µAmp - Miniaturní nf zesilovač
µAmp - A small audio amplifier

The small AF amplifier suitable for laptops and mp3 players. It can be powered from the PC (Game or USB port) or AC adapter.

Na stránkách odborných časopisů bylo uveřejněno již několik nf zesilovačů vhodných k PC. Autoři se většinou snažili dosáhnout co největších výkonů. Při hraní her nebo při sledování filmů umocní kvalitní zvuk celkový zážitek. Pro běžnou práci na PC, kdy si potřebujeme poslechnout jen hlášení nějakého programu, je zesilovač s výkonem desítek W zbytečný luxus. Dále popsaný zesilovač s malým výkonem lze připojit k jakémukoli PC se zvukovým výstupem. Lze jej napájet přímo z PC, aniž bychom museli počítač jakkoli upravovat.

Obr. 1. Zapojení zesilovače
Figure 1. Amplifier circuit

Popis zapojení

Základem zesilovače je integrovaný obvod TDA2822M. S tímto obvodem lze postavit zesilovač s výkonem až 2x 1 W. Tak velký výkon je však obvod schopen dodat pouze ve špičkách, při trvalém vybuzení by se nebyl schopen uchladit. Zapojení zesilovače je na obr. 1. Vstupní signál prochází přes kmitočtově závislý dělič na regulátor hlasitosti. Kmitočtově závislý dělič zdůrazňujuje kmitočty v okolí 100 Hz, což má příznívý vliv na subjektivní kvalitu zvuku při použití malých reproduktorů. IO je v zapojení doporučeném výrobcem. K výstupu zesilovače lze připojit reproduktory s impedancí 8 ohmů (nebo větší), případně sluchátka. Napájecí napětí IO může být v rozsahu 1,8 až 15 V. Při malém napájecím napětí je výkon zesilovače velmi malý, při velkém napájecím napětí a zatížení reproduktory s malou impedancí se může malý obvod přehřát. S reproduktory 8 ohmů je vhodné napájecí napětí v rozsahu 6 až 9 V. Já jsem použil k napájení napětí 5 V, které je získáno z GAME portu. Napětí 5 V lze získat ještě z konektoru pro klávesnici, portu PS/2 a USB. Lepší volbou je síťový adaptér, odpadají problémy se zemními smyčkami.

Obr. 2. Deska s plošnými spoji zesilovače. Kliknutím získáte obrázek v rozlišení 600 dpi
Figure 2. Amplifier PCB layout. Click to get 600 dpi resolution image

Obr. 3. Rozmístění součástek na desce
Figure 3. Locations of components on the board

Zesilovač je postaven na desce s plošnými spoji podle obr. 2 a 3. Rezistory a kondenzátory SMD jsou osazeny ze strany spojů, ostatní součástky jsou zapájeny běžným způsobem. Deska je v krabičce KM27 přichycena za konektor pro sluchátka a úhelníkem za potenciometr k boku krabičky. Z nedostatku jiných vhodných konektorů jsem pro připojení reproduktorů použil konektory CINCH. Pro připojení vstupního signálu lze použít konektor jack 3,5 mm (do krabičky se ještě vejde) nebo kablík s konektorem. Pro tento zesilovač jsem použil 4žilový stíněný kablík. Dvě žíly jsou použity pro nf signál, zbylými je přivedeno napájecí napětí. Napájecí napětí je odebíráno z GAME portu na vývodu 1. Zemní vodič (0 V) je připojen na vývod 4. Současné propojení zemí na konktoru GAME portu a výstupu zvuku z PC zavádí do zapojení zemní smyčku, u realizovaného vzorku se však nijak rušivě neprojevila.

K zesilovači jsem vyrobil miniaturní reproduktorové skříňky, které jsem osadil reproduktory o průměru 57 mm ze skříní PC. Ačkoli jsem vybíral z osmi kusů, nenašel jsem dva použitelné. Asi polovina jich drhla, zbylé měly každý jinou citlivost a jiné zabarvení zvuku. Nakonec jsem do již hotových krabiček použil miniaturní reproduktory s plastovou membránou zakoupené v prodejně GES. Nejvhodnější by bylo použít střední až větší eliptické reproduktory s magnetem AlNiCo (malý oblý), které mají malé rozptylové pole. Tyto reprodukrory lze občas sehnat ve výprodejích nebo je lze vymontovat ze starých televizních přijímačů.

Zesilovač oživíme nejlépe s externím zdrojem, stačí např. „plochá“ baterie. Je důležité, aby přívod napájecího napětí neměl nikde zkrat. Odběr naprázdno by měl být do 5 mA, při vybuzení pak do 200 mA (při napájení 5 V). Zapojení nemá žádné záludnosti a mělo by pracovat na první zapojení. Zesilovač můžete použít také ve spojení s walkmanem nebo discmanem. V tomto případě však potřebujete externí napájecí zdroj – baterii nebo síťový adaptér.

Úprava zapojení
(update 30. 3. 2010)

Miniaturní reproduktory jsem vyměnil za větší bedničky s eliptickými reproduktory (používají se v TV) s mnohem lepším zvukem. Původní "korekce" zdůrazňují nízké kmitočty pak už přestaly vyhovovat. Na obr. 4 je upravené zapojení, změny jsou vyznačeny červeně. Na obr. 5 je kmitočtová charakteristika v oblasti nízkých kmitočtů před a po úpravě.

Obr. 4. Zapojení zesilovače po úpravě
Figure 4. Amplifier after modification

Obr. 5. Kmitočtová charakteristika před a po úpravě
Figure 5. Frequency response before and after circuit modification

Zapojení konektoru Game & MIDI portů PC

Obr. 6. Napájení zesilovače z GAME portu - vývody 1 a 4
Figure 6. µAmp power supply from GAME port pin 1 and 4

Fotografie (170 kB)

Rozpiska součástek

Jaroslav Belza

Praktická elektronika 4/2002

8. 4. 2002
30. 3. 2010 (upd.)