żących do podłączenia
zewnętrznych urządzeń.
Sygnał w gnieździe JP1
jest zawsze obecny
i może być wykorzysta-
ny do wykonania na-
grań na magnetofonie.
Do gniazda JP2 można
dołączyć urządzenia
dające dodatkowe efek-
ty podczas gry na gi-
tarze. Jeżeli nie są one
dołączane, to styki 1
i 2 tego gniazda powin-
ny być ze sobą zwarte.
Z kolei w gnieździe JP3
jest symetryczny sygnał
wyjściowy o amplitudzie ok. 1 V.
Może być wykorzystany do odsłu-
chu lub do sterowania dodatkowego
wzmacniacza mocy.
Maksymalna moc wyjściowa zasto-
sowanego wzmacniacza U5 zależy od
poziomu sygnału wejściowego oraz
poziomu napięć zasilających. Zasto-
sowanie transformatora dostarczające-
go symetryczne napięcie o wartości
±20 V pozwala osiągnąć maksymal-
ną moc ok. 40 W. Przy wyższych
napięciach zasilania można osiągnąć
nawet 100 W mocy wyjściowej, jed-
nak wiąże się to z pewnymi ograni-
czeniami o czym napiszę dalej.
Wzmacniacz ma wewnętrzne za-
bezpieczenie przeciwzwarciowe i jest
odporny na przesterowanie zbyt du-
żym sygnałem wejściowym. Dodat-
kowo układ ma wbudowane zabez-
pieczenie termiczne przed przegrza-
niem w przypadku niedostatecznego
chłodzenia.
Konstrukcja wzmacniacza mocy
została oparta na nocie aplikacyj-
nej znajdującej się w dokumentacji
technicznej układu TDA7294 produ-
kowanego przez firmę SGS–THOM-
SON. Układ może być obciążany
zestawami głośnikowymi o impe-
dancji 4 V lub 8 V. Przy zasilaniu
±20 V zniekształcenia nieliniowe
wzmacniacza są mniejsze niż 1%.
4. Zasilacz
Zasilacz dostarcza napięć do
wszystkich obwodów wzmacniacza.
Zmienne napięcie transformatora
podawane jest na gniazdo JP5. Wy-
prowadzenie środkowe dwóch po-
łączonych ze sobą uzwojeń łączy
się z wyprowadzeniem JP5–2, które
jest zwarte z masą układu. Napięcie
zmienne prostowane jest w most-
ku M1 i filtrowane wobu gałęziach
przez kondensatory o pojemności
co najmniej 2200 µF. To niestabi-
lizowane napięcie zasila końcowy
wzmacniacz mocy. Zależnie od ro-
dzaju zastosowanego transformatora
sieciowego i oczekiwanej maksymal-
nej mocy wyjściowej wzmacniacza
napięcia zasilające powinny mieścić
się w przedziale od ±15...±25 V.
Tak duże napięcia nie mogą być
bezpośrednio użyte do zasilania
wzmacniaczy operacyjnych w pozo-
stałych blokach układu. Z tego po-
wodu w zasilaczu zastosowane zo-
stały układy stabilizatorów U6, U7
dostarczające napięć o poziomach
ok. 12 V. W czasie prób nad pro-
totypem okazało się, że do tego
celu nie nadają się standardowe
stabilizatory serii 7812 i 7912. Co
barwy. Są to R3, C3 przy układzie
U1; R12, C9 przy U2B oraz R35,
C21 przy U2A. Z kolei filtr R8, C6
i R9, C7 powoduje częściowe wytłu-
mienie składowych dźwięku o czę-
stotliwościach w pobliżu 700 Hz, co
daje efekt uwypuklenia tonów wy-
sokich i niskich.
Ponieważ podbijanie wysokich
częstotliwości powoduje zwiększenie
szumów, więc są one eliminowane
poprzez filtry R10, C8 iR37, C20
oraz filtr dolnoprzepustowy Bessela
zbudowany na układach U3B i U3A.
Układ regulacji barwy dźwię-
ku składa się z filtrów opartych na
wzmacniaczach operacyjnych ozna-
czonych jako U3C, U3D i U4A.
