Меню

Как сделать усилитель тока в домашних условиях

Как сделать усилитель постоянного тока своими руками

Усилитель постоянного напряжения – это устройство, увеличивающее напряжение в определенное число раз. Такое устройство может быть незаменимым, в частности, для усиления сигнала от разного рода датчиков (например, термопар), равно как и для любых других случаев, когда требуется измерить очень малое напряжение (порядка 1 милливольта и менее).

Конечно, для такой цели можно приобрести соответствующий милливольтметр (или даже микровольтметр). Однако, его стоимость на дату написания статьи (2019 г.) составляет от 5 тыс. руб. (и то при условии, что если он совсем уж Алиэкспрессный). А так, мало-мальски точные приборы стоят 20, 30 тыс. руб., а то и более. Правда, они, в дополнение, зачастую имеют множество разных других функций – например, сохранение результатов, передача их на компьютер через USB-интерфейс и др. Что, впрочем, нужно не всегда. Да и, как правило, такие приборы являются достаточно объемными, занимают немало места.

Есть, конечно, недорогие мультиметры со шкалой измерения напряжений 200 мВ. Но, и они неспособны достаточно точно измерить малые напряжения в диапазоне единиц и долей милливольта.

В этой статье мы с Вами посмотрим, каким образом можно собрать самодельный простой (но, достаточно точный) усилитель постоянного напряжения.

Конечно, в самом простом случае в качестве такого усилителя может фигурировать обычный транзисторный каскад (один или несколько). Но, там придется выполнять стабилизацию (чтобы параметры усилителя не изменялись в зависимости от температуры), защиту от короткого замыкания и т.п. Поэтому, конечно, не все так просто.

Вот схема, основанная на операционных усилителях (из книги Алексеев А.Г., Войшвилло Г.В. Операционные усилители и их применение.- М.: Радио и связь, 1989.-120с.):

Эта схема – достаточно стабилизированная, путем отрицательной обратной связи. Впрочем, прецизионной ее назвать, все-таки, нельзя. Так как сами по себе операционные усилители К140УД7 не являются прецизионными (в отличие от К140УД13). Поэтому, если требуется высокая точность усилителя, нужно заменить К140УД7 на что-нибудь более точное. Так можно выполнить уже вполне профессиональный прибор.

Основываясь на ней, выполнена схема усилителя напряжения (в виде готовой печатной платы):

Для наглядности, схема выполнена на двух печатных платах одинакового размера.

Примечание 1 : разработка печатных плат выполнялась вручную, без использования программного обеспечения. Кроме того, не ставилась цель достижения особой компактности. Поэтому размеры плат получились несколько большими. Видится, что при оптимизации вполне возможно снизить их площади раза в два. Правда, при этом возрастет трудоемкость монтажа.

Примечание 2 : Так как схема дорабатывалась в процессе ее монтажа, обозначения ее элементов (например, резисторов) не везде идут последовательно. Например, после R1 сразу идет R15, ну, и т.д.

На первой (выше по схеме) реализован, собственно, усилитель, а также защиту выходного каскада ОУ D3 (на всякий случай). Вторая плата содержит вспомогательные схемы, как то:

Несущая частота операционного усилителя D1 выбирается равной 1 кГц, что достигается при С1 = 1000 пФ. Полоса пропускания D1 не превышает 50. 100 Гц, коэффициент усиления равен 7, а=0,5 мкВ/°С, а максимальное выходное напряжение примерно равно ±0,5 В.

Оба этих ОУ способствуют увеличению коэффициента усиления, а третий по схеме, кроме того, позволяет получить амплитуду выходного напряжения около 12 В. Из-за общей ОС коэффициент усиления KF= R2/R1 не превышает нескольких сотен или тысяч (об этом – см. ниже).

Конденсаторы С2 и СЗ являются разделительными, а С4 обеспечивает сглаживание пульсаций преобразованного напряжения, т.е. относится к ФНЧ.

