82

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Do czego to służy?

Nie tak dawno, w artykule opisującym

budowę wzmacniacza do „kina domowe−
go”, pozwoliłem sobie wyrazić opinię, że
budowa kolumn głośnikowych w warun−
kach amatorskich jest przedsięwzięciem
skazanym z góry na niepowodzenie. Rze−
czywiście, takie jest moje zdanie, ale ... nie
zgadzam się z nim! A właściwie w dalszym
ciągu utrzymuję, że budowa klasycznego
zespołu głośnikowego, wyposażonego
w bierne filtry kierujące dźwięki o właści−
wych częstotliwościach do odpowiednich
głośników jest dla nas zbyt trudna. Wykona−
nie w warunkach amatorskich dławików
o odpowiednich, bardzo wysokich parame−
trach jest z pewnością mało realne. Zdoby−
cie kondensatorów bipolarnych o dużych
pojemnościach także nie należy do łatwych
zadań, a i obliczenie parametrów zwrotnic
może niejednego amatora (zawodowca też!)
przyprawić o ból głowy. Co zatem należy
zrobić, jeżeli jakieś zadanie jest niewyko−
nalne? To proste, należy „obejść bokiem”
trudności i zastosować równoważne rozwią−
zanie alternatywne. Takim rozwiązaniem
jest zbudowanie głośnikowej zwrotnicy ak−
tywnej, a właściwie całego zespołu wzmac−
niaczy zasilających głośnik nisko−, średnio−
i wysokotonowy w kolumnie. Wykonanie
takiego układu nie przekracza z pewnością
możliwości nawet niezbyt zaawansowanego
konstruktora. Nie bez znaczenia jest też

fakt, że koszt elementów potrzebnych do
budowy zwrotnicy aktywnej jest nieporów−
nywalnie niższy, niż koszt zakupu odpowie−
dniej jakości kondensatorów i dławików
niezbędnych do wykonania biernej zwrotni−
cy głośnikowej. Ponadto w porównaniu ze
zwrotnicami biernymi filtry aktywne mają
jeszcze inne zalety, jak na przykład pomijal−
nie małe straty mocy i brak jakichkolwiek
problemów z przesunięciem fazowym sy−
gnału. W przypadku wymiany głośnika na
inny, dopasowanie charakterystyki filtru do
parametrów głośnika sprowadza się zwykle
do wymiany kilku kondensatorków, a nie
przewijania dławików lub wymiany ko−
sztownych kondensatorów bipolarnych.

Do rozpoczęcia prac nad budową ak−

tywnej kolumny głośnikowej skłoniła mnie
przede wszystkim lektura ... katalogu firmy
SGS−THOMPSON. Potrzebowałem uzy−
skać jakieś dane na temat popularnej koń−
cówki mocy typu TDA2030 i po uzyskaniu
potrzebnych informacji zacząłem dalej
przeglądać katalog. Zaowocowało to na−
tknięciem się na bardzo ciekawą aplikację,
firmowaną przez SGS. Był nią kompletny
wzmacniacz do kolumny aktywnej, zreali−
zowany z wykorzystaniem trzech scalo−
nych wzmacniaczy mocy typu TDA2030,
a więc elementów bardzo tanich i łatwych
do zdobycia. Prostota tego wyjątkowo cie−
kawego układu tak mnie urzekła, że prawie
natychmiast zaprojektowałem płytkę ob−

wodu drukowanego i po zmontowaniu
układu przystąpiłem do jego testowania.
Wyniki testów okazały się na tyle obiecują−
ce, że postanowiłem nie zwlekając przeka−
zać opis wykonanego wzmacniacza moim
Czytelnikom.

Jednak wzmacniacze i zwrotnica aktywna

to nie wszystko, co jest potrzebne do wyko−
nania kolumny głośnikowej. Potrzebna jest
także solidnie wykonana obudowa o odpo−
wiednich parametrach, której zaprojektowa−
nie i wykonanie nie jest bynajmniej sprawą
prostą. I tu także pomogła mi lektura cieka−
wego miesięcznika jakim jest Elektor Elek−
tronik. W jednym z ostatnich numerów pol−
skiej edycji tego pisma znalazłem nie tylko
opis ciekawej kolumny głośnikowej, nadają−
cej się do budowy w warunkach amatorskich.
Zamieszczono tam także opisy kilku kolumn
produkcji renomowanych firm, z których
przynajmniej dwie nadają się do amatorskiej
realizacji.

