Do czego to służy?
Użytkownicy komputerów bardzo często
„podpinają” do wyjść kart dźwiękowych proste, plastikowe minikolumny ze słabymi głośnikami. Mała moc wyjściowa popularnych
kart muzycznych dodatkowo obniża jakość
dźwięku słyszanego w głośnikach. Objawia
się to zwykle zniekształceniami. Karty
dźwiękowe zintegrowane na płytach głów-
nych są jeszcze mniej wydajne. Zamiast na-
rzekać na ten stan rzeczy warto wziąć sprawy
w swoje ręce i wykonać dodatkowy wzmacniacz dźwięku. Przyda się wszystkim chcą-
cym usłyszeć nieco silniejszy dźwięk z typowych, prostych minikolumn komputerowych. Niżej opisany wzmacniacz polecany
jest jednak w szczególności posiadaczom typowych, domowych kolumn głośnikowych
(fabrycznych lub typu „zrób to sam“),
których nie zadowala bardzo niska jakość
dźwięku.
Jak to działa?
Schemat ideowy wzmacniacza dźwięku do
PC przedstawia rysunek 1. Jak widać, całość konstrukcji opiera się na wciąż łatwo
dostępnym i tanim układzie scalonym
TDA1516 (U1) firmy Philips. Producent
przewidział zastosowanie wzmacniacza
głównie do pracy w samochodach, gdzie typowe napięcie zasilania układu wynosi
14,4V. Wtedy uzyskuje się, teoretycznie,
moc wyjściową około 2x11W na czteroomowych głośnikach, przy zniekształceniach
rzędu 10%. Teoretycznie, ponieważ należy
uwzględnić jeszcze spadki na głośnikowych
przewodach doprowadzających. Poza tym
zniekształcenia o wartości 10% oznaczają
już przesterowanie dźwięku.
Zalecane jest podłączenie do niniejszego
wzmacniacza głośników o impedancji 8.
Wtedy moc wyjściowa będzie wprawdzie
mniejsza (około 6...8W na kanał), ale
wzmacniacz będzie słabiej się nagrzewał
podczas pracy (radiator może być mniejszy)
i pobierał mniejszy prąd z zasilacza.
Brak radiatora nie oznacza automatycznie
uszkodzenia wzmacniacza. Wbudowane zabezpieczenie termiczne zminimalizuje moc
wyjściową wzmacniacza przy około 150oC.
Katalogowe, maksymalne napięcie zasilania
TDA1516 wynosi 18V, a minimalne 6V,
w praktyce 8V. Licząc się więc z nieco
mniejszą mocą wyjściową wzmacniacz można zasilać napięciem 12V.
Schemat z rysunku 1 to właściwie podstawowa aplikacja proponowana przez producenta. Dodane zostały jednak obwody dodatkowe. LED D1 pełni rolę „kontrolki” zasila-
nia wzmacniacza.
Ciąg dalszy na stronie 57.
Wykaz elementów
Rys. 1 Schemat ideowy
..
Układ R2,C3 opóźnia przez kilka sekund
włączenie zasilania głośników po włączeniu
komputera. Eliminuje to standardowy sygnał
BIOS-u komputera po jego włączeniu.
Rezystory R7 i R8 sumują sygnał z obu
wyjść wzmacniacza i podają na gniazdo monofoniczne Z7. Pozwala ono przyłączyć, np. filtr
dolnoprzepustowy - wzmacniacz subwoofera.
Za pośrednictwem rezystorów ogranicza-
jących R9,R10 podawany jest sygnał z obu
kanałów na gniazdo stereo Z5. Można do nie-
go podłączyć np. słuchawki od walkmana.
Elementy R3,R4 oraz R6,R5 ograniczają
sygnał wejściowy podawany na wzmacniacz
(pobierany z karty dźwiękowej komputera
czy innego źródła sygnału).
Zasilacz komputerowy dysponuje dużą
mocą (od 200W wzwyż, w najnowszych
PC-tach nawet 350W i więcej). Często nie
jest ona wykorzystywana nawet w połowie.
Dlatego opisywany wzmacniacz pobiera
z niego energię. Eliminuje to konieczność
zakupu czy wykonania oddzielnego zasilacza. Zasilacz komputerowy dostarcza napięcia o dość dobrej jakości. Niemniej jednak
elementy filtrujące napięcie zasilania
wzmacniacza powinny być zamontowane.
Należą do nich C1 i C2. Kondensator C6
włączony pomiędzy wyprowadzenie 12 U1
a masę dodatkowo odkłóca zasilanie
wzmacniacza.
Na zakończenie opisu warto poinformować zainteresowanych o wewnętrznym
wzmocnieniu TDA1516. Wynosi ono 10 razy, czyli 20dB na kanał.
Montaż i uruchomienie
Wzmacniacz zmontowano na jednostronnej
płytce drukowanej pokazanej na rysunku 2.
W narożnikach płytki znajdują się cztery
otwory. Za ich pomocą płytka została przy-
kręcona do metalowej blaszki - zaślepki,
przykręcanej zwykle z tyłu komputera PC za-
miast karty rozszerzeń. Dwa naprzeciwległe
otwory służą jako dodatkowe mocowanie radiatora U1.
