Tato konstrukce zesilovače vychází z ověřených doporučených zapojení výrobců integrovaných obvodů. Jejím cílem je představit a poměrně podrobně popsat návrh stereofonního koncového zesilovače s možností individuálního doladění podle možností a schopností každého zájemce o stavbu.
Základ tvoří dva výkonové nízkofrekvenční zesilovače v pouzdru TO220 s pěti vývody. Protože v tomto pouzdru se shodným rozložením vývodů vyrábí své typy více výrobců, je možné zesilovač postavit podle vašich potřeb nebo možností. Zvolený typ pouzdra bohužel limituje maximální dosažitelný výstupní výkon. Při vhodné konstrukci lze dosáhnout výkonu až 2 x 30 W. To je výkon, který by měl s vhodnými reproduktory postačit pro běžné nároky na poslech v domácnosti i v pokoji mladého teenagera (2 x 30 W plného výkonu se slušnými reproduktory vám zajistí alespoň 1 minutu plného prožitku - než přijdou rodiče nebo sousedé a dají vám pár facek :-).
Zesilovač lze zařadit do kategorie "střední třída" - nepatří mezi špičková zařízení. Jde o relativně snadnou konstrukci, kterou by měl zvládnout i začínající elektrotechnik. Předpokladem jsou alespoň základní znalosti elektroniky a zvládnutí pájecího postupu. Pokud jste ještě pájku v ruce nedrželi nebo vám dělají problémy pojmy jako "napětí" a "proud", doporučuji získat zkušenosti a základy na jednodušších stavebnicích!
Pro zesilovač bylo vybráno zapojení s nesymetrickým napájením. Důvody jsou následující:
V následujícím textu je popsáno schéma zesilovače, na kterém máte zakreslen jenom 1 kanál. Druhý kanál je identický, pouze všechny součástky na desce a v seznamu součástek mají index o 100 větší.
Zvolené integrované obvody jsou vlastně tzv. výkonové operační zesilovače. Zesilovač U1 pracuje s nesymetrickým napájením. Poloviční napětí, které určuje klidovou hodnotu výstupu, vytváří dělič 2 shodných rezistorů R2 a R3. Filtrační kondenzátor C2 potlačuje pronikání případného zvlnění napájecího napětí do vstupu. Odtud by se promítalo i na výstup. Protože neivertující vstup U1 je stejnosměrně posazen na polovinu napájecího napětí, je nutné jej kapacitně oddělit od předcházejících obvodů kondenzátorem C1. Rezistor R1 pouze udržuje vstup zesilovače na nulovém potenciálu a není pro funkci nezbytně nutný. Např. při připojení vstupu přes potenciometr, zajistí toto samotný potenciometr. Vstupní odpor zesilovače je dán rezistorem R4 (s přičtením vlivu paralelního odporu R1).
Zesílení zesilovače je dáno zpětnou vazbou definovanou rezistory R5 a R6. Kondenzátor C4 stejnosměrně odděluje zpětnou vazbu od země. Musí mít vhodnou kapacitu, protože ovlivňuje nejnižší přenášené kmitočty. Můžete si zkusit přepočítat, jak kondenzátor C4 ovlivňuje přenos zesilovače (nápověda: Xc=1/(2πfC)). Reaktance kondenzátoru se jednoduše připočítá k odporu R6 a tím ovlivní zpětnou vazbu. Zkuste to např. pro 50, 500 a 5000 Hz. Pokud vám přenos bude připadat nedostatečný, můžete zkusit zvýšit kapacitu C4.
Diody D1 a D2 chrání výstup integrovaného obvodu proti špičkám, které by se mohly indukovat při rychlém vypnutí indukční zátěže (reproduktor). Jejich použití závisí na typu integrovaného obvodu. Zkontrolujte v technickém listu, zda výrobce tyto diody předepisuje, nebo jsou již zahrnuty ve struktuře obvodu. Pokud je použijete, nic nezkazíte...
Kondenzátor C6 se používá pro tzv. blokovaní napájecího napětí a C3 slouží jako malá zásobárna energie při krátkých odběrových špičkách. Oba by měly být vždy co nejblíže integrovanému obvodu.