Судя по фактическим параметрам схемы, коэффициент усиления напряжения получился равным KF = 107*10 3 /900 = 119. Если требуется иное значение коэффициента усиления, его можно получить, подбирая значения резисторов R1 и R2. Есть рекомендации, согласно которым R2 целесообразно выбирать не выше 100…150…200 кОм, а R1 – не ниже 200…400 Ом. Таким образом, максимальное значение коэффициента усиления предлагаемой схемы может составить, ориентировочно, 200*10 3 /200 = 1000. Правда, чем ниже R1, тем ниже будет экономичность усилителя, что является актуальным в случае питания его от комплекта батареек (типа «Крона»).

Описание работы схемы усилителя

Кого это не интересует, могут сразу посмотреть его внешний вид. Начнем по порядку.

Стабилитроны VD1, VD2 предназначены для ограничения напряжения, поступающего на вход операционного усилителя D1 до 2,7В. Впрочем, их напряжение стабилизации не является критичным, так как они включены встречно друг к другу. При таком включении максимальный уровень напряжения на входе 3 операционного усилителя К140УД13 составит не более, чем доли вольта (примерно до 0,5 В – что ниже, чем максимально допустимое входное напряжение К140УД13). Т.е., по сути, в данном случае стабилитроны работают в качестве обычных диодов.

Защита входного каскада усилителя К140УД13

Резистор R14 служит для защиты входного каскада ОУ D1. Например, если сигнал датчика, подключенного к нему, резко превысит свое значение. Или если по ошибке туда будет подключен источник ЭДС или др. Проведем расчет максимального напряжения, при котором еще не произойдет повреждение К140УД13.

Конечно, вполне можно довести максимально допустимое напряжение до 500…600 В, как это делается во многих современных мультиметрах. Например, установив R14 равным 3 кОм.

Ограничитель помех

В качестве ограничителя помех выступает резистор R15. Опытным путем подобрано его значение, равное 22 кОм. Да, его присутствие резко снижает входное сопротивление усилителя. Но, как показала практика, зато усилитель делается практически нечувствительным к разного рода помехам, наводимым «из воздуха». Без R15 усилитель может выдавать ненулевое напряжение, даже если просто коснуться рукой одного из его входных клемм. Поэтому – необходим компромисс – в зависимости от того, насколько критичным является высокое значение входного сопротивления. Если это критично, тогда R15 придется исключить из схемы; но, при этом следует подавать сигнал на вход усилителя через специальный защитный экранированный кабель (например, коаксиальный). При этом обычные клеммы уже не подойдут, потребуются специальные разъемы.

Читайте также:  Как сделать укладку на прическу каре на ножке

Защита выхода усилителя

Или защита выхода последнего по схеме операционного усилителя – D3. Опять-таки, ее можно не делать, но, как говорится, а вдруг. А вдруг кто-то подаст напряжение на выход… хотя бы по неосторожности. Поэтому предусмотрен делитель напряжения на резисторах R16, R17 и стабилитроны VD9, VD10, рассчитанные на максимальный ток 0,5А.

Максимально допустимое напряжение, которое можно подавать на выход D3, составляет, ориентировочно, 0,5*3*10 3 = 1500В.

Резистор R16 предусмотрен, строго говоря, на всякий случай, если по каким-то причинам напряжение на выходе D3 превысит 12В – с целью защиты стабилитронов VD9, VD10. Кроме того, этот резистор дополнительно защищает D3 от короткого замыкания на выходе.

Примечание: на самом деле, D3 (К140УД7) содержит в себе защиту от короткого замыкания, поэтому наличие R16 в данном случае – дополнительная мера предосторожности.

Источник опорного питания +15В

Он собран на элементе КР142ЕН8Е. Индикация того, что он выдает напряжение не ниже +15В, выполняется цепью R8, R9, VD3 (при замкнутой цепи «Кн.1», т.е. при нажатой кнопке, естественно).

Вход и защита входа усилителя

Вход находится там, где присутствует провод «К датчику». Второй вывод датчика подсоединяется к массе. Защиту входа образуют элементы R12, R13, VD5…VD8. Это – дополнительная цепь защиты входа операционного усилителя К140УД13. Так как стабилитроны VD5…VD8 рассчитаны на максимальное напряжение 3,6В, их максимальный ток равен 100 мА, получаем, что максимальное напряжение на проводе «К датчику» может составлять, ориентировочно,

Внешний вид усилителя

Для усилителя был куплен соответствующий корпус (благо, в настоящее время с этим проблем нет – выпускаются корпуса самых разных размеров). Вот как выглядит собранный усилитель:

А вот так – снаружи, где вход:

Как видно, вверху слева имеется выключатель, под ним – та самая кнопка, которая при нажатии вызывает индикацию напряжений питания +/-15В (будут светиться светодиоды), если они не слишком ниже по абсолютной величине.