Mamy więc wszystko, czego potrzebowa−

liśmy. Zapoznam Was za chwilę z konstruk−
cją trójpasmowego wzmacniacza do kolum−
ny aktywnej i podam podstawowe dane doty−
czące współpracującej z naszym urządze−
niem kolumny głośnikowej. Natomiast
w sprawie szczegółów wykonania obudowy
kolumny i doboru głośników odsyłam Was
do lektury numeru 1/98 Elektora Elektronika
(dostępny jako egzemplarz archiwalny
w ofercie AVT).

Wzmacniacz
do aktywnej
kolumny głośnikowej

Wzmacniacz
do aktywnej
kolumny głośnikowej

2360

★★★

★★★

★★★

Zanim jednak przejdziemy do opisu pro−

ponowanej konstrukcji, zapoznajmy się z jej
podstawowymi parametrami technicznymi.
Maksymalna moc kanału niskotonowego:
40W/4

Ω

(moc muzyczna)

Maksymalna moc kanału średniotonowego:
25W/4

Ω

(moc muzyczna)

Maksymalna moc kanału wysokotonowego :
15W/4

Ω

(moc muzyczna)

Częstotliwości podziału: 300Hz i 3kHz
Zniekształcenia nieliniowe dla wszystkich kana−
łów: 0,06% przy 2/3 maksymalnej mocy wyjściowej
Napięcie zasilania: 36VDC

Jak więc widzicie, maksymalna suma−

ryczna moc wyjściowa naszej kolumny nie
może przekroczyć 80W. W warunkach do−
mowych moc taka jest jednak całkowicie wy−
starczająca, nawet po uwzględnieniu ko−
niecznej „rezerwy mocy” wzmacniaczy. Ko−
lumna taka, a właściwie dwie kolumny nada−

ją się znakomicie do zastosowania jako
główne zestawy głośnikowe podczas realiza−
cji kina domowego, a także mogą być dosko−
nałym elementem wykonawczym typowego
zestawu HiFi stereo.

Jak to działa?

Na rysunku 1 został przedstawiony sche−

mat elektryczny trzech wzmacniaczy zasila−
jących kolumnę głośnikową wraz z potrzeb−
nymi do ich prawidłowego działania filtrami.
Mam nadzieję, że podzielicie moją opinię na
temat prostoty i elegancji tego rozwiązania
(mogę tak twierdzić, ponieważ nie jestem je−
go autorem). Głównymi elementami układu
są trzy układy scalone typu TDA2030, peł−
niące jednocześnie funkcje wzmacniaczy
mocy i elementów filtrów aktywnych roz−
dzielających pasmo akustyczne na trzy
podzakresy. Przyjrzyjmy się więc bliżej „bo−
haterowi dnia”, nieco już leciwemu układowi
TDA2030.

Podstawowe parametry
elektryczne układu TDA2030

Napięcie zasilania:

+/−6V ... +/−22V

Prąd spoczynkowy:

50 ...80mA

Moc wyjściowa przy obciążeniu 4

Ω

Ω

,

2x19V:

18W

Moc wyjściowa przy obciążeniu 8

Ω

Ω

,

2x19V:

12W

Pasmo przenoszenia:

10Hz ... 100kHz

Zniekształcenia harmoniczne przy
±0,1 ... 10W/4

Ω

Ω

:

0,03%

Zabezpieczenia: przeciwzwarciowe
i przed przeciążeniem termicznym

Obudowa:

Pentawatt5

W naszym układzie trzy TDA2030 zosta−

ły wykorzystane nie tylko jako końcówki
mocy, ale także jako aktywne elementy
trzech filtrów: dolnoprzepustowego, środko−
woprzepustowego i górno przepustowego.
Wzmacniacz IC1 pracuje w układzie wzmac−
niania tonów niskich, przenosząc dźwięki
o częstotliwości mniejszej od 300Hz. W tym