Pierwsze dwa są filtrami środkowo
zaporowymi dla dolnej i górnej części
środka pasma. Ustawienia potencjo-
metrów P2 i P3 wprowadzają więk-
sze lub mniejsze tłumienie dźwięku
w tym zakresie częstotliwości. Selek-
tywne tłumienie częstotliwości środ-
kowych może budzić zdumienie, ale
Rys. 3. Charakterystyki częstotliwościowe wzmacnia-
cza dla różnych ustawień potencjometrów regulacji
barwy tonów średnich
26
Elektronika Praktyczna 7/2005
Prosty wzmacniacz do ćwiczeń gry na gitarze
prawda sumaryczny prąd pobierany
przez wzmacniacze operacyjne nie
jest duży, to jednak w połączeniu
ze sporą różnicą napięć pomiędzy
wejściem i wyjściem stabilizatora
poziom odkładającej się mocy był
zbyt duży i stabilizatory ulegały
uszkodzeniu. Rozwiązaniem okazało
się zastosowanie układów LM317
i LM337 z dobieranym za pomocą
dzielnika oporowego napięciem wyj-
ściowym. Układy te mogą pracować
przy różnicy napięć wejściowych
i wyjściowych dochodzącej nawet
do 40 V. Oczywiście ograniczeniem
jest także maksymalna moc odkła-
dana na stabilizatorach, jednak przy
zastosowaniu transformatora o na-
pięciach wyjściowych 20 V stabili-
zatory wyposażone w małe radiatory
pracowały stabilnie.
niejszy demontaż i przeróbki mogą
być kłopotliwe.
Dla ułatwienia życia czytelni-
kom EP razem z płytką drukowaną
zaprojektowana została prowizorycz-
na płyta przednia na której można
zamontować potencjometry korek-
cji barwy dźwięku i gniazda. Płyta
może się przydać w czasie urucha-
miania wzmacniacza lub gdy chce-
my z niego korzystać, zanim po-
wstanie odpowiednia obudowa. Je-
żeli będzie przykręcona za pomocą
kątowników bezpośrednio do płytki
wzmacniacza to wyprowadzenia po-
tencjometrów można połączyć z od-
powiednimi otworami w płytce za
pomocą krótkich przewodów lub
srebrzanek. Odpowiednio usytuowa-
ne otwory znajdują się na obydwu
elementach. Oprócz potencjometrów
na płycie przedniej można zamonto-
wać gniazdo wejściowe, gniazda dla
urządzeń efektów specjalnych, diodę
sygnalizującą przesterowanie i diodę
zasilania.
W modelu zastosowano radiator
żeberkowy o wymiarach 180x50 mm.
Powinien być mocno skręcony
z układem U5 końcowego wzmac-
niacza mocy. Ponieważ kołnierz od-
prowadzający ciepło z układu jest
połączony wewnętrznie z ujemnym
napięciem zasilania, więc w celu
odizolowania radiatora od napięć
zasilacza należy w czasie monta-
żu zastosować mikową przekładkę
z przepustem izolującym śrubę od
kołnierza. Trzeba także pamiętać
o posmarowaniu miejsca do którego
przykręcony będzie układ pastą sili-
konową w celu zmniejszenia oporów
termicznych i lepszego odprowadza-
nia ciepła z układu do radiatora.
W małe radiatory powinny być także
wyposażone stabilizatory U6, U7.