К клеммам можно подключать какой-нибудь датчик (например, термопару) или иной источник малой величины ЭДС, которую следует измерить.

Выходные клеммы находятся на задней стенке усилителя. К ним следует подключить обычный мультиметр, со шкалой на 2 В. При этом погрешность измерения такого мультиметра должна составлять, уж по крайней мере, не выше 5%. Это обеспечит возможность измерения ЭДС датчика от 1 мВ и даже ниже. А если мультиметр имеет шкалу в диапазоне до 200 мВ, то тогда усилитель даст возможность измерения постоянных напряжений уже в районе микровольт.

Где может быть полезен разработанный усилитель?

Например, при точном измерении:

Ранее мы приводили схему измерителя СВЧ-излучения (кстати, там же Вы можете почитать о влиянии СВЧ на живые организмы и др.). Однако, она имела недостатки:

В предлагаемой выше конструкции эти недостатки во многом устранены. Схема работала вполне корректно даже при таком напряжении батарей питания, когда индикаторные светодиоды еле-еле светились.

Бюджет конструкции

Стоимость деталей для конструкции, если руководствоваться розничными ценами в уфимских магазинах на середину 2019 г., составила где-то 3 тыс. руб. Конечно, если заказывать детали на том же Алиэкспресс, она будет ниже в разы. По-видимому, можно будет уложиться в 1000 руб.

Источник

Сообщества › Сделай Сам › Блог › Мощный усилитель своими руками.

Всем привет, сегодня я хочу рассказать о том, как за небольшие деньги можно самому собрать стереоусилитель для своих любимых АС.
Сначала проектировка схемы и сборка печатной платы.

Замеры показали мощность порядка 130ватт на канал, что довольно серьезно, искажения очень низкие, шумов нет.

Усилитель работает очень бодро, звучание показалось кристально чистым и прозрачным.
Скачать схему и печатную плату можно по ссылке

А вот тут снимал работу усилителя еще на стадии сборки:

Метки: самодельный усилитель, darkamp.

Комментарии 141

Отличный усилок, молодец!

Мастер — золотые руки! Есть возможность собрать под нужные мне характеристики подобное для 220в? был бы рад также если посоветовал литературу что прийти к подобному пониманию в электронике))

Спасибо. Готовые усилители собираю редко. сейчас реализую блоки питания на 220в и платы усилителей отдельно.

там на схеме у тебя от 220.

В посте усилитель на 220, в комменте автоусилитель с питанием 12в. Очень похожи, только блоки питания разные у них))

Здравствуйте, где можно взять описание схемы и порядок настройки? Намоточные данные трансформатора?

Добрый день, пока нигде, но работаю над этим недостатком. Хочу статейку написать по сборке устройства. Кольцо 36*23*15 PC40 — первичка 50 витков, вторичка 4 жилы по 12 витков. Маленькое колечко R16x10x6 PC40 3 жилами по 20 витков. Настраивать там нечего, только порог срабатывания защиты подстроечниками

Молодец! Красиво все получилось, но…
Примени кондеры Nichicon KZ, FG, FW, ELNA Silmic, ELNA Cerafine шунтированные пленкой Wima и керамикой Murata np0, операционники LME4986, LM4562, OPA2134 и похожие…и ты услышишь совсем другой усилитель. Бюджет, правда совершенно другой, но и звук на этот бюджет будет! Поверь! Я тоже раньше в конденсаторы не верил)))

я ток начинаю вникать)

Нифига се начинаешь))) мне такие поделки не осилить, я на ТДАшках закончил развиваться, но скажу что качественная рассыпуха и из ТДАшек конфетку сделает, а из твоего усилителя тем более!
Вот только импульсник дома то непонятно зачем? Взять тор 2х25, диодный мост, кондеры — и все дела!

