Приветствую Вас уважаемые подписчики рассылки: "Радиолюбителю. Все самое интересное. Самодельные устройства". Если в свободное время вы не прочь подержать в руках паяльник, кусачки и подымить канифолью, то извините эта рассылка для вас! Спасибо за проявленный к ней интерес. Выходит еженедельно, по выходным. Немного изменился и дизайн рассылки, как он Вам? Раздел "Дискуссия" пока пуст, увы, читатели пока не сильно активны. Рубрика "Ищу схему" по этой причине временно удалена. В следующем выпуске: собираем простой измеритель напряжения АКБ на светодиодах. Ответить

     Сегодня в выпуске:

     1) Сборка УМЗЧ на TDA 1557Q/TDA8560Q.

     2) О стандартах MPEG и об их истории. Продолжение.

     Стояла задача: разработать в условиях кризиса с минимальной стоимостью и габаритами дополнительный усилитель мощности для автомобиля. Встречайте – это заточенные под это дело два брата-акробата: TDA1557Q и TDA8560Q фирмы Philips, даже и не пытайтесь отыскать отечественный аналог, его в природе не существует :(. Об усилителях на этих микросхемах немало написано, они очень популярны среди широкого круга радиолюбителей. Обладают весьма неплохими потребительскими характеристиками: качеством звучания, низкими нелинейными искажениями, высокой выходной мощностью, малым количеством навесных элементов и низкой стоимостью (около 130 руб. для TDA8560Q). Выполнены в корпусах SIP 2 с 13 выводами и представляют собой стереофонические усилители мощности, каждый канал которых выполнен по мостовой схеме включения. Разумеется можно использовать и 4 канала в не мостовой схеме включения со снижением выходной мощности на каждый канал. На рис. 1. показана используемая в статье микросхема.

Рис. 1. Внешний вид микросхемы TDA8560Q.

     Для уменьшения габаритов было принято решение собрать все воедино на радиаторе. А почему бы и нет? Не нужно изготовлять печатную плату, а время изготовления вообще сводится к минимуму. Я потратил с поиском деталей и сборкой всего один вечер (не считая заливки эпоксидной смолой), но мне кажется вполне реально собрать и за один час, при условии что все необходимое уже будет под рукой, а разъемы не ставить. Монтаж выполнялся проводом минимальной длины. Фото готового девайса показано на рис. 2.

Рис. 2. Внешний вид усилителя. Фото спереди и сзади.

     Как всегда на мой взгляд получилось не очень презентабельно. Но это и не главное. Усилитель будет навсегда упрятан за кулисы  (спрятан в обшивку автомобиля) исполняя качественно основную свою функцию раскачки по мощности - в торпедо, в заднюю полку или в нижнюю часть багажника, это кому как удобнее, вообще лето еще не наступило и есть время подумать, выбрать оптимальное место для инсталляции. После неоднократной сборки усилителя на этих микросхемах каких либо недостатков в схемотехнике обнаружено не было: склонности к самовозбуждению нет, а вот автор этого сайта http://yooree.narod.ru, раздел Все схемы: и статьи "Полный стерео усилитель на TDA8560Q", так не считает и просит за свое схемотехническое предложение предотвращающее самовозбуждение якобы присутствующее во всех стандартных схемах включения данной микросхемы, например из даташита, вознаграждение в размере всего 50 руб. :). Есть некоторые известные особенности конструирования подобных схем. Вот например, пожалуй самый главный - соединять минус источника питания нужно в одной общей точке, от нее отдельным проводом разводить питание на микросхему, отдельным проводом на минус входных цепей и теперь никакие паразитные индуктивности возникнуть не могут. Это общие правила выполнения монтажа при конструирования подобных схем. Вообще этот усилитель на мой взгляд ну никак не склонен к самовозбуждению. А вот в свое время с усилителем на микросхеме TDA2003 (К174УН14) пришлось еще как повозится по этой причине, решение было найдено не сразу, но это уже совсем другая история. Соединять выход головного устройства (например DVD-автомагнитолы) с усилителем мы можем только экранированным проводом с линейным выходом, если нет его то делается, но это тема отдельной статьи. Входная чувствительность по входу составляет примерно 250 мВ. Общее усиление микросхемы около 46дБ (примерно в 200 раз). Помните об этом. Также может возникнуть потребность в регулировке чувствительности по входу (ослаблении), для этого собираем простое устройство, называемое - аттенюатор, который призван ослабить входной сигнал в нужное количество раз. Рассчитывается он простым соотношением: R1/R2. Но лучше на входе поставить подстроечные резисторы. На рис. 3 а и б показан пример подобной реализации при помощи делителя напряжения.