R61, R62: 270
V
R63, R64: 100
V
R65: 20 k
V
R66: 30 k
V
Kondensatory
C1, C8, C18: 220 pF
C2, C3, C13: 22 nF
C4, C12, C17, C28, C29: 1 µF
C5: 68 pF
C6: 10 nF
C7: 68 nF
C9, C10, C11, C14, C21: 4,7 nF
C15: 150 nF
C16, C22: 2,2 nF
C19: 33 nF
C20, C23, C27: 680 pF
C24: 2,7 nF
C25: 1,5 nF
C26: 3,3 nF
C30: 220 nF
C31: 10 µF/63 V
C32: 470 nF
C33, C46: 22 µF/25 V
C34, C38: 100 nF
C35…C37, C39: 10 µF/25 V
C40, C41: 2200 µF/25 V
C42, C43: 100 µF/25 V
C44, C45: 47 µF/25 V
Półprzewodniki
U1: TL071
U2, U3: TL074
U4: TL072
U5: TDA7294
U6: LM317T stabilizator z radiatorem
U7: LM337T stabilizator z radiatorem
Q1: BC547
D1, D2, D7, D8: C3V3 dioda Ze-
nera
D3...D6, D9: 1N4148
M1: BRIDGE1 mostek prostowniczy
DL1: CON2 dioda LED przestero-
wania
DL2: GREEN dioda LED zasilania
Inne
B1, B2: 1 A F wkładka bezpieczni-
kowa z gniazdem do druku
JP4: HEADER 2 AK550/2 kostka
zaciskowa do druku
JP5: HEADER 3 AK550/3 kostka
zaciskowa do druku
JP6: LINE/DRY AK550/2 kostka zaci-
skowa do druku
JP7: PHONEJACK gniazdo wtyku
gitarowego
JP2: RTN AK550/3 kostka zaciskowa
do druku
JP1: SND AK550/2 kostka zaciskowa
do druku
JP3: SYM AK550/3 kostka zaciskowa
do druku
P1: 47 k
V
potencjometr liniowy
P2…P4: POT2 potencjometr liniowy
P5: 22 k
V
potencjometr liniowy
P6: 2x10 k
V
podwójny potencjo-
metr liniowy
radiator żeberkowy 180 x 50 mm
(minimum)
transformator TS90/16 lub toroidalny
2x20 V *
Budowa i uruchomienie
wzmacniacza
Własnoręczne zbudowanie opi-
sanego wzmacniacza nie jest skom-
plikowane. Zastosowane elemen-
ty przewlekane i układy scalone
w obudowach DIP nie wymagają
specjalnych narzędzi. Przy montażu
warto pamiętać o właściwej kolejno-
ści: najpierw zwory potem elemen-
ty przewlekane na końcu układy
scalone, które można zamontować
w podstawkach. Przed rozpoczęciem
pracy należy także zdecydować,
gdzie płytka wzmacniacza będzie
montowana, czy w oddzielnej obu-
dowie czy np. w obudowie kolum-
ny. Od tego zależy sposób montażu
potencjometrów i gniazd. W płytce
przewidziano otwory do wlutowania
potencjometrów jednak być może
wygodniej będzie je zamontować na
oddzielnej płycie czołowej. W każ-
dym przypadku należy pamiętać
aby, dla wydajnego odprowadzania
ciepła, radiator układu scalonego
wzmacniacza mocy miał zapewnio-
ną swobodną cyrkulację powietrza.
Zależnie od przyjętego sposobu
montażu, kostki złącz gniazd wyj-
ściowych JP7, JP6, JP1 i JP2 mogą
być montowane albo od góry płytki
albo przewody gniazd będą lutowa-
ne bezpośrednio do płytki drukowa-
nej w miejscu lutowania kostek. Na-
leży także pamiętać, że ze wzglę-
du na umiejscowienie układu U5
jego znacznych rozmiarów radiator
musi być mocowany z tyłu do płyt-
ki drukowanej wzdłuż jej szerszej
krawędzi. Planowanie ostatecznego
kształtu wzmacniacza lepiej prze-
prowadzić na początku, gdyż póź-
WYKAZ ELEMENTÓW
Rezystory
R1, R6, R11, R32, R33, R35, R36,
R42…R46, R48, R49, R59: 10 k
V
R2, R34: 470 k
V
R3, R54: 1,5 k
V
R4, R9, R30, R31: 3,3 k
V
R5, R12, R15, R18, R21, R24, R25,
R29, R38...R41: 4,7 k
V
R7, R51, R67, R68: 2,2 k
V
R8, R13, R19, R28, R37, R53, R56,
R58: 22 k
V
R10: 47 k
V
R14, R20, R27, R47, R55: 1 k
V
R16, R17, R22, R23, R52: 220 k
V
R26: 15 k
V
R50: 100 k
V
R57: 680
V
R60: 3 k
V
Elektronika Praktyczna 7/2005
27
Prosty wzmacniacz do ćwiczeń gry na gitarze
Uruchomienie wzmacniacza
Przed zamontowaniem do płytki
układów scalonych warto najpierw
sprawdzić czy zasilacz dostarcza pra-
widłowych napięć. Bez obciążenia,
napięcia względem masy na obydwu
bezpiecznikach nie powinny prze-
kraczać ±30 V natomiast napięcia
stabilizowane U2+ i U2– powinny
mieścić się w przedziale 12...13 V.