Все дело в цене, один ТОР на 300 ватт сколько выйдет. Да я от торов отказался лет уж 8 как.

))) не по аудиофильски это…

Молодец! Руки из плеч!

Сколько стоит купить такой усилок. В гараже сейчас стоят S90 а питает их Радиотехника на 20вт. Маловато для них(

Линейники в экран еще посадить и будет гуд.5 баллов.

Читайте также:  Как сделать невидимую папку видимой в тотал

молодец, отлично получилось

Некислый такой усилок за 2 тысячи:)

важен сам процесс, а не цена

Крутое исполнение корпуса! Надо будет передрать )))

Точно, корпус офигенный!

Я вот нифига в таких штуках не шарю, порой даже завидую по доброму тем, кто шарит. Но за проделанную работу однозначно плюс.

серьезная вещь) судя по виду он наверно еще биткойны майнит)))

Здравствуйте. Подскажи где радио детальками таришся такими дешевыми?

Большую часть из Китая заказываю оптом

аа. ну когда не одно устройство делаешь то да. а когда для себя 1шт то дороже выходит так как по 1шт не купить

Да есть куча онлайн магазинов радиодеталей. Даже у нас в городе есть маленький radioremont.com

Большую часть из Китая заказываю оптом

можешь ссылками поделиться на провереных продавцов?ибо очень много хлама на том же али.порой по фото хрен определишь, что именно приедет к тебе.

Сори питальник увидел

Где схема?
Где ТТХ уся?
Почему в корпусе уся нет источника питания?
Сама конструкция корпуса не продумана

Схема по ссылке в архиве, блок питания 400 ватт есть, 130вт 4 ома, стерео. Что добавить/изменить, с удовольствием выслушаю, в дальнейшем попробую исправить в следующем усилителе.

Класс!
Единственно что резануло глаз — неэкранированные провода.

О том как собрать сказано, а о смысле — ни слова.
Вопрос: какой идеологией нужно руководствоваться чтобы собирать подобные усилители?

А что не так? Очень интересно)

А что в нем «так»?
Захотел — сделал, это все понятно, а какой-нибудь еще смысл в нем есть? На качество звука он мягко говоря не претендует, это чуть сложней чем «на коленке». Как мощная брякалка, так он и не мощный вовсе. Вон на али нечто класса D за три копейки = полные штаны счастья. Звук уг зато его МНОГО (кому-то это важней).
Вот по этому и вопрос — смысл в нем какой?

Конструктивную критику или замечания по схемотехники я принял бы с удовольствием, а так это просто ваше мнение ничем не подкрепленное.

Нет тут моего мнения, есть лишь вопрос на который ответа еще не было.
Если так удобней, можно считать это критикой всей схемотехники в сборе, вопрос от этого не изменится — целевое предназначение данной схемотехники какое?

Усилить поступающий сигнал от источника по напряжению и по току, иначе усилить мощность слабого сигнала с минимально возможными для данной схемы искажениями. Мощности 112вт на канал (при КНИ 1%) вполне достаточно для домашних АС. Что мы сможем приобрести на современном рынке аудио хотя бы с похожими характеристиками за сумму, которую озвучил в посте? Вот для примера сравнение с заводским так называемым хай-эндом за 67т.р:

1. Акустика помещения
2. Подбор и согласование АС с помещением
3. Все остальное, под АС

Все эти твои мощности и КНИ как ты заметил на последнем месте. На что я тебе и намекнул — сделать-то ты сделал, но что и для чего, сам не знаешь, ибо начал с конца. Просто сделать усилитель «не для чего» это конечно клево, молодец, но когда сделаешь для чего-то а не просто так просадишь время на постройку бренчалки из мусора, поставлю лайк.

Усилить поступающий сигнал от источника по напряжению и по току, иначе усилить мощность слабого сигнала с минимально возможными для данной схемы искажениями. Мощности 112вт на канал (при КНИ 1%) вполне достаточно для домашних АС. Что мы сможем приобрести на современном рынке аудио хотя бы с похожими характеристиками за сумму, которую озвучил в посте? Вот для примера сравнение с заводским так называемым хай-эндом за 67т.р:

Касательно 67 000р и т.д.
Усилитель за 25к + АС за 200к (денежная пропорция именно такая), причем именно те что нужны для конкретного помещения а не напольники «помощней» в 12м2 комнату. Вот так это делается.
Касательно мощности… 50 ватт на канал за глаза, при условии что комната 20-25 метров а АС не дерьмо собачье, т.е. чувствительность высокая.