83

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Rys. 1 Schemat elektryczny

Wykaz elementów

Kondensatory

C

C11,, C

C22,, C

C88,, C

C1111,,C

C2233 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..222200nnFF

C

C33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..22220000

µµ

FF//4400

C

C44,, C

C99,, C

C1133,, C

C2200 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000

µµ

FF//2255

C

C55 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1188nnFF

C

C66 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..3333nnFF

C

C77 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11

µµ

FF//2255V

V

C

C1100 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..222200

µµ

FF//2255

C

C1122 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..4477

µµ

FF//2255

C

C1144 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11,,88nnFF

C

C1155,, C

C1188,, C

C1199 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..33,,33nnFF

C

C1177,, C

C1166 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000nnFF

C

C2222,, C

C2211 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..44770000

µµ

FF//5500

Rezystory

R

R11,, R

R22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11,,55//55W

W

R

R33,, R

R1100,, R

R1122 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11//00,,55W

W

R

R44,, R

R1177 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..33,,33kk

Ω

Ω

R

R55,, R

R1166,, R

R1199 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000//00,,55W

W

R

R66,, R

R77,, R

R99,,R

R1144,,R

R1155,, R

R2211,,R

R2222,, R

R2233 .. .. .. .. .. .. .. ..2222kk

Ω

Ω

R

R88 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..668800

Ω

Ω

R

R1111,, R

R1133 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..22,,22kk

Ω

Ω

R

R1188 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..66,,88kk

Ω

Ω

R

R2200 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1122kk

Ω

Ω

Półprzewodniki

B

BR

R11 m

moosstteekk pprroossttoow

wnniicczzyy 33A

A

D

D11,, D

D22,, D

D33,, D

D44,, D

D55,, D

D66 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11N

N44000011

IIC

C11,, IIC

C22,, IIC

C33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..TTD

DA

A22003300

TT11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

BD

D991111

TT22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

BD

D991122

Pozostałe

C

CO

ON

N11,, C

CO

ON

N22,, C

CO

ON

N33,, C

CO

ON

N44,, C

CO

ON

N55

A

AR

RK

K22**

55 ppooddkkłłaaddeekk iizzoollaaccyyjjnnyycchh m

miikkoow

wyycchh lluubb ssiilliikkoonnoo−

w

wyycchh

55 ttuulleejjeekk iizzoollaaccyyjjnnyycchh

C

CO

ON

N11,, C

CO

ON

N22 ii C

CO

ON

N33 nniiee w

wcchhooddzząą w

w sskkłłaadd kkiittuu

Komplet podzespołów z płytką jest

dostępny w sieci handlowej AVT jako

kit szkolny AVT − 2360

pasmie akustycznym przenoszone są najwięk−
sze moce i dlatego wzmacniacz ten został wy−
posażony w „dopalacz” zbudowany na tranzy−
storach T1 i T2. Wzmacniacz IC2 wraz z ukła−
dem podwójnego filtru o charakterystyce
środkowoprzepustowej odpowiedzialny jest
za przekazanie do głośnika dźwięków o po−
średnich częstotliwościach, od 300Hz do
3kHz. Wzmacniacz IC3 jest najmniej obcią−
żonym fragmentem układu, ponieważ prze−
nosi jedynie najwyższą część pasma aku−
stycznego, powyżej 3kHz.

Zastosowane w układzie filtry są filtrami

Buttherwortha drugiego rzędu. To co napi−
sałem o częstotliwościach podziału pasma
akustycznego nie oznacza, że podział ten
dokonywany jest idealnie równo, jakby
„cięcia nożem”. W rzeczywistości pasma
akustyczne zachodzą lekko na siebie, co
umożliwia uzyskanie doskonałych efektów
akustycznych.

Układ zasilany jest z wewnętrznego zasi−

lacza zbudowanego z wykorzystaniem pro−
stownika pełnookresowego BR1. Wyprosto−
wane napięcie wygładzane jest za pomocą
kondensatorów C21 i C22. Do wejścia
CON4 należy dołączyć transformator siecio−
wy o napięciu na uzwojeniu wtórnym wyno−
szącym 24V. Uzyskamy w ten sposób napię−
cie stałe o wartości ok. 36V, bezpieczne dla
układów i umożliwiające uzyskanie pełnej
mocy wyjściowej.

Montaż i uruchomienie

Na rysunku 2 została pokazana mozai−

ka ścieżek płytki obwodu drukowanego,
wykonanego na laminacie jednostronnym,
oraz rozmieszczenie na niej elementów.
Montaż wszystkich elementów z wyjąt−
kiem układów scalonych i tranzystorów
wykonujemy w typowy sposób, rozpoczy−
nając od wlutowania w płytkę dwóch zwo−
rek, rezystorów, a kończąc na elementach
o średnich gabarytach. Celowo napisałem,
że pierwszą fazę montażu musimy zakoń−
czyć na wlutowaniu elementów o średnich
wymiarach, ponieważ z montażem dużych
kondensatorów elektrolitycznych musimy
chwilę zaczekać.