RC článek R7, C7 se nazývá "Boucherotův člen" a slouží (podobně jako C9) ke zvýšení stability. Hodnoty jsou převzaty z katalogového listu výrobce.
Poslední součástkou zesilovače je kondenzátor C5. Odděluje stejnosměrně zátěž, protože výstup integrovaného obvodu má klidový potenciál poloviny napájecího napětí. Kapacitu použijte podle doporučení výrobce, případně ji můžete složit z více menších. Nezapomeňte, že výstupní napětí může vzrůst až na téměř plné napájecí napětí. Proto osaďte vždy kondenzátor na dostatečně velké napětí.
Horní část schématu obsahuje napájecí část. Prvky společné pro oba kanály mají indexy 50 a výše. Části samostatné pro každý kanál pak mají odpovídající číslování.
Napájení z transformátoru se usměrňuje Graetzovým můstkem diod D51 až D54. Paralelně k nim jsou připojeny odrušovací kondenzátory C53 až C56. Filtraci zajišťují kondenzátory C51 a C52. Před vlastní konstrukcí zesilovače si spočítejte, jaké napětí vám dodá transformátor a jak je třeba dimenzovat napěťově kondenzátory.
Za pojistkou F1 je připraven obvod stabilizátoru. Tato část není bezpodmínečně nutná, zlepšuje parametry zesilovače. Zvažte podle uvedeného postupu, zda jej použijete.
Zesilovač je stavěn jako "jednodeskový". Na 1 desce plošného spoje jsou oba koncové stupně i napájecí zdroj. K desce pak stačí připojit pouze vhodný transformátor, vstupní a výstupní konektory, případně na vstup regulátor hlasitosti (dvojitý potenciometr), to vše umístit do hezké krabice a máte ideální zesilovač pro poslech vaší oblíbené kapely z MP3 přehrávače. Vstupní citlivost je asi 200 až 500 mV podle sestavené varianty, což by mělo plně vyhovovat prakticky všem přehrávačům s výstupem na sluchátka.
Všimněte si, že na desce jsou i dvě drátové propojky. Ty vedou výstupní signál u jednoho kanálu a napájení u druhého kanálu. Protože jimi potečou větší proudy použijte pro ně silnější vodič.
Zde je seznam součástek a také předloha plošného spoje. Stačí obrázek vytisknout v rozlišení 600 dpi. Rozměr je 150x75 mm.
K desce je současně přimontován i nezbytný chladič, takže zesilovač tvoří kompletní modul. Deska chladiče je spojena se "zemí" zesilovače - je součástí elektrického obvodu. Při zapojování dejte pozor, ať něco nezkratujete na chladič.
Při pájení integrovaných obvodů je vhodné posílit střední vývod pocínováním nebo i kouskem vodiče. Přes vývody č. 3, 4 a 5 totiž potečou větší proudy.
Na obrázku je znázorněno i možné připevnění desky plošného spoje k chladiči pomocí kousku plošného spoje připájeného k desce.
V následující tabulce máte vypsané některé integrované obvody, které můžete v zesilovači použít.
Obvody uvedené v tabulce nejsou jediné typy, které je možné v zesilovači použít. Existují i další výrobci a prodejci, kteří dodávají nf zesilovač pod jiným označením. Např. NTE (NTE1378, NTE1380, NTE1376, NTE7169, NTE7143) nebo výrobci z dálného východu YD1008, YD2030 případně pozůstatky z historie - A2030V, 174YH19...
V tabulce jsou vybrané některé parametry:
Pro kompletní zesilovač budete potřebovat kromě modulu zesilovače a transformátoru ještě několik věcí. Především to bude krabice, do které zesilovač umístíte. Dbejte na to, aby chladič měl dostatečný kontakt s okolním ovzduším. Před transformátor je potřeba zapojit ještě síťovou pojistku a vypínač.
Výstup obou kanálů půjde na vhodné výstupní svorky. Podobně vstupní signál přivedete z nějakých svorek (CINCH, JACK apod.) přes vhodný potenciometr. Doporučená hodnota je stereo 5 kOhm s logaritmickým průběhem. Pokud budete chtít zesilovat signál z více zdrojů, můžete použít přepínač pro více vstupů.
Doufám, že po finálním dokončení a otestování vám bude zesilovač sloužit ke spokojenosti dlouhou dobu.