Не нашел параметров трансформаторов и катушек

Браво, бисс … хотя найдутся и табуреточные мыслители
которые будут хаить импульсный питальник

Сергей, что-то с вашей ссылкой не получилось, вам тяжело скопировать её для обозрения через кнопочку»Print Screen SysRq», чтоб оценить вашу работу?

Респект за работу и аккуратность! Синус на всех диапазонах держит? Ну и я бы выключатель вперед вынес, для удобства, мало ли где стоять будет, неудобно назад будет лазить.

карта звуковая наружная хорошая, среатив сауд бластер. Была когдато такая, даже с пультом.
А усилитель херня. Давно уже можно было в таком корпусе цифровой собрать.

Подскажите где такие радики брали? Друг такой темой занимается, постоянно в поисках.

Внизу в комментах есть ссылка на группу.

Все красиво и хорошо, но… Транс на кольце ещё изоляции между первичной и вторичной? Не страшно?
Вообще странный трансформатор. Не пойму что там где

Кольцо это хорошо конечно же. Я не вижу изоляции между сетью и вторичной(. Лак на проводе межобмоточной изоляцией не является

Так там первичку то и не видно же, 50 витков под изоляцией спрятаны.

Блин, это черная изоляция такая? А я не пойму что за чёрное кольцо и почему обмотки такие. Прошу прощения, недопонял
Хотя если это изолента обычная тоже не очень хорошо, может и промчится при нагреве

Да все ругают изоленту)) сэкономил, надо ченить термостойкое…

Рукав для запекания, просто пленка какая нибудь для духовки — они из лавсана, то что надо

Я лейкопластырем раньше обматывал «больные» трансформаторы :))

А зелёнкой?))
Пластырь кстати плохо влияет на провода, проверено электриками на фармзаводе)))

Читайте также:  Как сделать прикормку для карася на фидер

А на лампах усилки хорошие?

Ни разу не собирал и не планирую))

Говорят вообще помех\наводок нет.

Да да, мягко и тепло без бумбокса.Вот мягко и тепо да так чтоб на одном диске 3-5 треков на весь диск или вообще винил.
А ломо да, умеют.)))Был момент перематывал.

Круто )) Самое главное теперь подставки под провода сделать, чтобы всякие там космические наводки на музыку не виляли ))

Я так понял это класс D или B, как играет по видео это просто не серьёзно, корпус хороший, но корпус это не конец, зачем мне хороший корпус, главное звук., можно даже без корпуса.
импульсный транс не слышал, не знаю как от играет.
работа хорошая не спорю.

B- класс, импульсный транс в принципе не может играть, это часть блока питания)

Чистый B- класс, без тока покоя.

А тогда какой А класс, грязный что-ли?
Ну и В класс, нормально не от играет.
хорошо сделал конечно но надо лучше.

Значит будем стараться 🙂 а какой надо собирать то?

Надо собрать какой тебя устраивает.
Меня В не устраивает как-то так.

А бывает В разве? Я думал, А и А-В бывает. Из-за особенностей работы транзистора. Смещение на базе и все такое. Хм.

Входные провода не в экране, конденсаторы питания не фирменные, шунтирования пленочными не вижу. Без хорошего питания хороший звук получить трудно…

Не дошел еще до таких измерений.(

Спасибо) ну этот уж курочить не буду, в следующем переделаю

так проверь. у тя вроде экранируется. интересно на сколько эфективно.

схему посмотрел бы, а так красота! нашёл, извиняюсь) мне кажется ёмкости по питанию маловато будет… схемка совсем простая.

если блок питания тянет емкости по питанию вообще выкинуть и поставить керамику и тантал. добавить чучуть фильтров. конденсаторы со времен железных трансов тянуться.