Po wlutowaniu w płytkę wyżej wymie−

nionych elementów przystępujemy do
zmontowania w jedną całość płytki z ele−
mentami i radiatora. Po dokładnym zazna−
czeniu otworów w radiatorze, wiercimy je
wiertłem o średnicy 3mm. Następnie lekko
przykręcamy układy scalone do radiatora,
nie zapominając o obligatoryjnym za−
stosowaniu podkładek i tulejek izolacyj−
nych. Niezastosowanie tych elementów
prowadziłoby do powstania totalnej ka−
tastrofy, czyli zwarcia w układzie, które
zakończyłoby się uszkodzeniem co naj−
mniej kilku elementów. Nie zapominaj−
my także o zastosowaniu pasty silikono−
wej zmniejszającej opory termiczne na

styku elementu półprzewodnikowego z ra−
diatorem.

Po prowizorycznym przykręceniu tranzy−

storów i układów scalonych do radiatora
wkładamy ich końcówki lutownicze we wła−
ściwe otwory w płytce drukowanej i po do−
kładnym wyrównaniu radiatora względem
płytki (konieczne jest zachowanie kąta pro−
stego pomiędzy tymi elementami), lutujemy.
Kolejną czynnością będzie mocne dokręce−
nie elementów półprzewodnikowych do ra−
diatora, a następnie wlutowanie w płytkę du−
żych kondensatorów elektrolitycznych.

Mam nadzieję, że wykonane przez Was

układy odziedziczą cechy prototypu i „od−
palą” od razu, bez jakiejkolwiek regulacji
i poprawek. Zawsze jednak powtarzam, że
tylko ten się nigdy nie myli, kto nic nie ro−
bi. W pośpiechu spowodowanym chęcią jak
najszybszego usłyszenia efektów swojej
pracy łatwo o pomyłkę i dlatego też polecał−
bym użyć za pierwszym razem zasilacza
z ograniczeniem prądowym lub ograniczyć
prąd pobierany z zasilacza wbudowanego
w układ. Możemy to uczynić włączając
w szereg z wtórnym uzwojeniem transfor−
matora sieciowego rezystor 100 ...
200

Ω

/10W. Przy takim zasilaniu sprawdza−

my, czy napięcie na wyjściach głośniko−
wych jest dokła−
dnie równe poło−
wie napięcia zasi−
lania.

Następnie

podłączamy gło−
śniki i wysterowy−
wując wzmacniacz
słabym sygnałem
sprawdzamy obe−
cność

dźwięku

w głośnikach. Je−
żeli te próby wy−
padną pomyślnie,
to możemy już
bezpośrednio dołą−
czyć do układu
transformator sie−
ciowy o napięciu
na uzwojeniu wtór−

nym wynoszącym 24VAC i mocy min.
100W.

Otwarta pozostaje jeszcze sprawa wyko−

nania kolumn głośnikowych, z którymi nasze
wzmacniacze będą współpracować. W EdW
nie zajmujemy się opisywaniem prac mecha−
nicznych lub stolarskich i dlatego też odsy−
łam Was do lektury wspomnianego wyżej ar−
tykułu w Elektorze Elektroniku. Szczególnie
polecałbym Wam wykonanie „naściennego
zespołu głośnikowego” opisanego w tym nu−
merze EE. Znajdziecie tam też szczegółowy
opis budowy kolumny głośnikowej TOLO−
MEO produkcji znanej niemieckiej firmy IT.
Kolumna ta wyjątkowo dobrze nadaje się do
odtworzenia w warunkach amatorskich, a za−
mieszczone w artykule szczegółowe rysunki
techniczne pozwolą na samodzielne wykona−
nie odpowiednio zwymiarowanych kształtek
lub zlecenie tych prac do wykonania zakła−
dowi usługowemu. Opisy budowy kolumn
zamieszczane były także w Elektronice Prak−
tycznej oraz w wielu innych pismach dla
elektroników.

Zbigniew Raabe

84

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Rys. 2 Schemat montażowy

R E K L A M A · R E K L A M A · R E K L A M A · R E K L A M A

Informacje dotyczące zamawiania towarów na stronie 105.

Do

podanej

ceny

należy

doliczyć

22%

VA

T.

Cena 30zł

Z

ESTAW STA RTO W Y

-

WZMACNIACZE OPERACYJNE

Z OFERTY AVT