Рис. 3. Пример регулировки чувствительности по входу.

     На рис. 4. представлена электрическая принципиальная схема включения микросхем.

Рис. 4. Схема электрическая принципиальная усилителя мощности на ИМС TDA1557Q/TDA8560Q.

     Габариты усилителя (радиатора) получились такие 57х45х30 мм. И получился такими только благодаря размерам радиатора, который был доступен под рукой. Собирал усилитель в разных сочетаниях, в т.ч. вместо сгоревшего УМЗЧ в автомагнитоле, а также из набора Мастер-Кит. Когда уже собрал посмотрел на все это и сказал: "Что это не есть хорошо, однако, что электролитические конденсаторы по питанию находятся на радиаторе". Но электролитические конденсаторы должны нормально работать до 85ºС, а можно поставить и выдерживающие до 105ºС, снять можно, например, с материнской платы. Главное что получилось максимально компактно все упаковать, а габариты дополнительного усилителя в автомобиле очень важны. Предназначался для раскачки не очень мощной тыловой акустики.

     Колодку для подключения колоночных проводов решено было неиспользовать, во-первых ненадежно, во-вторых увеличиваются габариты усилителя. Конденсаторы по питанию ставим самый край 1000 мкФx16В, а вообще лучше из расчета 1000 мкФ на каждый ампер, т.е. из ближайшего ряда номиналов - 4700 мкФ, т.к.ток микросхемы в пиках может достигать 4 ампер. Микросхему TDA1557Q лучше заменить на TDA8560Q, она может работать с двухомными динамиками (если найдете такие :)) или двумя подключенными на один канал четырех-омными, номинальная суммарная мощность одного канала в этом случае составит около 30Вт, размеры радиатора необходимо будет обязательно увеличить минимум в два раза. Также в TDA8560Q имеется встроенная функция мягкого ограничения сигнала (soft klipping) на максимальной громкости, на слух звучание на максимальной громкости действительно с этой фичей становится лучше. И увеличенная максимальная выходная мощность на канал примерно до 16 Вт, против 13-15 Вт у TDA1557Q, при напряжении питания 13,8 В (полностью заряженный аккумулятор), многие забывают про это и указывают максимальную мощность развиваемую усилителем на максимальном напряжении питания 18 В (по справочным данным). мсходя из всего этого, я рекомендую все-таки употребить TDA8580Q. Звучат оба усилителя (TDA1557Q, TDA8560Q) одинаково хорошо, но можно и по-лучше, нет предела совершенству. Греется в отсутствии сигнала весьма незначительно и этого радиатора вполне достаточно, однако при полной громкости радиатор раскаляется :) примерно до 70ºС. Микросхемы в своем составе имеют защиту от перегрева, защита срабатывает при температуре около 125ºС, а кристалл кремня кратковременно может выдержать перегрев до 150ºС, поэтому 70ºС - это вполне нормальная температура рабочей лошадки TDA8560Q, но у нас на радиаторе установлены электролитические конденсаторы, которые боятся высокой температуры, поэтому желательно поставить радиатор с запасом или все электролитические конденсаторы вынести на отдельную плату. В будущих выпусках мы рассмотрим серию еще более качественных схем УМЗЧ на полевых транзисторах, но если позволят финансы.

     Со списком необходимых нам деталей забегаем в недорогой магазин радиодеталей, все покупаем и летим пулей домой паять. Диод VD1 (см. рис. 4) служит для защиты от переполюсовки, при неправильной полярности коротит на себя, прожигая предохранитель и спасая тем самым микросхему. Очень часто используемая фишка почти во всех уважаемых себя устройствах и кстати незря. Его можно конечно и не ставить если точно знаете, что никогда и ни при каких условиях переполюсовка не возникнет, но чем черт не шутит, лучше поставить. Предохранитель паяем в любом случае, в разрыв плюсового провода идущего к усилителю и обматываем изолентой, можно использовать стандартную колодку для предохранителя как автомагнитолах. Для запитки от аккумулятора используем медный кабель в двойной изоляции желательно из фторопласта и сечением не менее 2,5 мм². В качестве радиатора можно использовать и любой другой с подходящей площадью теплового рассеивания, не забывая мазнуть место соприкосновения  микросхемы с радиатором термопастой, очень тонким слоем (!), желательно импортной, которая продается в любом компьютерном магазине. Всю собранную конструкцию для упрочнения, защиты от влажности рекомендуется промазать тонким слоем (!) эпоксидной смолы или автомобильным самым дешевым силиконовым и иным герметиком. На этом сборку усилителя можно считать оконченной. Поздравляеме! Вы справились с этой сложной задачей. Теперь вы можете считать себя настоящим асом в изготовлении автомобильных усилков. Значит пора переходить к более сложному.