схему посмотрел бы, а так красота! нашёл, извиняюсь) мне кажется ёмкости по питанию маловато будет… схемка совсем простая.

Для импусного блока питания много и не надо)) Там меандр же 48кГц, а не синус 50Гц. Хотя кашу маслом не испортишь)

А продавать такие поделки не собираешься?))

Вот корпус реально крут!
В таком корпусе что угодно работать будет!

Смотрю и плачу, чего же я паяльник из рук выпустил в детстве… Ведь сам паял платы, усилки делал, правда тогда таких прекрасных комплектующих не было. А сейчас даже припоять провода не помню как!)

Сейчас всё намного проще, это вам не 80-90е!
Тут для создания устройства даже думать иногда не нужно!

Куча универсальных полевиков, куча микросхем под абсолютно любые задачи, плюс микроконтроллеры на любой вкус и цвет. А кому МК мало — пожалуйста есть ПЛИС!

Да и с пайкой тоже, куча флюсов, куча припоев, паяльники от 25Вт до бесконечности, с подключением к УСБ, на батерейках, газовые, керамические, паяльные станции.
Не то что раньше.
Дерзайте!

Да, раньше о таком мечтать не мог. Ребенка обязательно отправлю в радиокружок, заодно и сам с ним учиться буду)

А я, пожалуй, повторю.
Отличная работа!

Хвала мастеру, с удовольствием почитал блог

Что за дурацкая привычка к аббревиатурам? СА, ЛУТ — что это? Неужели сложно написать полностью?

Что такое СА армянское радио не знает, а ЛУТ-это лазерно-утюжная технология, когда рисунок дорожек печатается на лазерном принтере и утюгом переносится тонер рисунка на фольгу и потом вытравливается всё что не под тонером в растворе хлорного железа…

АС видимо, акустическая система леха611, наверно, имел ввиду.
Я как то спросил что такое мегасквирт, мне сказали — вам это не нужно. Так и тут, кто спрашивает что такое лут — лучше не смотреть такие посты.

ахаха про мегасквирт смешно)

Агонь! Хочу такой усил + стрелочные индикаторы!

Что за музычка вначале была?

Как человек собравший (давно правда, лет 20 назад) не один усилитель и отремонтировавший десятки, могу сказать: работа класс!
К сожалению не было тогда возможности изготовить такие корпусы. Простые ящики из полированного ДСП делали.
Скинул ссылку сыну, пусть тоже дерзает!

P/S/ Одна засада — теплоотводы.
P/P/S И схему и печатку лучше перезалить в jpeg. Не все пользуют специализированное ПО.

Спасибо, да сейчас все продается)) радиаторы режут любые в размер совсем не дорого.

Как человек собравший (давно правда, лет 20 назад) не один усилитель и отремонтировавший десятки, могу сказать: работа класс!
К сожалению не было тогда возможности изготовить такие корпусы. Простые ящики из полированного ДСП делали.
Скинул ссылку сыну, пусть тоже дерзает!

P/S/ Одна засада — теплоотводы.
P/P/S И схему и печатку лучше перезалить в jpeg. Не все пользуют специализированное ПО.

Согласен на все 100, извечная проблема радиолюбителя была корпусня.

Как человек собравший (давно правда, лет 20 назад) не один усилитель и отремонтировавший десятки, могу сказать: работа класс!
К сожалению не было тогда возможности изготовить такие корпусы. Простые ящики из полированного ДСП делали.
Скинул ссылку сыну, пусть тоже дерзает!

P/S/ Одна засада — теплоотводы.
P/P/S И схему и печатку лучше перезалить в jpeg. Не все пользуют специализированное ПО.

На счет этого ПО, то оно в свободном доступе и там даже ребенок разберется, естественно если есть элементарные знания электротехники. Открываете плату в программе, печатаете на фотобумаге лазерным принтером, прикладываете распечатанный вариант к текстолиту печатью вниз к медному слою чтобы бумага была сверху, затем утюжите. Даёте остыть и аккуратно под водой скатываете бумажный слой. На меди останется рисунок платы, кладете в раствор хлорного железа, он съест всю медь, кроме той, что оказалась под рисунком. Вуаля, печатная плата готова)

Источник

Adblock
detector