Przykręcenie płytki do zaślepki odbyło się
przy użyciu czterech sztywnych blaszek
z otworami. Za pośrednictwem wspomnianych otworów płytki i blaszki podawany jest
obwód masy na zaślepkę. Do tej ostatniej
przykręcono wszystkie gniazda wyjściowe
i wejściowe wzmacniacza (Z3-Z7). W ten
sposób dodatkowe przewody masy zostały
wyeliminowane. Końcówki sygnałowe tych
gniazd połączono z odpowiednimi otworami
płytki drukowanej, zgodnie z oznaczeniami
na schemacie i płytce.
Przed zamocowaniem płytki do zaślepki,
gniazd i ich podłączeniem należy wykonać
następujące czynności:
- Wlutować wszystkie zwory „ZW” (drut
1mm - np. tzw. srebrzanka).
- Wlutować pionowo wszystkie rezystory
oraz kondensatory, kończąc na największych
(C3,C6).
- Wlutować w płytkę wzmacniacz U1. Przedtem wyprostować wszystkie jego wyprowadzenia tak, aby znalazły się w jednym rzędzie. Układ scalony zagłębić maksymalnie
w płytkę na tyle, na ile umożliwiają to otwory 1mm w płytce.
- Zdecydować, czy do wzmacniacza przykręcany będzie radiator. Jeśli układ
nie będzie pracował z maksymalną mocą wyjściową,
a podłączone głośniki będą
miały impedancję 8 lub więcej - radiator będzie zbędny.
W razie przegrzania struktury
U1, zadziała zabezpieczenie
termiczne. Gdyby wzmacniacz
często pracował z maksymalną
mocą zalecane jest przykręcenie radiatora aluminiowego. Jego wielkość i typ dobrać doświadczalnie. Podczas szczytów wysterowania temperatura
radiatora powinna wynosić do 90oC. Przed
przykręceniem radiatora miejsce styku z U1
powinno zostać pokryte niewielką ilością pasty silikonowej, najlepiej typu „H” (podwyższona przewodność cieplna).
- Diodę LED D1 można wlutować wprost
w płytkę drukowaną. Lepiej jednak osadzić
ją podobnie jak gniazda Z3-Z7 i połączyć
dwoma odcinkami przewodów z płytką.
Dzięki temu zawsze będzie można sprawdzić
czy na wzmacniacz podawane jest zasilanie.
- Gniazdo zasilania Z1, pasujące do wtyku
zasilacza PC (taki jak np. do zasilania CD-ROM-u), lutujemy wprost w płytkę drukowaną. Przedtem należy je skrócić do połowy
pierwotnej wysokości. Umożliwi to wlutowanie czterech pinów gniazda bezpośrednio
w płytkę drukowaną.
Ostatecznie zmontowany wzmacniacz
przykręcamy jedną śrubą tak, jak typowe karty rozszerzeń do PC. Podłączamy jakikolwiek wolny wtyk zasilacza PC do gniazda Z1
na płytce. Łączymy wejście wzmacniacza
(gniazdo Z6) z wyjściem karty muzycznej.
W tym celu należy wykonać lub zaopatrzyć
się w przejściówkę - odcinek trzyżyłowego
przewodu zakończony z obu stron wtykami
„minijack” stereo. Do wyjścia wzmacniacza
podłączamy dwie kolumny głośnikowe (do
gniazd „cinch”), słuchawki lub plastikowe
minikolumny komputerowe (do gniazda Z5).
Włączamy komputer. Uruchamiając jakikolwiek program odtwarzający dźwięki (gra,
odtwarzacz), powinniśmy usłyszeć w głośnikach (słuchawkach) dźwięk. Do ustalania
maksymalnej jego siły, w przypadku użytkowników sytemów typu Windows, powinniśmy posłużyć się regulatorem widocznym
zwykle w prawym dolnym rogu ekranu
(symbol głośnika). Jeśli przy maksymalnym
wysterowaniu dźwięk jest przesterowany, na-
leży zmniejszyć wychylenie suwaka
lub/i wymienić rezystory R4,R5 na inne.
Również R9,R10 można zmienić, jeśli sygnał
w słuchawkach jest zbyt silny. Na czas regulacji w miejsce wspomnianych rezystorów
można wlutować potencjometry.
Złącze Z2 służy do przykręcania przewodów doprowadzających zasilanie z oddzielnego zasilacza do wyprowadzenia 12V dla
innych urządzeń. Jeśli nie przewidujemy jego wykorzystania, można go nie montować.
Pozostaje już tylko zamknąć obudowę
komputera i cieszyć się dźwiękiem
ze wzmacniacza. Opisywana konstrukcja powstała w celu zaspokojenia potrzeb autora,
niezadowolonego z niskiej mocy dźwięku
karty muzycznej w posiadanym komputerze.
Wzmacniacz można traktować również jako
alternatywę do zewnętrznych wzmacniaczy
zawartych w lepszych (droższych) kolumnach do komputerów.
Rys. 2 Schemat montażowy