      2) Стандарт MPEG-2 был специально разработан для кодирования ТВ сигналов вещательного телевидения, поэтому на рассмотрении MPEG-2 мы бы не останавливались, если бы в апреле 1997 этот комплект не получил «продолжение» в виде алгоритма MPEG-2 AAC (MPEG-2 Advanced Audio Coding – продвинутое аудио кодирование, ISO/IEC 13818-7). Стандарт MPEG-2 AAC стал результатом кооперации усилий института Fraunhofer, компаний Sony, NEC и Dolby. MPEG-2 AAC является технологическим приемником MPEG-1. Поскольку между опубликованием MPEG-2 AAC и его стандартизацией прошло достаточно времени, свет увидели несколько разновидностей этого алгоритма: Homeboy AAC, AT&T a2b AAC, Astrid/Quartex AAC, Liquifier AAC, FAAC (Freeware Audio Coder), Mayah AAC, PsyTEL AAC, QuickTime AAC, Sorenson и другие (некоторые из этих кодеров даже не полностью соответствовали стандарту - например, Astrid/Quartex и HomeBoy AAC). Процесс стандартизации AAC был достаточно длинным, поэтому многие из приведенных кодеров первоначально были (а, многие, и до сих пор) не совместимы между собой в формате выходного потока.

     Надо сказать, что помимо MPEG-2 AAC, стандарт MPEG-2 предусматривает MPEG-2 BC (backward compatible - обратно совместимый), являющийся фактически многоканальной версией (до 5 каналом + 1 дополнительный) аудио кодека MPEG-1.

     Также, как и в комплекте аудио стандартов кодирования MPEG-1, в основе алгоритма AAC лежит психоакустический анализ сигнала. Вместе с тем, алгоритм AAC имеет в своем механизме множество дополнений, направленных на улучшение качества выходного аудио сигнала. В частности, используется другой тип преобразований, улучшена обработка шумов, изменен банк фильтров, а также улучшен способ записи выходного бит-потока. Кроме того, AAC позволяет хранить в закодированном аудио сигнале т.н. «водяные знаки» (watermarks) – информацию об авторских правах. Эта информация встраивается в бит-поток при кодировании таким образом, что уничтожить ее становится невозможно не разрушив целостность аудио данных. Эта технология (в рамках Multimedia Protection Protocol) позволяет контролировать распространение аудио данных (что, кстати, является препятствием на пути распространения самого алгоритма и файлов, созданных с помощью него). Следует отметить, что алгоритм AAC не является обратно совместимым (NBC – non backwards compatible) с уровнями MPEG-1 не смотря на то, что он представляет собой продолжение (доработку) MPEG-1 Layer I, II, III.

     MPEG-2 AAC предусматривает три различных профиля кодирования:
     1. Main
     2. LC (Low Complexity)
     3. SSR (Scalable Sampling Rate).

     В зависимости от того, какой профиль используется во время кодирования, изменяется время кодирования и качество получаемого цифрового потока. Наивысшее качество звучания (при самой медленной скорости компрессии) обеспечивает основной Main профиль. Это связано с тем, что профиль Main включает в себя все механизмы анализа и обработки входного потока. Профиль LC упрощен, что сказывается на качестве звучания получаемого потока, сильно отражается на скорости компрессии и, что более важно, декомпрессии. Профиль Main обеспечивает более качественную компресиию по сравнению с LC, однако эта разница в качестве не оправдывает разницу затрат мощности процессора при компрессии в Main и LC. По этой причине профиль LC используется намного более широко, чем Main.

     Профиль SSR (Scalable Sampling Rate) кодирует данные в несколько "слоев" (layers) от очень низкого битрейта к высшим битрейтам (вплоть до lossless-компрессии). Такой подход позволяет, например, транслирующим серверам передавать пользователям аудио на нужном битрейте без необходимости транскодирования данных.

     Говоря о качестве звука, можно сказать, что поток AAC (Main) 96 Кбит/с обеспечивает качество звучания, аналогичное потоку MPEG-1 Layer III 128 Кбит/с. При компрессии AAC 128 Кбит/с, качество звучания ощутимо превосходит MPEG-1 Layer III 128 Кбит/с.

     Источник: http://websound.ru/ . Продолжение следует.

     До встречи в следующем выпуске и всем 73!