Poziom stabilizowanego napięcia do-
datniego i ujemnego można skorygo-
wać opornikami R67, R68.
Przed wlutowaniem do płytki
układów scalonych należy albo roz-
ładować kondensatory C40, C41 za-
silacza zwierając je na pewien czas
opornikiem 1 kV, lub wyjąć z podsta-
wek bezpieczniki. Ponieważ elektro-
lity długo magazynują energię mogą
się gwałtownie rozładować w czasie
lutowania układów uszkadzając je.
Po zakończeniu montażu wzmac-
niacza można zewrzeć do masy wej-
ście JP7 i sprawdzić woltomierzem po-
ziom napięć na wyjściach wzmacnia-
czy operacyjnych. Jeżeli wszystko jest
w porządku, to napięcie na wszystkich
wyjściach, z wyjątkiem U2C i U2D,
powinno być bliskie 0 V, natomiast
na wyjściach wymienionych dwóch
wzmacniaczy, tworzących komparator
okienkowy, jego wartość powinna być
bliska U2. Ostatecznym testem dla
wzmacniacza jest podłączenie kolum-
ny głośnikowej o mocy nie mniejszej
niż 50 W oraz gitary i kontrola regula-
cji barwy dźwięku.
Uwagi końcowe
Ponieważ autor nie rości sobie
prawa do wydawania kompetentnych
opinii na temat walorów i jakości
dźwięku opracowanego wzmacniacza,
więc poproszono o jego przetestowanie
profesjonalnych gitarzystów. Ogólne
wrażenie było pozytywne, a wzmac-
niacz dobrze się sprawował podczas
wprawek i ćwiczeń. Szczegółowe suge-
stie wiązały się z osobistymi preferen-
cjami muzyków i były następujące:
• Czułość wejściowa mogła by być
nieco mniejsza tak, by przestero-
wanie wypadało przy ¾ obrotu
potencjometru. Parametry te za-
leżą od sumarycznej oporności
potencjometru P1 i opornika R5
można poeksperymentować z ich
wartościami.
• Maksima korekcji tonów śred-
nich wypadają zbyt blisko siebie.
Można na to wpłynąć zmieniając
wartości oporników połączonych
Rys. 4. Schemat montażowy wzmacniacza
z potencjometrem P2, a więc nale-
ży skorygować R13 i R14.
• Moc wyjściowa mogła by być
trochę większa. Uwagi opisują-
ce ograniczenia mocy wyjściowej
znajdują się w części poświęconej
zasilaczowi.
• Należy zwrócić uwagę na bezpie-
czeństwo użytkowania wzmacnia-
cza, szczególnie na możliwość po-
rażenia prądem. Należy sprawdzić
czy nie ma przebicia pomiędzy
uzwojeniem pierwotnym, a uzwo-
jeniami wtórnymi transformatora.
Woltomierzem trzeba sprawdzić
czy pomiędzy strunami gitary,
a np. masą wzmacniacza nie wy-
stępuje napięcie niebezpieczne.
Ryszard Szymaniak, EP
ryszard.szymaniak@ep.com.pl
W ofercie AVT sa dostępne:
- [AVT-435A] płytka drukowana
- [AVT-435B] kompletny zestaw *) nie
zawiera transformatora
28
Elektronika Praktyczna 7/2005
Plik z chomika:
jawik
Inne pliki z tego folderu:
sgs_501_i_601_pl.pdf
(9179 KB)
jvc_ux-tb30b_e_en_ev_sm.pdf
(3914 KB)
Led duzej mocy.pdf
(2393 KB)
W głośnikowym żywiole, część 16.pdf
(2735 KB)
AVT5404 Dwudrożna zwrotnica aktywna.pdf
(1775 KB)
Inne foldery tego chomika:
DIUNA
Edward Stachura
Haruki Murakami
Masterton Graham
MOBI
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin